一种混凝土预制桩自动化生产线的制作方法

本发明涉及混凝土预制桩的生产线，尤其是混凝土预制桩的流水式自动化生产线车间的布局结构。

背景技术：

混凝土预制桩行业从上世纪80年代起步发展，已经有30多年的时间。全国的预制桩厂家从沿海地区往内陆地区发展，现约有600多间预制桩工厂，预制桩用量从2000年的1300万米到2011年的3亿多米，我国是世界上预制桩用量最大的国家。

对于预制桩工厂而言，设备是工厂进行生产的基本单元，合理的设备布局对均衡设备能力、保持物流平衡、降低生产成本起着至关重要的作用。但是预制桩工厂的生产线的规划和设计方面仍较为滞后，国内还没有形成系统的科学的预制桩生产线设计规范性文件，30年来，预制桩工艺流程设计并没有太大的改进，工艺流程及布局设计有优劣，均未能达到理想的投入与产出的效益比例，甚至有的预制桩厂因规划设计不合理，造成投资浪费，工艺“瓶颈”、安全隐患、生产成本高等因素已严重制约了预制桩行业的发展。

在多数的车间布局中工序与工序的过渡仍然大量采用吊运的方式来实现，例如公开号为：cn103624872b的中国专利公开了一种车间布局，钢筋笼制作和装笼区位于第一工作区，该区包括装笼场、模具吊装转运车和管模移动链带及合模转运机构，合模后送至第二工作区中的离心区，该离心区具有张拉机、布料机构和离心机；离心后的模具经轨道依次送至第三工作区的常温蒸氧池和高温蒸氧池中，处理后的管桩及模具送至第二工作区和第三工作区的管桩堆放区，该区分为拆模区和成品堆放场；该技术方案中每个工作区中至少设有两部吊运工具，第二工作区更是设置了三部吊运工具。尤其是，脱模后脱出的上模和下模需要分别运送至合模区和装笼区，而脱模区与合模区及装笼区之间由于间隔工序多，往往距离长、跨度大，如果吊运的话，一方面大跨度吊运距离远、时间长，另一方面吊运跨过的工作区多，安全隐患较大。

并且，由于现在多数的吊运需要人工辅助，工人劳动强度高，另外，运用行车吊运，由于吊运过程中晃动的原因，设备的吊运位置很难精准定位，吊运后还需要调整设备位置，占用生产时间，影响生产效率；再者运用吊运工具还需要考虑预制构件高度、模具高度及起吊设备升限、构件重量等因素，以避免预制构件生产过程中发生设备超载、构件超高不能正常吊运等问题。所以，预制桩生产线车间的设备吊运问题已经成为急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的设计目的：在背景技术的基础上，设计一种既减少吊运，又能缩短物料流转距离，实现快速高效的完成预制桩生产中各工序间模具的流转。

设计方案：为了实现上述设计目的，本发明在结构设计上：1、在生产线上，脱模后，上模通过上模输送线运往合模区，下模通过下模输送线运往装笼区，其中，所述上模输送线和下模输送线为地面输送线的设计，是本发明的特征之一，这样的目的在于，由于将上模输送线和下模输送线设计为地面输送线，这样可以避免模具在车间内大跨度的跨轴线的吊运，用地面输送代替吊运，一方面规避了吊运的诸多弊端，另一方面方便在输送线上架设其他设备，实现在运送过程中进行作业，节约生产周期。2、脱模后，固定端板和张拉组件分别通过固定端板输送线、张拉组件输送线运送到装笼区，固定端板输送线和张拉组件输送线为悬链输送线，是本发明的技术特征之二，这样做的目的在于，合理的利用设备之间的空余空间，节约生产占地空间，采用悬链输送线同时为安装工作提供了极大的便利，工人只需引导或用很小的力即可将张拉组件和固定端板放置到预定位置。3、下模输送线和上模输送线交会并复合为上下模复合输送线，在上下模复合输送线上交替的运送上模和下模，同时上下模复合输送线为地面输送线，由于下模输送线需要运送下模去装笼，并在装笼后需要将上模盖合到下模上，上下模复合输送线将上模和下模收拢到同一运送线上，一方面解决了行车吊运中行程交错的运送问题，另一方面将上模和下模收归到同一运送线，方便了合模时的模具抓取。4、上下模复合输送线与送料区之间设置上模存置区，上模存置区设置上模存置架和上模抓取提升装置，用于抓取并存放上模，这样设置的目的是，合模时只需用行车在上模存置架上吊取上模即可，大大的缩短了吊运距离，一方面吊运时分工和吊取位置明确，另一方面上模存置区可以作为各模具的加工待位区使用，另外，上模抓取提升装置将上模抓取并提升至上模存置架，这样下模可以在上模存置架下面穿过，下模采用地面过渡输送时，上模存置架不影响下模的运送。5、在上模输送线上架设上模清洗机，在下模输送线上架设下模清洗机，这样设置的目的是，一方面进一步缩减车间生产占地面积，另一方面边输送边清洗，减少了生产线的启停时间，进一步缩短了生产周期，提高生产效率。6、离心区与养护区同轴线布置，这样设置的目的是，离心完毕后，再用行车将模具吊运至养护池，这样张拉区到离心区再到养护区再到脱模区的延伸段可以共用一部行车，减少行车，节约成本的同时行车吊运路径上无人工作业，消除了安全隐患。

本发明主要针对吊运成本高及衔接不畅的问题进行改进，以提高自动化程度，进而降低成本提高生产效率，本发明的关键创新点是如何用地面输送线替换吊运，以及在地面输送线替换吊运后如何使生产过程按照工艺加工顺序，实现物料流动最便利、运输量最小、以最低成本生产出产品，本发明的设计的原理是将车间生产中吊运距离最长，吊运跨度最大的脱模到合模之间的模具运送改为地面运送，将需要人工不断穿插搬运的固定端板和张拉组件改为悬链输送，将需要预留空间并延缓生产周期的清洗工作，在模具运送过程中完成，根据立体车间的设计思路通过地面输送结合悬链输送以及架设工作设备的方式，做到减少吊运，缩短车间内物料流转距离的目的。进一步的设计理念是，将生产中需要不断交叉作业的生产线统筹的划分为一条主线和三条支线，形成一个新的开放式的混凝土预制桩的生产系统，在该新的生产系统框架上增加或缩减工作区均不影响整个生产线的运作，以确保证生产的连续性。

