专利名称：用于u形预应力混凝土板桩的喂料装置及控制方法
技术领域：
本发明涉及预应力混凝土板桩的生产设备，属于一种喂料装置及其控制方法，尤其适用于利用先张法生产U形预应力混凝土板桩的工艺中。
背景技术：
先张法是为了提高钢筋混凝土构件的抗裂性能以及避免钢筋混凝土构件过早出现裂缝，而在混凝土构件预制过程中对其预先施加应力以提高构件性能的一种方法，它在工程建设中起着重要作用。通常是在浇筑混凝土前张拉预应力筋，并将张拉的预应力筋临时锚固在台座或钢模上，然后浇筑混凝土，待混凝土强度达到不低于混凝土设计强度值的75%，保证预应力筋与混凝土有足够的粘结时，放松预应力筋，借助于混凝土与预应力筋的 粘结，对混凝土施加预应力的施工工艺。在混凝土预应力板桩的生产过程中，生产线都采用多条线布局，而每一条生产线都需要一套喂料设备，模具浇筑通过料斗进行布料，而料斗的出料口是通过人工进行控制和干预，因此整个布料过程质量没有保障，并且效率低，下料口经常堵料，最重要的是无法达到工艺要求，不能实现均匀定量地布料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于U形预应力混凝土板桩的喂料装置及控制方法，可以实现跨线布料，并通过自动控制提高喂料的均匀性和准确性，节省人力，提闻生广效率。为解决上述技术问题，本发明提供的用于U形预应力混凝土板桩的喂料装置，包括料斗和大车行走机构，所述料斗安装在一支撑台架上，所述支撑台架上安装有多个称重传感器并通过其下方的行走轮沿大车行走机构的轨道运动，所述行走轮由安装在支撑台架上的电机驱动；所述料斗的出料口设有至少一弧度下料门，每个弧度下料门由一个伺服电动缸控制开度，所述伺服电动缸由一 PID控制器控制，该PID控制器与称重传感器相连接同时与上位机进行通讯连接；所述料斗内装有一根双向螺旋轴，该双向螺旋轴位于出料口上方，所述双向螺旋轴由一变频电机驱动。在上述结构中，所述料斗的出料口设有两个弧度下料门，每个弧度下料门的中间位置装有一连接片，该连接片的端部与伺服电动缸的推杆端部转动连接，所述每个弧度下料门的两端分别与一扇形连接板固定连接，每个扇形连接板的上端与料斗通过枢轴连接。其中，所述双向螺旋轴位于一螺旋机壳体中，其一端通过联轴器与变频电机的输出轴相连，另一端通过滚动轴承和轴承盖安装在螺旋机端盖中。进一步的，所述螺旋机壳体与料斗固定连接，并与出料口固定连接。所述双向螺旋轴的一侧为左旋螺旋，另一侧为右旋螺旋。
优选的，所述PID控制器为PLC或者单片机。优选的，所述支撑台架的侧面和大车行走机构的轨道两端设有相互配合的限位开关。优选的，所述料斗的外侧壁上装有至少一个振动器。其中，所述支撑台架的底部设有四组行走轮，支撑台架的行走方向与大车行走机构的行走方向垂直。本发明还提供前述用于U形预应力混凝土板桩的喂料装置的控制方法，其中
所述上位机选择需要喂料的板桩模具型号并传递至PID控制器，PID控制器根据物料流量的预设值向变频电机和伺服电动缸发出指令，变频电机根据指令带动双向螺旋轴转动，伺服电动缸控制弧度下料门I打开一定的开度；所述称重传感器实时采集料斗中物料的重量信号并将该重量信号传送至PID控制器；所述PID控制器对称重传感器采集的重量信号进行PID运算，并将处理后的结果通过指令传送至变频电机和伺服电动缸；所述变频电机根据PID控制器的指令驱动双向螺旋轴转动，对下料速度进行粗调整；当物料的实际流量不在设定阈值范围内时，PID控制器控制伺服电动缸改变弧度下料门的开度对下料速度进行细调整，使下料速度维持在设定阈值范围内；所述PID控制器设定有喂料目标值和物料最低量报警值，当称重传感器采集的信号达到喂料目标值或物料最低报警值，PID控制器控制变频电机和伺服电动缸停止工作。本发明解决了预应力混凝土板桩的喂料问题，利用一个料斗可以为多条生产线跨线喂料，并且通过PID控制器和配套的传感器及驱动装置控制喂料的速度，不但提高了生产效率，节省了人力消耗，降低了人工成本，而且提高了喂料的准确性和均匀性。
图I是本发明的喂料装置的主视图；图2是本发明的喂料装置的左视图；图3是本发明中双向螺旋轴的结构示意图；图4是本发明中弧度下料门处的局部结构示意图；图5是图4的侧视图；图6是本发明的喂料装置的控制框架图；图7是本发明的喂料装置的控制方法流程图。其中附图标记说明如下I弧度下料门2螺旋机端盖3伺服电动缸4轴承盖5振动器6料斗7行走轮8限位开关9称重传感器10顶部固定板11电机12支撑台架13双向螺旋轴14变频电机
