本發(fā)明涉及一種地下盾構(gòu)施工設(shè)備，尤其涉及一種地下盾構(gòu)施工管片

拼裝機管片螺栓自動擰緊系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在地下盾構(gòu)施工領(lǐng)域，盾構(gòu)機管片拼裝系統(tǒng)可實現(xiàn)管片位置的精確擺放，采用人工安放螺栓和使用扭矩扳手緊固螺栓來實現(xiàn)管片間的連接，這存在以下缺點：拼裝時螺栓扭力不好控制，易導(dǎo)致各管片連接時力分布不均；人工操作易疲勞、精度不高，操作不慎易發(fā)生安全事故；人工操作效率不高、加長了拼裝管片的工期。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中盾構(gòu)施工中管片拼裝機安裝螺栓時的上述缺點，解決管片拼裝人工安裝螺栓時安裝困難、受力不均，把施工人員從單一危險的施工環(huán)境中解放出來，并可有效縮短工期、提高設(shè)備拼裝管片效率，本發(fā)明提供了一種管片拼裝機管片螺栓自動擰緊系統(tǒng)，其包括：數(shù)據(jù)監(jiān)控中心、自動上下料安放機構(gòu)、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)、管片螺栓扭緊數(shù)控系統(tǒng)、管片螺栓擰緊機構(gòu)，數(shù)據(jù)監(jiān)控中心對螺栓擰緊過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行控制和監(jiān)測、并對產(chǎn)生的不合格情況記錄并警告；自動上下料安放機構(gòu)將螺栓螺母有序的送入料道、將合格的螺栓放入指定的管片連接孔內(nèi)；現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)通過可編程控制器實現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，通過總線將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)監(jiān)控中心；管片螺栓擰緊數(shù)控系統(tǒng)，提供高精度的扭力控制，數(shù)控系統(tǒng)控制器界面實時顯示擰緊過程的扭力值、轉(zhuǎn)角值、過程時間、是否合格，通過數(shù)據(jù)線將數(shù)據(jù)上傳到現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)；管片螺栓擰緊機構(gòu)安放在拼裝機系統(tǒng)上，通過定位銷對管片進行精確定位后，對指定螺栓孔進行識別，當(dāng)檢測到螺栓的安裝位置后擰緊機構(gòu)執(zhí)行裝置會在數(shù)控系統(tǒng)指定的扭力下對螺栓執(zhí)行擰緊動作。

優(yōu)選地，自動上下料安放機構(gòu)主要由3部分組成：振動料斗、料道上料機構(gòu)、螺栓安放機構(gòu)，通過振動料斗將螺栓螺母有序的送入料道、避免堵塞和出現(xiàn)粘倉現(xiàn)象，在料道上料機構(gòu)中，螺栓螺母在送入料道前通過上料機構(gòu)對螺母的正反及大小是否合格進行檢驗，合格品被選中送入料道，不合格品被剔除，由于螺母反向造成的不合格品在上料機構(gòu)中給予糾正，從返檢測機構(gòu)進行二次判定，合格后送入料道；螺栓安放機構(gòu)負(fù)責(zé)將合格的螺栓放入指定的管片連接孔內(nèi)，由于管片間存在一定的間隙，當(dāng)識別到指定的螺栓安裝孔后，推進油缸會給螺栓施加一個力，在導(dǎo)向環(huán)作用下使螺栓進入指定安放位置；