本发明与现有技术相比自动化程度更高，稳定性和生产效率得到了有力的保证，具体表现为：1、主要的模块化工作区之间通过地面输送线连接，减少了行车吊运，同时也减少了吊运时的挂吊人工，从而节约了生产成本，并且避免了因吊机在人工工作区域来回穿梭，人员需频繁避让吊机带来的弊端，在很大程度上的减少了安全隐患，提高工作效率。2、由地面输送线代替吊运，地面输送线的启停带动模具的位移，模具在输送线上平稳的流转于各工作区，可以实现精准定位，提高了自动化程度，节约了生产时间，缩短了生产周期，有利于提高劳动生产率。

说明书附图

图1为本发明实施例1生产系统流程示意图；

图2为本发明实施例1生产工艺框架示意图；

图3为本发明实施例1生产线车间的流程框架示意图；

图4为本发明实施例1生产线车间的流程框架示意图；

图5为本发明实施例1生产线车间的流程框架示意图；

图6为本发明实施例1生产线车间备料区结构示意图；

图7为本发明实施例1生产线车间备料区侧面结构示意图；

图8为本发明实施例1生产线车间配料、送料区结构示意图；

图9为本发明实施例1生产线车间出桩、脱模区结构示意图；

图10为本发明实施例1部分出桩、脱模区侧面结构示意图；

图11为本发明实施例1生产线车间装笼区的结构示意图；

图12为本发明实施例1生产线车间养护区结构示意图；

图13为本发明实施例1生产线车间合模区、张拉区结构示意图；

图14为本发明实施例1生产线车间复合输送线结构示意图；

图15为本发明实施例1部分复合输送线侧面结构示意图；

图16为本发明实施例1生产线车间上模存置区结构示意图；

图17为本发明实施例1生产线车间的框架布局示意图；

图18为本发明实施例1生产线车间的布局结构示意图；

图19为本发明实施例1生产线车间的框架布局示意图；

图20为本发明实施例1生产线车间的布局结构示意图；

图21为本发明实施例2生产线车间的流程框架示意图；

图22为本发明实施例2生产线车间的框架布局示意图；

图23为本发明实施例2生产线车间的布局结构示意图；

图24为本发明实施例3生产线车间的布局结构示意图；

图25为本发明实施例4生产线车间备料区结构示意图；

图26为本发明实施例4生产线车间备料区侧面结构示意图；

图27为本发明实施例4生产线车间的布局结构示意图；

图28为本发明实施例4第一轴线侧面结构示意图；

图29为本发明实施例4第一轴线侧面结构示意图；

其中：上模1、钢筋笼2、下模3、下模输送机31、钢筋笼输送机32、固定端板输送机33、张拉组件输送机34、上模输送机41、上模抓取提升装置42、合模螺栓锁紧机构43、张拉机51、布料机61、送料小车62、搅拌楼63、放张机71、合模螺栓松脱工具72、上模翻转器73、下模翻桩器74、小螺栓拆卸机75、存笼架81、切断机82、穿螺母机83、镦头机84、集料器85、编笼机86、拉丝机87、承接台76、预制桩输送线77、上模清洗机91、下模清洗机92、固定端板清洗机93、张拉组件清洗机94、离心机组10、养护池11、上模翻转装置78、地面输送线100、行车200、下模输送线301、上模输送线401、上下模复合输送线101、上模存置架411、第一跨轴线输送线35。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明中所指的预制桩为混凝土预制桩包括但不限于有端板或无端板的实心方桩、空心方桩、实心管桩、空心管桩、实心异性桩、空心异形桩及竹节桩。

本发明适用于以上所有的预制桩的自动化生产，首先混凝土预制桩的生产工艺比较成熟，分为先张法和后张法，先张法为先张拉施加预应力再送料，后张法是先送料后对钢筋进行张拉施加预应力，但是，普遍存在自动化程度低的问题，多数为劳动力密集型生产企业，即使部分企业对车间进行升级，在模具的运送方面，仍然主要以行车吊运为主，因工序集中，设备与设备之间的衔接不畅，任然需要大量的人工作业，在节能、降风险方面仍存在较大的改进空间。

本发明主要针对吊运成本高及衔接不畅的问题进行改进，以提高自动化程度，进而降低成本提高生产效率，本发明的关键创新点是如何用地面输送线替换吊运，以及在地面输送线替换吊运后如何使生产过程按照工艺加工顺序，实现物料流动最便利、运输量最小、以最低成本生产出产品，为了帮助进一步理解本发明，下面结合具体实施例对本发明进一步说明。

需要说明的是，在本发明的具体实施方式中，模具为细长的刚性模，长度一般为6-20米，模径一般为200-1200厘米，在车间生产时，模具通过输送设备从一个工作区依次运送到下一个工作区，工作区是生产加工区域，为完成加工工序中设置的某一工序进而配置设备的独立区域或建筑空间，在该区域利用配置的设备完成设置的工序，从一个工作区运送到下一个工作区时多以模具长度的中心线为运送轴线，这样，车间内形成了以轴线为单位的布局结构，当所有工作区处于同一直线的运送轴线上时，叫做一轴(或一跨)车间，另外，处于同一轴线上的工作区的集合也叫做单独的工作区线，模具在径向方向位移时又叫做跨轴线(或跨轴)位移。

根据工作区的空间位置，可以将车间布局分为分层布局和分轴布局，分层布局的原理与分轴布局的原理相通，上层与下层之间通过输送线连接，轴与轴之间也通过输送线连接，这样，在空间上分为两层及两层以上也可以说是分为两轴及两轴以上，分为两轴及两轴以上可以理解为分为两个及两个以上单独的工作区线。

实施例1

如图1-13所示，本实施例首先提供一种包括外部辅助生产区部分和车间加工生产区部分的生产车间，以及适用于在包括外部辅助生产区部分和车间加工生产区部分的生产车间完成的预制桩的生产工艺，然后进一步说明该预制桩的生产工艺在生产线车间的实现方式。

