预制混凝土布料机数控技术研究

发布时间：2020-07-13 14:46

【摘要】：预制装配式建筑主要由预制构件组成,这种建筑的优点就是建造速度快,受气候条件制约小,降低传统建筑业对劳动力的依赖,促进建筑业的可持续发展。预制混凝土布料机作为预制构件生产线上混凝土浇筑时的关键设备,其布料方式很大程度上影响预制构件的质量。近几年随着预制装配式建筑的不断发展,对预制构件的要求也逐渐提高,然而预制构件生产线工艺复杂、工位较多,在布料这一工序上目前大都采用人工输入布料区域的形式,但是由于人工手工操作的不稳定性,直接导致布料过程中落料量的不稳定,生产的预制混凝土构件不能标准化,无法满足市场需求,传统的混凝土布料方式需要改进。本论文在预制构件生产线全面考察的基础上,通过对比新的自动化生产工艺和传统工艺,对原有预制混凝土布料机的布料方式进行了优化,布料系统和行走系统采用了数字化控制方式。为了实现预制混凝土布料机布料系统精确布料,首先将需要浇筑的预制构件“网格化”,在布料机的8个布料口分别安装一个厚度检测装置,用于测量各个“网格”中预制构件厚度,厚度检测装置把测得的距离传给中央控制器(PLC S7-200),接口方式为RS-485,数据传输协议为Modbus-RTU,中央控制器(PLC)根据测得的厚度信息计算各个“网格”中需要浇筑的混凝土量,并通过控制电机来调节各个布料口螺旋输送器转速,使得不同容量的“网格”在相同的时间内完成浇筑任务。行走系统定位时采用激光测距与编码器结合的方法,编码器主要通过计算布料机车轮转过的圈数来计算布料机走过的路程,激光测距仪为了防止车轮在行走布料时出现打滑,每隔5 s对布料机做一次位置检测,如果与编码器测得的距离有误差,则布料机行走时出现了打滑,对编码器进行校正。利用Simulink软件建立布料机制动系统模型,仿真PID控制器对布料机制动距离和制动滑移率的影响。该定位装置已经在预制构件厂进行了测试,编码器和激光测距仪相结合的定位方式有效的减少了布料机的行走误差,提高了定位精度。
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU64
【图文】：

装配式建筑,产值,全球,全球市场

第一章2012 年预制装配式建筑在全球市场达到 746 亿美元，截止到 2017 年底 1 812 亿美元，市场增速保持在 10%以上[6]，如图 1-1 所示。目前预制装筑的市场主要在以美国为代表的欧美国家，亚洲地区代表国家有新加坡等国。2017 年美国装配式建筑在全球市场的占有率达到 25%，相当全球半的市场都在欧洲国家。

布料机,车载式

-4-图 1-2 几种常见的布料机手动布料机主要由布料臂、回转支座及立架构成，为了使用方便立架可动拆卸，布料机的高度可以通过伸缩支腿调节，这样可以满足不同的施工环境手动布料机主要应用于平面混凝土浇筑。手动布料机具有操作简单、能耗低价格便宜等优点，因此深受用户喜欢，但是施工过程中完全依靠人工操作，料软管需要人工拖动，这种操作方式不仅劳动强度大、工作效率低，而且安性差，浇筑质量不高。液压驱动布料机由人工远程操作，这样可以避免工人施工现场操作，降(c)内爬式布料机 (d)车载式布料机

布料机,预制构件,布料,人工控制

图 1-3 新一代布料机在浇筑预制构件时主要依赖人工控制，需要手动控制布料次数。预制构件生产过程中，工作经验丰富的工作人员主判断布料机的布料位置从而控制布料机的停顿和换向等基作误差，生产出来的预制构件的质量通常不能符合标准，当，也会导致机械设备故障从而降低预制构件生产效率[21筑市场需求的逐渐改变，预制混凝土构件生产线也在逐渐自动化生产模式，工作人员可以通过中央系统根据预定的之匹配的工艺流程。凝土及散料输送机械是工业发达国家普遍重视的研究课题调环保与节能建设的当今。目前欧州国家无论是预制构件产方面技术水平都比较先进，整个预制构件生产过程基本厂化生产[22]。德、美、日等国正在积极开展新一代布料机占据了国外大部分的市场和中国一部分市场，代表性企业

【参考文献】