優(yōu)選地，數(shù)控系統(tǒng)控制器界面為觸摸屏；

優(yōu)選地，管片螺栓擰緊機構(gòu)擰緊螺栓包括二次修正擰緊，初次擰緊管片螺栓，在拼環(huán)結(jié)束后，擰緊機構(gòu)伴隨拼裝機對管片二次修正擰緊使管片連接達到最佳狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種利用前述的管片拼裝機管片螺栓自動擰緊系統(tǒng)擰緊管片螺栓的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）通過振動料斗將螺栓螺母有序的送入料道、避免堵塞和出現(xiàn)粘倉現(xiàn)象，在料道上料機構(gòu)中，螺栓螺母在送入料道前通過上料機構(gòu)對螺母的正反及大小是否合格進行檢驗，合格品被選中送入料道，不合格品被剔除，由于螺母反向造成的不合格品在上料機構(gòu)中給予糾正，從返檢測機構(gòu)進行二次判定，合格后送入料道；螺栓安放機構(gòu)負(fù)責(zé)將合格的螺栓放入指定的管片連接孔內(nèi)，由于管片間存在一定的間隙，當(dāng)識別到指定的螺栓安裝孔后，推進油缸會給螺栓施加一個力，在導(dǎo)向環(huán)作用下使螺栓進入指定安放位置；

2）管片螺栓擰緊機構(gòu)執(zhí)行裝置在數(shù)控系統(tǒng)指定的扭力下對螺栓執(zhí)行擰緊動作；

3）管片螺栓擰緊數(shù)控系統(tǒng)提供高精度的扭力控制，數(shù)控系統(tǒng)控制器界面實時顯示擰緊過程的扭力值、轉(zhuǎn)角值、過程時間、是否合格，通過數(shù)據(jù)線將數(shù)據(jù)上傳到現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)；

4）現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)通過可編程控制器實現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，通過總線將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)監(jiān)控中心；

5）數(shù)據(jù)監(jiān)控中心對螺栓擰緊過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行控制和監(jiān)測、并對產(chǎn)生的不合格情況記錄并警告。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，利用此發(fā)明能夠有效地實現(xiàn)管片拼裝螺栓的自動下料、識別和擰緊，解決管片拼裝過程中需要人工安放擰緊螺栓，把人從危險繁瑣的工作環(huán)境解放出來，并提高了整體拼裝過程的精度和效率縮短工期，實現(xiàn)對管片擰緊和連接過程中管片螺栓拉力、 扭矩、受力分布數(shù)據(jù)的監(jiān)測。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的管片拼裝機管片螺栓自動擰緊系統(tǒng)組成示意圖；

圖2為本發(fā)明的管片拼裝機管片螺栓自動擰緊系統(tǒng)連接圖；

圖3為本發(fā)明的管片拼裝機管片螺栓自動擰緊系統(tǒng)數(shù)據(jù)監(jiān)控中心；

圖4為本發(fā)明的管片拼裝機管片螺栓自動擰緊系統(tǒng)自動上下料安放機構(gòu)；

圖5為本發(fā)明的管片拼裝機管片螺栓自動擰緊系統(tǒng)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)；

圖6為利用本發(fā)明的管片拼裝機管片螺栓自動擰緊系統(tǒng)擰緊管片螺栓時監(jiān)控中心監(jiān)測的數(shù)據(jù)圖；

具體實施方式

下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。

如圖1、2所示，本發(fā)明提供一種管片拼裝機管片螺栓自動擰緊系統(tǒng)，其包括：數(shù)據(jù)監(jiān)控中心、自動上下料安放機構(gòu)、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)、管片螺栓扭緊數(shù)控系統(tǒng)、管片螺栓擰緊機構(gòu)，數(shù)據(jù)監(jiān)控中心對螺栓擰緊過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行控制和監(jiān)測、并對產(chǎn)生的不合格情況記錄并警告；自動上下料安放機構(gòu)將螺栓螺母有序的送入料道、將合格的螺栓放入指定的管片連接孔內(nèi)；現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)通過可編程控制器實現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，通過總線將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)監(jiān)控中心；管片螺栓擰緊數(shù)控系統(tǒng)，提供高精度的扭力控制，數(shù)控系統(tǒng)控制器界面實時顯示擰緊過程的扭力值、轉(zhuǎn)角值、過程時間、是否合格，通過數(shù)據(jù)線將數(shù)據(jù)上傳到現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)；管片螺栓擰緊機構(gòu)安放在拼裝機系統(tǒng)上，通過定位銷對管片進行精確定位后，對指定螺栓孔進行識別，當(dāng)檢測到螺栓的安裝位置后擰緊機構(gòu)執(zhí)行裝置會在數(shù)控系統(tǒng)指定的扭力下對螺栓執(zhí)行擰緊動作。