本技术方案旨在利用机械换人，提高生产效率，改变现有的粗放的生产模式，其设计理念是，将生产中需要不断交叉作业的生产线统筹的划分为一条主线和三条支线，形成一个新的开放式的混凝土预制桩的生产系统，在该新的生产系统框架上增加或缩减工作区均不影响整个生产线的运作，以确保证生产的连续性，具体的说混凝土预制桩的生产系统，如图1所示，包括一条主线和三条支线，主线为车间生产的必要环节，主线至少包括分别用于装笼、送料、合模、张拉、养护、脱模的六组工位，装笼工位为将下模及钢筋笼、固定端板及张拉组件运送到指定位置进行装笼及安装固定端板及张拉组件；送料工位为将混凝土送入模具中；合模工位为运送上模并与送料后的下模合拢并锁紧固定为整体的模具；张拉工位为对合模后的钢筋施加预应力；养护工位为促进混凝土预制桩固化；脱模工位为拆除模具，使得模具与固化后的预制桩脱离出上模、下模、固定端板及张拉组件；模具通过相应输送线按照预制桩的生产工序循序运送至各工位的作业区，主线中可以根据生产需求加入离心、清模等工位。

支线分别为：第一支线为钢筋笼备料，用于钢筋笼的制备或储备，为装笼工位作业时提供成品钢筋笼，具体包括，主筋和螺旋筋的储备，将储备的主筋下料即用切断机精确定长、切断，再用穿螺母机将备好的大小螺母穿在主筋的端部，然后用镦头机对主筋端部进行镦头，将镦头后的主筋在集料器编组，然后穿入编笼机，将螺旋筋拉丝后放在编笼机的螺旋筋盘上，用编笼机将主筋和螺旋筋编制成钢筋笼，将编制好的钢筋笼放在存笼架上储存；第二支线为混凝土配料，用于配置并混合物料，形成新拌混凝土，为送料工位作业时提供混凝土，具体包括，将码头上运来的石料、沙土储备好，需要时运送至搅拌楼，在搅拌楼将砂、矿粉、水泥、水、添加剂及掺和料(粗骨粉、细骨粉)分别放入分料仓，分料仓按照设计比例精确计量，将上述材料注入搅拌机，搅拌机进行充分搅拌，形成新拌混凝土；第三支线为辅助出桩，用于承接在脱模工位脱模后的成品预制桩并标识、检验及分捡后将预制桩输送到堆场，具体的说，是将脱模后的预制桩进行后继处理，对需要加压养护的预制桩送入高压釜进行二次养护，将养护完毕或不需要二次养护的预制桩进行编码并检验，将检验完好的预制桩识别分捡，运送至对应的堆场，然后运往基础施工现场。

在上述生产系统的框架结构基础上，提出一种适用于在适用于在包括外部辅助生产区部分和车间加工生产区部分的生产线车间完成的预制桩的生产工艺，如图2所示，该预制桩的生产工艺包括：

装笼工序，安装钢筋笼；在车间的指定位置将在第一辅助区中编制好的钢筋笼装置在下模的预定位置，再将张拉组件、固定端板在下模上与钢筋笼牢固连接，其中，在第一辅助区进行钢筋笼备料，制备或储备钢筋笼，为装笼作业时提供成品钢筋笼；

送料工序，混凝土送料；将张拉工序中张拉完毕的模具送至送料区，将在第二辅助区中配备好的新拌混凝土按每根预制桩的用量要求均匀送入模具中，其中，在第二辅助区进行混凝土配料，配置并混合物料，形成新拌混凝土，为送料作业时提供混凝土；

合模工序，合拢模具；运送上模并与送料后的下模合拢并锁紧固定为整体的模具；

张拉工序，预应力张拉；对合模后的钢筋施加预应力；

养护工序，蒸汽养护；促进混凝土预制桩固化；

脱模工序，脱离模具；将养护后的带模预制桩运送至脱模作业区，拆除模具，使得模具与固化后的预制桩脱离出上模、下模、固定端板及张拉组件，然后通过第三辅助区进行出桩，其中，在第三辅助区进行辅助出桩，承接脱模后的成品预制桩并标识、检验及分捡后将预制桩输送到堆场；

拆卸后的上模运往合模工序的合模工位留待与下模合拢，下模、张拉组件和固定端板运往装笼工序的装笼工位进行装笼，循环装笼工序到脱模工序。

进一步地，脱模工序脱模后，还包括：

清洗工序，模具清洗；将脱模后的上模、下模、张拉组件、固定端板在运送过程中进行清洗并涂刷脱模剂。

具体的说，如图3、4、5所示：

外部辅助生产区部分包括：第一辅助区、第二辅助区、第三辅助区，

第一辅助区的钢筋笼备料工作为；

预应力主筋采用低松驰型的预应力混凝土用钢棒，用钢筋切断机精确定长、切断，再用穿螺母机将备好的螺母穿在钢筋端部，然后用钢筋镦头机对钢筋端部进行镦头，将镦头后的主筋按照预制桩配筋数量分组存放在钢筋集料器；螺旋筋采用椎4mm～6mm的低碳冷拔钢丝，用钢筋编笼机将主筋和螺旋筋编制成钢筋笼，编制好的钢筋笼存放在存笼架上备用；

第二辅助区的混凝土配料工作为；

根据设计好的配合比，将砂、石、水泥、水、添加剂和掺合料等经精确计量，在配料区内用混凝土搅拌机制成3cm～5cm的低坍落度的新拌混凝土，其中，设计要求混凝土强度等级不低于c60或c80；

第三辅助区的辅助出桩工作为；

对于混凝土设计强度等级为c60的预制桩，将脱模后的预制桩标识、检验、分捡后直接传送至对应的成品堆场码堆，自然养护；设计混凝土强度等级为c80以上的预制桩，需将脱模后的预制桩再传送至高压养护区，利用高压釜进行高温蒸气养护，最高温度为180℃～200℃，饱和蒸气压力为1.0mpa，养护时间8h～12h，使混凝土强度达到80mpa以上，经高压养护后的预制桩可以直接出厂；