15联轴器16螺旋机壳体17左旋螺旋18右旋螺旋19连接板20连接片21 出料口
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。本发明提供的用于U形预应力混凝土板桩的喂料装置，包括料斗6和大车行走机构，如图I、图2所示，所述料斗6通过顶部固定板10安装在一支撑台架12上，所述支撑台架12上安装有多个称重传感器9 (在本实施例中采用四个称重传感器)，在支撑台架12的底部安装有四组行走轮7，该行走轮7由安装在支撑台架12上的电机11驱动，支撑台架12在行走轮的带动下可以沿大车行走机构的轨道横向运行进行跨线布料；料斗6的出料口 21设有至少一弧度下料门1，较佳的，如图I所示，在本实施例中采用两个弧度下料门1，如图4、图5所示，每个弧度下料门I的中间位置装有一连接片20，该连接片20的端部与伺服电动缸3的推杆端部转动连接，每个弧度下料门I的两端分别与一扇形连接板19固定连接,每个扇形连接板19的上端与料斗6通过枢轴连接；弧度下料门I的开度大小由一个伺服电动缸3控制，如图6所示，该伺服电动缸3由一 PID控制器控制，所述PID控制器为PLC或者单片机，该PID控制器与称重传感器9相连接，同时与上位机进行通讯连接；料斗6内装有一根双向螺旋轴13，如图3所示，其一侧为左旋螺旋17，另一侧为右旋螺旋18，该双向螺旋轴13位于出料口 21上方，所述双向螺旋轴13由一变频电机14驱动。双向螺旋轴13位于一螺旋机壳体16中，螺旋机壳体16与料斗6固定连接，并与出料口 21固定连接。如图I、图2所示，双向螺旋轴13的一端通过联轴器15与变频电机14的输出轴相连，另一端通过滚动轴承和轴承盖4安装在螺旋机端盖2中。该变频电机14也可以为带变频器的电机。支撑台架12的侧面和大车行走机构的轨道两端设有相互配合的限位开关8，如图I所示，可以限制支撑台架12的横向移动，避免可能发生的碰撞。料斗6的外侧壁上装有至少一个振动器5，较佳的，如图I所示，在外侧壁的对称位置装有两个振动器5，可以用来清理料斗6内剩余的物料。前述用于U形预应力混凝土板桩的喂料装置的控制方法，如图7所示，喂料装置的PID控制器连接上位机或工控机，通过工控机或上位机选择需要喂料的板桩模具型号并传递至PID控制器中，PID控制器根据物料流量的预设值(根据不同桩型可以设置不同的流量值)向变频电机14和伺服电动缸3发出指令，变频电机14根据指令带动双向螺旋轴13转动，伺服电动缸3控制弧度下料门I打开一定的开度；所述称重传感器9实时采集料斗6中物料的重量信号并将该重量信号传送至PID控制器；所述PID控制器对称重传感器9采集的重量信号进行PID运算，并将处理后的结果通过指令传送至变频电机14和伺服电动缸3 ;所述变频电机14根据PID控制器的指令驱动双向螺旋轴13转动，对下料速度进行粗调整；当物料的实际流量不在设定阈值范围内(如实际流量超过或低于理论流量的3%)时，PID控制器控制伺服电动缸3改变弧度下料门I的开度对下料速度进行细调整，使下料速度维持在设定阈值范围内；所述PID控制器设定有喂料目标值和物料最低量报警值，当称重传感器9采集的信号达到喂料目标值或物料最低报警值，PID控制器控制变频电机14和伺服电动缸3停止工作。本发明解决了预应力混凝土板桩的喂料问题，利用一个料斗可以为多条生产线跨线喂料，并且通过PID控制器和配套的传感器及驱动装置控制喂料的速度，使布料速度可以精确控制，不但提高了生产效率，节省了人力消耗，降低了人工成本，而且保证均匀、定量喂料，保障广品的稳定性。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，该实施例仅仅是本发明的较佳实施例，其并非对本发明进行限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员对本发明等做出的等效置换和改进，均应视为在本发明所保护的技术范畴内。
权利要求