如圖4所示，優(yōu)選地，自動上下料安放機構(gòu)主要由3部分組成：振動料斗、料道上料機構(gòu)、螺栓安放機構(gòu)，通過振動料斗將螺栓螺母有序的送入料道、避免堵塞和出現(xiàn)粘倉現(xiàn)象，在料道上料機構(gòu)中，螺栓螺母在送入料道前通過上料機構(gòu)對螺母的正反及大小是否合格進行檢驗，合格品被選中送入料道，不合格品被剔除，由于螺母反向造成的不合格品在上料機構(gòu)中給予糾正，從返檢測機構(gòu)進行二次判定，合格后送入料道；螺栓安放機構(gòu)負(fù)責(zé)將合格的螺栓放入指定的管片連接孔內(nèi)，由于管片間存在一定的間隙，當(dāng)識別到指定的螺栓安裝孔后，推進油缸會給螺栓施加一個力，在導(dǎo)向環(huán)作用下使螺栓進入指定安放位置；

優(yōu)選地，數(shù)控系統(tǒng)控制器界面為觸摸屏；

優(yōu)選地，管片螺栓擰緊機構(gòu)擰緊螺栓包括二次修正擰緊，初次擰緊管片螺栓，在拼環(huán)結(jié)束后，擰緊機構(gòu)伴隨拼裝機對管片二次修正擰緊使管片連接達到最佳狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種利用前述的管片拼裝機管片螺栓自動擰緊系統(tǒng)擰緊管片螺栓的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）通過振動料斗將螺栓螺母有序的送入料道、避免堵塞和出現(xiàn)粘倉現(xiàn)象，在料道上料機構(gòu)中，螺栓螺母在送入料道前通過上料機構(gòu)對螺母的正反及大小是否合格進行檢驗，合格品被選中送入料道，不合格品被剔除，由于螺母反向造成的不合格品在上料機構(gòu)中給予糾正，從返檢測機構(gòu)進行二次判定，合格后送入料道；螺栓安放機構(gòu)負(fù)責(zé)將合格的螺栓放入指定的管片連接孔內(nèi)，由于管片間存在一定的間隙，當(dāng)識別到指定的螺栓安裝孔后，推進油缸會給螺栓施加一個力，在導(dǎo)向環(huán)作用下使螺栓進入指定安放位置；

2）管片螺栓擰緊機構(gòu)執(zhí)行裝置在數(shù)控系統(tǒng)指定的扭力下對螺栓執(zhí)行擰緊動作；

3）管片螺栓擰緊數(shù)控系統(tǒng)提供高精度的扭力控制，數(shù)控系統(tǒng)控制器界面實時顯示擰緊過程的扭力值、轉(zhuǎn)角值、過程時間、是否合格，通過數(shù)據(jù)線將數(shù)據(jù)上傳到現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)；

4）現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)通過可編程控制器實現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，通過總線將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)監(jiān)控中心；

5）數(shù)據(jù)監(jiān)控中心對螺栓擰緊過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行控制和監(jiān)測、并對產(chǎn)生的不合格情況記錄并警告，如圖6所示。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，利用此發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)管片拼裝螺栓的自動下料、識別和擰緊，并實現(xiàn)了對管片螺栓拉力、 扭矩、受力分布數(shù)據(jù)的監(jiān)測，提高了生產(chǎn)效率。

以上所述，僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，不能解釋為以此限定本發(fā)明的范圍，凡在本發(fā)明的權(quán)利要求書要求保護的范圍內(nèi)所做出的等同的變形和改變的實施方式均在本發(fā)明所要求保護的范圍內(nèi)。