车间加工生产区部分包括：装笼区、送料区、合模区、张拉区、养护区、脱模区，

装笼区的作业范围包括安装钢筋笼；

在车间是指定位置将在第一辅助中编制好的钢筋笼装置在下模的预定位置，再将张拉组件、固定端板在下模上与钢筋笼牢固连接；

送料区的作业范围包括混凝土送料；

通过输送线将装笼工序中安装好钢筋笼及张拉组件、固定端板的下模输送至送料区，将在第二辅助区中配备好的新拌混凝土按每根预制桩的用量要求均匀送入模具中，并通过振动使得混凝土在模具内密实；

合模区的作业范围包括合拢模具；

通过输送线将送料工序中完成送料的下模输送至合模作业区，通过输送机构将预制桩的上模对应的扣合在下模上方，即模具初合，然后，紧固合模螺栓将上下两半模具紧密固定；

张拉区的作业范围包括预应力张拉；

将合模后整体的模具通过输送线传送至张拉作业区，用张拉机对钢筋进行整体张拉，根据设计要求，张拉至钢筋强度的70％；

养护区的作业范围包括蒸汽养护；

张拉完毕后，将带模预制桩运送至养护池，静停1h～2h，蒸汽炉为养护池供热供汽，蒸养池内缓慢升温至90℃～100℃，常压下养护4h～8h，使混凝土强度达到40mpa以上；

脱模区的作业范围包括脱离模具；

将养护后的带模预制桩运送至脱模作业区，先拆模，用放张机松开张拉螺母，用拆模机构拆除合模螺栓，然后翻上模，用上模翻转器脱上模，再翻下模，用下模翻转器脱下模并倒出带有张拉组件和固定端板的预制桩，将张拉组件和固定端板(即头尾板)拆卸，然后在第三辅助区进行出桩；

拆卸后的上模运送至合模的位置留待与下模合拢，下模、张拉组件和固定端板运送至装笼的位置进行装笼，循环装笼工序到脱模工序；

综上所述可以概括为：混凝土预制桩的生产线车间，包括外部辅助生产区部分和车间加工生产区部分，外部辅助生产区部分包括：备料区、配料区、出桩区，第一辅助区的钢筋笼备料工作，在生产线车间的备料区完成；第二辅助区的混凝土配料工作，在生产线车间的配料区完成；第三辅助区的辅助出桩工作，在生产线车间的出桩区完成；

车间加工生产区部分包括：装笼区、合模区、张拉区、送料区、养护区、脱模区，装笼工序，安装钢筋笼，在生产线车间的装笼区完成；合模工序，合拢模具，在生产线车间的合模区完成；张拉工序，预应力张拉，在生产线车间的张拉区完成；送料工序，混凝土送料，在生产线车间的送料区完成；养护工序，蒸汽养护，在生产线车间的养护区完成；脱模工序，脱离模具，在生产线车间的脱模区完成。

清洗工序，模具清洗；在生产线车间的清洗区完成。

其中，如图6、7所示，备料区设置存笼架81，用于储备钢筋笼，并通过钢筋笼输送机32将钢筋笼2从存笼架81运送至装笼区的指定位置进行装笼。

如图8所示，配料区设置搅拌楼63，用于配置并混合物料，搅拌楼63将新拌混凝土通过混凝土输送设备送入到送料区的送料机构。

如图9、10所示，出桩区设置承接台76和预制桩输送线77，用于承接脱模后的成品预制桩并将预制桩输送到堆场。

如图11所示，装笼区设置下模输送机31、钢筋笼输送机32、固定端板输送机33及张拉组件输送机34，用于将下模3及钢筋笼2、固定端板及张拉组件运送到指定位置进行装笼及安装固定端板及张拉组件；

如图8所示，送料区设置送料机构，送料机构包括布料机61和送料小车62，用于将混凝土送入模具中；

如图13所示，合模区设置上模输送机41及合模机构，合模机构包括合模螺栓锁紧机构43，用于运送上模及与送料后的下模合拢并锁紧固定为整体的模具；

如图13所示，张拉区设置张拉机51，用于对合模后的钢筋施加预应力；

如图12所示，养护区设置养护池11，用于促进混凝土预制桩固化；

如图9、10所示，脱模区设置脱模机构，脱模机构包括放张机71、合模螺栓松脱工具72、上模翻转器73、下模翻桩器74、小螺栓拆卸机75，用于拆除模具，使得模具与固化后的预制桩脱离出上模、下模、固定端板及张拉组件。

装笼区、送料区、合模区、张拉区、养护区、脱模区之间通过相应输送线按照预制桩的生产工序循序连接，其中，在脱模区脱模后，上模通过上模输送线运送到合模区，下模、固定端板和张拉组件分别通过下模输送线、固定端板输送线、张拉组件输送线运送到装笼区，其中，装笼区和送料区、合模区和张拉区、脱模区和合模区之间的输送线为地面输送线，脱模区和装笼区之间的输送线为悬链输送线。

结合以上所述，与上述生产工艺相辅相成的是，混凝土预制构件自动化生产线车间，包括装笼区、送料区、合模区、张拉区、养护区、脱模区，装笼区设置下模输送机31、钢筋笼输送机32、固定端板输送机33及张拉组件输送机34，用于将下模3及钢筋笼2、固定端板及张拉组件运送到指定位置进行装笼及安装固定端板及张拉组件；送料区设置送料机构，送料机构包括布料机和送料小车62，用于将混凝土送入模具中；合模区设置上模输送机41及合模机构，合模机构包括合模螺栓锁紧机构43，用于运送上模并将上模与送料后的下模合拢并锁紧固定为整体的模具；张拉区设置张拉机51和模具输送机，用于运送合模后的模具并对模具内的钢筋施加预应力；养护区设置养护池11，用于促进张拉后混凝土预制桩固化；脱模区设置模具输送机和脱模机构，脱模机构包括放张机71、合模螺栓松脱工具72、上模翻转器73、下模翻桩器74、小螺栓拆卸机75，用于运送并拆除模具，使得模具与固化后的预制桩脱离成上模、下模、张拉组件和固定端板；装笼区、送料区、合模区、张拉区、养护区、脱模区之间通过相应输送线按照预制桩的生产工序循序连接，其中，在脱模区脱模后，上模通过上模输送线运往合模区，下模、固定端板和张拉组件分别通过下模输送线、固定端板输送线、张拉组件输送线运往装笼区，其中，如图14、15所示，装笼区和送料区、脱模区和合模区之间下模输送线301和上模输送线401交会并复合为上下模复合输送线101，在上下模复合输送线101上交替的运送上模1和下模3，并且上模输送线401、下模输送线301和上下模复合输送线101均为地面输送线，固定端板输送线和张拉组件输送线为悬链输送线。