1.一种用于U形预应力混凝土板桩的喂料装置，包括料斗(6)和大车行走机构，其特征在于，所述料斗(6)安装在一支撑台架(12)上，所述支撑台架(12)上安装有多个称重传感器(9 )并通过其下方的行走轮(7 )沿大车行走机构的轨道运动，所述行走轮(7 )由安装在支撑台架(12)上的电机(11)驱动； 所述料斗(6)的出料口(21)设有至少一弧度下料门(1)，每个弧度下料门(I)由一个伺服电动缸(3)控制开度，所述伺服电动缸(3)由一 PID控制器控制，该PID控制器与称重传感器(9)相连接同时与上位机进行通讯连接； 所述料斗(6 )内装有一根双向螺旋轴(13 )，该双向螺旋轴(13 )位于出料口( 21)上方，所述双向螺旋轴(13 )由一变频电机(14 )驱动。
2.根据权利要求I所述的用于U形预应力混凝土板桩的喂料装置，其特征在于，所述料斗(6 )的出料口( 21)设有两个弧度下料门(I )，每个弧度下料门(I)的中间位置装有一连接片(20)，该连接片(20)的端部与伺服电动缸(3)的推杆端部转动连接，所述每个弧度下料门(I)的两端分别与一扇形连接板(19)固定连接，每个扇形连接板(19)的上端与料斗(6)通过枢轴连接。
3.根据权利要求I所述的用于U形预应力混凝土板桩的喂料装置，其特征在于，所述双向螺旋轴(13)位于一螺旋机壳体(16)中,其一端通过联轴器(15)与变频电机(14)的输出轴相连，另一端通过滚动轴承和轴承盖(4)安装在螺旋机端盖(2)中。
4.根据权利要求3所述的用于U形预应力混凝土板桩的喂料装置，其特征在于，所述螺旋机壳体(16)与料斗(6)固定连接，并与出料口(21)固定连接。
5.根据权利要求I所述的用于U形预应力混凝土板桩的喂料装置，其特征在于，所述双向螺旋轴(13)的一侧为左旋螺旋(17)，另一侧为右旋螺旋(18)。
6.根据权利要求I所述的用于U形预应力混凝土板桩的喂料装置，其特征在于，所述PID控制器为PLC或者单片机。
7.根据权利要求I所述的用于U形预应力混凝土板桩的喂料装置，其特征在于，所述支撑台架(12)的侧面和大车行走机构的轨道两端设有相互配合的限位开关(8)。
8.根据权利要求I所述的用于U形预应力混凝土板桩的喂料装置，其特征在于，所述料斗(6)的外侧壁上装有至少一个振动器(5)。
9.根据权利要求I所述的用于U形预应力混凝土板桩的喂料装置，其特征在于，所述支撑台架(12)的底部设有四组行走轮(7)，支撑台架(12)的行走方向与大车行走机构的行走方向垂直。
10.如权利要求I所述的用于U形预应力混凝土板桩的喂料装置的控制方法，其特征在于， 所述上位机选择需要喂料的板桩模具型号并传递至PID控制器，PID控制器根据物料流量的预设值向变频电机(14)和伺服电动缸(3)发出指令，变频电机(14)根据指令带动双向螺旋轴(13)转动，伺服电动缸(3)控制弧度下料门I打开一定的开度； 所述称重传感器(9)实时采集料斗(6)中物料的重量信号并将该重量信号传送至PID控制器； 所述PID控制器对称重传感器(9)采集的重量信号进行PID运算，并将处理后的结果通过指令传送至变频电机(14)和伺服电动缸(3);所述变频电机(14)根据PID控制器的指令驱动双向螺旋轴(13)转动，对下料速度进行粗调整；当物料的实际流量不在设定阈值范围内时，PID控制器控制伺服电动缸(3)改变弧度下料门(I)的开度对下料速度进行细调整，使下料速度维持在设定阈值范围内； 所述PID控制器设定有喂料目标值和物料最低量报警值，当称重传感器(9)采集的信号达到喂料目标值或物料最低报警值，PID控制器控制变频电机(14)和伺服电动缸(3)停止工作。
全文摘要
本发明公开了一种用于U形预应力混凝土板桩的喂料装置及控制方法，PID控制器根据预设流量值向变频电机和伺服电动缸发出指令，变频电机带动双向螺旋轴转动，伺服电动缸控制弧度下料门打开一定开度；称重传感器实时采集物料的重量信号并传送至PID控制器；PID控制器将处理后的结果传送至变频电机和伺服电动缸；变频电机控制双向螺旋轴进行粗调整；当物料的实际流量不在设定阈值范围内，PID控制器控制伺服电动缸改变弧度下料门的开度进行细调整；当达到喂料目标值或最低报警值，PID控制器控制变频电机和伺服电动缸停止工作。本发明利用一个料斗进行跨线喂料，并通过闭环控制下料速度，提高了生产效率，节省了人力，降低了成本，保证喂料的准确性和均匀性。
文档编号B28B21/02GK102909782SQ20121039624
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月17日 优先权日2012年10月17日
发明者张后禅, 朱双彪 申请人:上海中技桩业股份有限公司