进一步的，上模输送线401与上下模复合输送线101之间设有上模翻转装置78，将上模输送线401上的上模1翻转，使得上模1的内膜面朝下的在上下模复合输送线101运送，

还包括上模存置区，如图16所示，上模存置区位于上下模复合输送线101与送料区之间，设置上模存置架411和上模抓取提升装置42，用于抓取并存放上模1，以方便将运送上模1至合模区。

依据以上所述进一步说明本方案的生产线车间生产预制桩的具体流程，在装笼区中，下模3通过下模输送机31运送至指定位置，下模输送机31为地面输送线100的一部分，在本发明中也可叫做地面输送线100，其他输送线也是与此类似，将备料区中的存笼架81上的钢筋笼2通过钢筋笼输送机32利用钢筋笼2的自重下滑到或吊到装笼区的下模3中，固定端板输送机33及张拉组件输送机34组成固定端板输送线和张拉组件输送线，固定端板输送线和张拉组件输送线为悬链输送线，将悬链输送线运送过来的张拉组件和固定端板分别装配到下模3的两端，安装完毕后，下模输送机31启动，将带笼组的下模3从装笼区运往送料区。

在送料区内，模具通过抬升过渡输送装置或者通过吊运等方式从地面输送线100上过渡到送料小车62上，送料小车62位于布料机61下方并可沿车间的纵向方向往复运行，或者布料机61在送料小车62的上方可沿车间的纵向方向往复运行，或者，送料小车62与布料机61相对运动，将搅拌楼63中配制好的新拌混凝土通过按设计要求送入模具内，其中，车间的纵向方向是指与模具在车间单跨运行方向的垂直方向，一般为模具的轴心方向。另外，在生产实心桩时，在送料的同时送料小车62上可以设置振动器，振动器启动将混凝土振捣密实，或利用振动工具振捣密实；送料完毕后，将带混凝土的下模运往合模区；

在合模区，上模1以及带混凝土的下模3通过抬升过渡输送装置或者通过吊运等方式从地面输送线100及送料区中运至合模区，这里优先考虑的是吊运的方式，这样就可以先吊下模3，再将上模1吊至下模3上，使得上模1相对应的扣合在下模3上，完成模具初合，然后将初合后的模具运往张拉区，在运送路径上设置合模螺栓锁紧机构43，合模螺栓锁紧机构43垂直的架设在模具的地面输送线上，在运送途中进行合模螺栓的锁紧固定，将上模1和下模3固定为一个整体。

在张拉区，从合模区运送过来的紧固为整体的模具，在运送时模具带有张拉组件的一端与张拉机设置的位置相匹配，位于同一方位，模具运送到位后，张拉机51沿导轨移动至与拉组件结合，并按照设计要求施加预应力，一般张拉至钢筋强度的70％。

在养护区，将张拉完成的模具吊运至养护池11，静停1h～2h，蒸汽炉为养护池11供热供汽，养护池内缓慢升温至90℃～100℃，常压下养护4h～8h，使混凝土强度达到40mpa以上，养护完毕后，将带桩模具吊出养护池11，放在养护池11侧边的地面输送线100上。

在脱模区，通过地面输送线100将带桩模具运送至脱模区的放张机71工作位，放张机71松开张拉螺母，地面输送线100启动运送模具至翻桩器，在运送过程中使用合模螺栓松脱工具72将合模螺栓松脱，当运送至上模翻转器73时，合模螺栓已经全部松脱，用上模翻转器73将上模拆离，拆离后的上模1放置在上模输送线上运往合模区循环使用，再用下模翻桩器74将带头尾板的预制桩翻落在承接台76上，将桩模分离后的下模3复位到下模输送线301上，运送下模3至装笼区循环使用，在承接台76的两侧设有小螺栓拆卸机75，用小螺栓拆卸机75拆除小螺栓，使得固定端板和张拉组件脱落，在固定端板和张拉组件脱落点的下方设有托架，托架连接在悬链输送线上，固定端板和张拉组件通过悬链输送线运送至装笼区循环使用，应当理解的是，固定端板或张拉组件可以部分或全部固定连接在模具上，这样，就只需脱离部分固定端板或张拉组件即可，或者直接无需再脱出固定端板和张拉组件。

其中，从装笼区运送下模3至送料区的下模输送线301和从脱模区将上模1运往合模区的上模输送线401在车间内交会并形成上下模复合输送线101，具体的，上下模复合输送线101一端与上模输送线401和下模输送线301连接，以承接上模1和下模3并将上模1和下模3交替的运往送料区，在极限靠近送料区后，需要将下模3抬升转运或者吊运至送料区，将上模1吊运至合模区，由于需要等待下模3布料完毕后才能吊装上模1，为了减少等待时间，缩短生产周期，在上下模复合输送线101和送料区之间设置上模存置区，上模存置区设置上模抓取提升装置42和上模存置架411，上模抓取提升装置42将上模1抓取并提升至上模存置架411。

还包括清洗区，清洗区设置上模清洗机、下模清洗机、张拉组件清洗机、固定端板清洗机，用于清理模具表面及模具的结合处，并在模具内表面添加隔离涂层，隔离涂层为脱模剂、机油等。

在上模、下模、固定端板和张拉组件运送循环使用期间，在输送线上分别设置上模清洗机、下模清洗机、固定端板清洗机和张拉组件清洗机，上模清洗机设置在脱模区和合模区之间的输送线通过区域，下模清洗机、张拉组件清洗机和固定端板清洗机设置在脱模区和装笼区之间的输送线通过区域。

这样，在生产线车间中将清洗区中一个或多个清洗机布置于地面输送线上，一方面进一步缩减车间生产占地面积，另一方面边输送边清洗，减少了生产线的启停时间，进一步缩短了生产周期，提高生产效率。

另外，在清洗完上模后将上模复位使其内表面向下，当然，也可以在清洗前先将上模翻转复位再进行清洗。

本实施例中应当理解的是，地面输送线为用于非空中或过头顶吊运模具输送方式的实现设备组，可以为链板线、皮带线、链条线、滚筒线、滑轨线中的一条或多条结合的输送线，也可以是由有轨小车、搬运机器人或agv小车形成定位输送的输送线，包括上模输送机及其输送链组成的上模输送线，以及类似结构的下模输送线和悬链输送线等。

在生产线车间中设置将张拉组件和固定端板从脱落点直接传送到装笼区的张拉组件和固定端板的安装工作点的悬链输送线，合理的利用设备之间的空余空间，节约了生产占地空间，采用悬链输送线同时为安装工作提供了极大的便利，工人只需引导或用很小的力即可将张拉组件和固定端板放置到预定位置。

备料区中的钢筋笼为外部制备或外部购买，将成品钢筋笼放在存笼架上备用，将制作钢筋笼的设备从车间中去除，新拌混凝土也可在外部购买或直接连接管道至送料区，使得生产车间干净有序，避免了杂乱的钢筋穿梭在工作车间，影响工作通路及工人的工作情绪。

脱模区中的脱模机构配置为放张机、合模螺栓松脱工具、上模翻转器、下模翻桩器和小螺栓拆卸机，设备可以分别布置在不同的轴线上，有利于合理利用车间的地面空间。

养护区内养护池靠近脱模区一侧的输送线上设有空置工作位，养护池中出来的带桩模放置在空置工作位，然后启动输送线或者通过抬升过渡装置将带桩模运送到输送线上。

在满足上述生产流程的条件并在生产系统的指导下，车间工作区的具体布局可以直流水线布置或循环线布置或柔性线布置，本实施例中采用的方案是循环线布置，混凝土预制桩的生产线车间，如图17所示，包括沿车间横向方向分为三条轴线布置的备料区、装笼区、配料区、送料区、合模区、张拉区、养护区、脱模区、出桩区，第一轴线从右自左依次布置配料区、备料区、装笼区，第二轴线从左自右依次布置出桩区、脱模区、送料区、合模区，第三轴线从右自左依次布置张拉区、养护区，第一轴线中的装笼区与第二轴线中的送料区之间设有第一跨轴线输送线，第二轴线中的合模区与第三轴线中的张拉区设置第二跨轴线输送线，第二轴线中的脱模区延伸到第三轴线，脱模区的延伸段位于养护区的左侧；在第一轴线中装笼区的左侧和第三轴线中脱模区延伸段的左侧设有办公区，以及其他空余位置上也可以设置办公区，办公区用于会议、休息、上卫生间等日常事务，也可以用作维修设备、简单储备工具等，本领域的人员可以灵活设置，此处不再赘述。另外，第一跨轴线输送线和第二跨轴线输送线只是为了分辨其具体位置，其跨轴线输送线的结构功能均相同，为了方便表述，以下除非必要，否则均统称跨轴线输送线。

进一步地，在第二轴线中，脱模区和送料区之间还包括上模存置区。

如图18所示，第一轴线中备料区设有存笼架81，存笼架81上靠近装笼区的一侧设有将钢筋笼运送到下模3的钢筋笼输送机32，钢筋笼输送机32为斜坡输送装置，斜坡输送装置包括绕出料口的轴线旋转的溜板和圆弧托架，圆弧托架连接在溜板远离出料口的一端，溜板和圆弧托架的背面设有伸缩气缸，伸缩气缸控制遛板的起落；装笼区设有链条机式下模输送线、悬链输送线、跨轴线输送线，头尾板(即固定端板和张拉组件)输送线、钢筋笼输送线，悬链输送线将固定端板和张拉组件运送至安装点，跨轴线输送线在车间的纵向方向上运行，将装笼后的下模从链条式下模输送机上抬升后纵向运送至第二轴线；在第二轴线上，第一跨轴线输送线35的左侧设有上模翻转装置78，将上模输送线401上的上模1翻转，使得上模1的内膜面朝下的在上下模复合输送线101运送，上模翻转装置78连接上模输送线401和上下模复合输送线101，第一跨轴线输送线35分别连接下模输送线301和上下模复合输送线101，第一跨轴线输送线35和上模翻转装置78将下模3和上模1会合在上下模复合输送线101上，上下模复合输送线101将上模1和下模3交替的运往送料区的方向。

为了保证模具的有效利用以及合理的安排加工时间，在送料时，保持上下模复合输送线101继续运作，特在上下模复合输送线101的尾端并靠近送料区的一侧设置上模存置架411，当上模1运送至靠近送料区并需要吊运时，可以先用上模抓取提升装置42将上模1从上下模复合输送线101上抓取并提升到上模存置架411，上下模复合输送线101继续运作，合模时只需用行车在上模存置架411上吊取上模1即可，一方面吊运时分工和吊取位置明确，另一方面上模存置区可以作为各模具的加工待位区使用，另外，上模抓取提升装置42将上模1抓取并提升至上模存置架411，这样下模3可以在上模存置架411下面穿过，下模3采用地面过渡输送时，上模存置架411不影响下模3的运送。

配料区设有搅拌楼63，送料区设有布料机61和送料小车62，送料小车62沿轨道在车间的纵向方向上跨第一轴线和第二轴线跨轴线运行，应当理解的是，布料机61和送料小车62可以相对的位移；合模区到张拉区通过第二轴线到第三轴线的跨轴线输送线运送，在第二轴线和第三轴线之间合模螺栓锁紧机构43垂直的架设在该跨轴线输送线上，在运送过程中合模螺栓锁紧机构43将上模1和下模3紧固为一个整体；在张拉区设有张拉机51；养护区设有养护池11，养护池11中设有蒸汽供给管路，蒸汽炉通过供给管路为养护池11提供蒸汽，养护区上方设有行车200，用于吊运模具出入养护池11；脱模机构包括放张机71、合模螺栓松脱工具72、上模翻转器73、下模翻桩器74、小螺栓拆卸机75，第三轴线中脱模区的延伸段布置放张机71，脱模区的延伸段设有从第三轴线到第二轴线的跨轴线输送线，在第三轴线和第二轴线之间该跨轴线输送线的两侧设置合模螺栓松脱工具72，在第二轴线上该跨轴线输送线的两侧分别设有上模翻转器73和下模翻桩器74，下模翻桩器74靠近出桩区，将带头尾板的桩翻到承接台76上，承接台76的两端布置小螺栓拆卸机75，小螺栓拆卸机75的旁边设有与装笼区连接的悬链输送线；出桩区设有纵向贯穿整个车间的滚筒式预制桩输送线77，之所以贯穿整个车间是方便两头出桩，可以根据需要设置为任意一边出桩，当然也可以选择一边贯穿，在单边出桩。

进一步地，如图19、20所示，还包括清洗区，清洗工序用于模具循环使用时脱模后对头尾板及上模和下模的清洗，设置上模清洗机91、下模清洗机92、张拉组件清洗机94、固定端板清洗机93，用于清理模具表面及模具的结合处，并在模具内表面添加隔离涂层，上模清洗机91设置在脱模区和合模区之间的输送线通过区域，下模清洗机92、张拉组件清洗机94和固定端板清洗机93设置在脱模区和装笼区之间的输送线通过区域。

具体的说，在脱掉下模后，下模通过下模输送线从第二轴线运送至第一轴线，下模清洗机92架设在第二轴线与第一轴线之间，下模清洗机92固定，下模移动时实现对下模的清洗，上模通过地面输送线在第二轴线上运往合模区，上模清洗机91架设在地面输送线上，上模静止，上模清洗机91移动来实现对上模的清洗，头尾板即固定端板和张拉组件从第二轴线通过悬链输送线运送至第一轴线，张拉组件清洗机94和固定端板清洗机93设置在悬链输送线上的任意位置。

优选的，张拉组件清洗机和固定端板清洗机设置在位于第一轴线的悬链输送线上，这样有利于缓解因第二轴线上的设备堆积太多，造成的拥挤感，形成更好的功能分区。

本实施例中生产线车间在三条轴线上将各模块工作区统筹布置，使物料呈己字型回旋运送，形成双u型加l型相结合的布局，满足出产工序的同时实现物料流动最便利、运输量最小，以便缩减生产占地面积，降低生产成本，缩短生产周期，保证生产均衡性，再次，本实施例通过上模翻转器、上模翻转装置、下模翻桩器实现了上模、下模脱模工序中的地面输送，斜坡输送线、跨轴线输送线、悬链输送线和地面输送线的密切配合使得除了合模及养护工序需要吊运外，其他工序均实现地面输送，并且吊运集中在无人工作业区，一共两部行车即可满足。由于地面输送可以精确定位，所以，在制桩行业，采用地面输送相对于吊运的方式自动化程度更高，同时另外，采用上述车间布置实现了人工作业区和机械作业区的分离，在本实施例中只有第一轴线中的装笼区需要人工调整并将头尾板与钢筋笼连接，其他轴线的生产均由机械完成，完全规避了吊运、劳动强度高、不规范操作等带来的安全隐患和风险，在第二轴线和第三轴线工作区中完全实现了机器换人，并且可以在第一轴线和第二轴线之间设置隔音防尘墙，工人可以在无噪无尘的绿色车间中工作，极大的改善了行业工人的劳动条件，在舒适的环境中工作也有利于提高劳动生产率。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，区别在于，如图21、22、23所示，在生产空心预制桩时需要离心工序，在离心区设有离心机组10，离心机组10利用离心力使得模具内的混凝土密实成型，张拉区和离心区之间设有地面输送线或空中输送线，离心区和养护区之间设有空中输送线。将张拉后的模具运送至离心区，在离心机组10上，按初速、中速、中高速、高速的离心速度逐级加速，离心时间一般为10min～18min；通过离心力使得模内混凝土密实成型，使混凝土沿预制桩的模具四周均匀密实，同时，管桩形成一圆形内腔，离心结束后，将模具倾斜，倾倒离心过程中产生的废浆水，一般是抬高安装有张拉组件的一端，然后接续养护工序。

优选的，离心区与养护区同轴线布置。也就是说，离心机组10与养护池11位于同一轴线上，离心区位于第三轴线上养护区和张拉区之间，张拉完成后，用行200将模具吊运至离心机组10上，离心机组10启动，离心完毕后，再用行车200将模具吊运至养护池11，这样张拉区到离心区再到养护区再到脱模区的延伸段可以共用一部行车，减少行车，节约成本的同时行车吊运路径上无人工作业，消除了安全隐患，应当理解的是，本案中提到的无人工作业区并非是绝对的无人，是指在吊运的路径上无人工作业，工作人员还是可以在吊运路径外或侧边设备或操作控制区域进行操作自动流水线。

实施例3

本实施例与实施例2基本相同，区别在于，如图24所示，在第三轴线中脱模区的延伸段布置放张机71和小螺栓拆卸机75，这样设置有利于将张拉组件的一部分组件固定连接在模具上，不再与模具脱离，这样不仅结构稳定并且避免了来回安装搬运拆装等损伤模具及张拉组件；具体的说，放张机71和小螺栓拆卸机75相对的设置在地面输送线100的两端，放张机71对应的设置在张拉组件的一端，小螺栓拆卸机75对应的设置在固定端板的一端，小螺栓拆除后固定端板脱落，固定端板的脱落点设有托架，托架与悬链输送线连接，悬链输送线将固定端板运送至装笼区，张拉组件包括张拉板、张拉固定板、张拉定位套、张拉丝杆和张拉螺母，张拉定位套分为两半，其中一半固定在下模内，张拉定位套上固定张拉板，张拉丝杆无丝扣的一端穿过张拉板并进行限位，张拉丝杆上有丝扣的一端旋接张拉螺母，张拉机旋动张拉螺母进行张拉，放张机旋动张拉螺母进行放张，放张后脱去上模和下模，在承接台上将张拉固定板上的小螺栓拆除，张拉固定板和一半的张拉定位套通过悬链输送线运送至装笼区。

实施例4

本实施例与实施例2基本相同，区别在于，如图25、26、27、28、29所示，钢筋笼的备料工作在车间内完成，这就需要备料区设置堆料区、拉丝区、编笼区、集料区、存笼区，堆料区储备钢棒(主筋)和钢筋(螺旋筋)，拉丝区设拉丝机87，拉直钢筋，集料区设切断机82、穿螺母机83、镦头机84、集料器85，编笼区设编笼机86，存笼区设存笼架81，其中，穿螺母机83布置在镦头机84的端部，镦头机84和集料器85同轴线布置，镦头机84与集料器85之间设有溜板输送装置，集料器85与编笼机86跨轴线相邻布置，编笼机86与存笼架81同轴线布置，编笼机86和存笼架81之间设有翻转输送装置，这样就需要将镦头机84、穿螺母机83、集料器85与编笼机86、存笼架81布置在不同的轴线上，本实施例提供的方案是编笼机86和存笼架81布置在原备料区的位置，即第一轴线上并位于装笼区的右侧，镦头机84、穿螺母机83、集料器85架设在第二轴线的地面输送线100上方，将承载镦头机84、穿螺母机83、集料器85的架空平台称作集料区，该架空平台位于上模翻转装置78和送料机构之间，并且靠近送料机构，上模或下模或上下模结合后均可从架空平台下通过。

自动化生产线车间中模具通过输送线沿着生产线从一个工作区传送到另一个工作区，所述输送线可以为传送导轨和载具，所述载具可沿着传送导轨移动，车间划分为三条轴线，有时也会叫做三跨车间，每条轴线上设有多个工作区，多个工作区在工作轴线中在车间的纵向方向上并排定位，即轴线若依照车间的横向方向划分，则轴线的横向即为车间的横向，轴线的纵向为一个模具的长度，两条轴线之间通过纵向的输送线彼此连接，模具沿着横向的输送线即沿工作区线延伸的输送线从一个工作区传送到另一个工作区，并且借助于纵向的输送线从一条轴线传送到另一条轴线；所述横向的输送线与纵向的输送线的交叉处设有抬升过渡装置，模具通过抬升过渡装置在横向的输送线和纵向的输送线之间进行传送切换。

在地面输送线运送过程中，为了保证生产线的均衡均益性，各工作区内及连接各工作区的输送线会设置不同的速率或频率，当两段输送线速率或频率不同时，需要在两段输送线之间设置抬升过渡输送装置。

本具体实施方式中记载的输送线包括多种形式，需要相互有机的配合才能达到减少吊运的问题，本发明中配合的方式是多样性的，包括链板线、皮带线、链条线、滚筒线、滑轨线中的一条或多条结合的输送线，也包括由有轨小车、搬运机器人或agv小车形成定位输送的输送线，为了进一步支持本发明创新点，下面列举部分输送线的具体结构。

例如：横向的输送线包括两条平行的横向传送导轨，每条横向传送导轨上设有载具，载具上设有滚轮，滚轮可沿横向传送导轨行走，载具的底部设有固定孔，载具通过固定孔与链条固定连接，传送导轨的两端设有传送轮，链条与传送轮齿合，传送轮与被动轮同轴设置，被动轮与主动轮传动连接，两条平行的横向传送导轨上的主动轮之间设有同步轴，电机驱动同步轴或主动轮；其中，载具间隔的均匀布置。传送导轨为双导轨，滚轮为单边滚轮，滚轮朝向传送导轨内侧的一边为大圆，单边滚轮可以起到导向作用，防止滚轮跑偏。

再例如：纵向的输送线与横向的输送线结构类似，纵向的输送线由于要给过渡传送装置让位，所以分为多段，这就需要考虑多段同步的问题，故纵向的输送线包括多段纵向传送导轨，每段纵向传送导轨上设有载具，载具上设有滚轮，滚轮可沿纵向传送导轨行走，载具的底部设有固定孔，载具通过固定孔与链条固定连接，传送导轨的两端设有传送轮，链条与传送轮齿合，传送轮与被动轮同轴设置，被动轮与主动轮传动连接，其中，多段传送导轨上相邻的被动轮传动连接，传送轮与被动轮通过轴承座支撑，其中，载具间隔的均匀布置。

再例如：抬升过渡装置包括两条平行的过渡导轨，每条过渡导轨上滑动连接载具，即载具下部设有导槽，导槽与过渡导轨配合形成滑动连接，载具上连接有牵引链条，牵引链条与过渡导轨两端的传送轮齿合，其中一个传送轮与被动轮同轴同步设置，被动轮传动连接主动轮，主动轮由电机驱动，载具的中心位置设有升降装置，升降装置为千斤顶，升降装置两侧对称设置防倾辅助装置，防倾辅助装置为套筒和顶杆配合。

再例如：悬链输送线包括立式导轨、牵引链、滑架、托架、驱动装置，立式导轨构成闭合环路，滑架在其上运行，各滑架等间距地连接在牵引链上，牵引链通过水平、垂直或倾斜的导向装置构成与架空轨道线路相同的闭合环路，托架承载物品并与滑架铰接，驱动装置驱动牵引链。

在车间布局时优先确定养护区、离心区、布料区的位置，在养护区、离心区、布料区的位置确定后，其他工序所需要的空间可以在考虑生产线流畅顺畅的前提下穿插布置，其中离心区和养护区的位置可以互换。

另外，在车间布局时优先确定养护区、离心区、送料区及配料区的位置，在养护区、离心区、送料区及配料区的位置确定后，其他工序所需要的空间可以在考虑生产线流畅顺畅的前提下穿插布置，其中离心区和养护区的位置可以互换。

在分轴布局时，优选的是离心区和养护区位于同一轴线上，有利于功能划区和节约模具搬运成本。

进一步的，编笼组和存笼组和装笼区位于同一轴线上，有利于减少物料流转，缩短生产周期。

备料区、装笼区、送料区、合模区、张拉区、离心区、养护区、脱模区、清洗区、出厂区可在空间上分轴或分层布局，实施例列举了分为三条轴线的布局，本领域的技术人员可以根据以上实施例自然的推导出两轴、四轴、五轴的布局情况，包括在运送模具时共用地面输送线的三轴中两条生产线交叉布置，四轴两条生产线交叉布置，均是在研究本实施例后容易想到的。

另外，在具体的车间中还可以规划办公室及卫生间等生活区域，这里不再赘述。

需要理解的是，术语“横向”“纵向”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围以权利要求所限定的范围为准，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内做出的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。