一种自动划线设备及其划线方法与流程

本发明属于建筑工程技术领域，具体涉及一种自动划线设备及其划线方法。

背景技术：

在pc构件工业化生产的过程中，为了达到pc预制构件的外形尺寸要求：国标规定长度±4mm，宽度±3mm，需要在模台上准确的绘制出pc预制构件的外形轮廓，然后按照这个轮廓布置模具档边，从而保证所生产预制构件的尺寸精度。

现有技术是由人工按照图纸在模台上手动人工绘制pc预制构件的外形轮廓，这种人工绘制存在如下问题：

(1)效率低；

(2)精度水平有限；

(3)划线质量不稳定，受环境和人为因素的影响。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种自动划线设备及其划线方法，彻底改变人工手动划线的原始落后状况，实现智能控制自动划线，划线精度好，质量稳定，划线速度快，效率高。

本发明采用的技术方案是：

一种自动划线设备，包括机架、轨道、机架行走机构、划线装置、划线装置行走机构、清洗机构和控制系统；所述机架通过机架行走机构与轨道连接并在轨道上行走，所述划线装置通过划线装置行走机构与机架连接并在机架上行走，所述清洗机构安装在划线装置上，所述控制系统电连接并控制机架行走机构、划线装置行走机构、划线装置和清洗机构。

上述技术方案中，所述机架为龙门机架，龙门机架包括龙门机架横梁和龙门机架两侧的立柱。

上述技术方案中，所述机架行走机构包括机架、轨道以及均设于机架底部的行走组件和导向组件，所述行走组件和导向组件与轨道配合，机架通过行走组件和导向组件在轨道上行走。

上述技术方案中，所述行走组件包括安装在机架底部的行走轮和驱动组件，所述行走轮沿所述轨道行走，所述的驱动组件包括安装在机架底部的驱动电机、固定在驱动电机端部的齿轮和设在轨道上的齿条，所述齿轮与齿轮啮合；所述行走组件还包括支架、支架固定螺栓及行走轮轴，所述支架通过支架固定螺栓安装于机架底部，所述行走轮轴装设于所述支架上，所述行走轮可转动地穿设于行走轮轴上。

上述技术方案中，所述导向组件包括安装在机架底部的导向轮轴和固定在导向轮轴下部并与轨道夹紧的导向轮。

上述技术方案中，所述划线装置结构为：龙门机架横梁上安装z向传动模组，z向传动模组上连接有划线机构，所述划线机构包括包括安装架、设于安装架的弹性补偿组件和与弹性补偿组件连接的划线笔，所述弹性补偿组件为所述划线笔提供弹性缓冲力，以用于控制所述划线笔与模台待划线面之间的间距保持一致。

上述技术方案中，所述弹性补偿组件沿所述划线笔高度方向往复活动地安装于所述固定支架上；所述弹性补偿组件包括套装在固定支架上的浮动支架、套装在浮动支架上的压缩弹簧以及连接固定在浮动支架底部并用于与模台待划线面接触的万向滚轮，所述压缩弹簧两端分别顶压在浮动支架和固定支架上，浮动支架伸出固定支架的上端固定有限位螺母。

上述技术方案中，所述的划线笔内安装有喷剂系统，所述喷剂系统包括依次连接的划线液容器、喷剂泵和出剂口。

上述技术方案中，所述划线装置行走机构包括z轴驱动电机、由z轴驱动电机连接传动的z向传动模组、y轴驱动电机、由y轴驱动电机连接传动的y轴同步带传动模组，y轴驱动电机安装在机架上，y轴同步带传动模组连接z轴驱动电机和z向传动模组。

上述技术方案中，所述的y轴同步带传动模组和z向传动模组采用丝杆传动结构。

上述技术方案中，所述清洗机构包括依次连接的水源、电控球阀、连接水管和清洗接头，所述清洗接头为一个底部开有多个出水小孔、底部外侧安装吸水抹布的集水容器，集水容器与划线装置的浮动支架连接固定。

上述技术方案中，所述机架行走机构上设有机架行走高度调节装置，机架行走高度调节装置结构为：龙门机架两侧的立柱底板上开有方形孔，机架行走轮组穿过方形孔，机架行走轮组通过l支架及l支架固定螺栓与立柱底板连接固定；机架行走轮组的行走轮轴两头加工成方形，与l支架上的长条孔配合，长条孔顶部开有螺纹孔，安装压轴螺栓。

上述技术方案中，所述机架行走机构上设有导向轮和导向轮与轨道间隙调整结构，所述导向轮与轨道间隙调整结构为：导向轮轴加工成偏心轴，偏心轴一头安装导向轮，偏心轴另一头加工有螺纹并且端部加工成方形头，偏心轴有螺纹的另一头从下向上插入龙门机架两侧的立柱底板圆孔内，用扳手调整偏心轴端部方形头补偿导向轮与轨道间隙安装误差后，用锁紧螺母锁紧偏心轴。

上述技术方案中，所述机架行走机构上设有齿轮弹性压紧机构，齿轮弹性压紧机构结构为：x轴驱动减速电机安装在电机支座上，电机支座通过电机支座转轴与龙门机架两侧的立柱底板连接，电机支座上固定螺纹板，龙门机架两侧的立柱底板上固定弹簧支座，压紧螺栓依次穿过压紧弹簧、弹簧支座，旋入电机支座上的螺纹板。

上述技术方案中，所述轨道为两条平行的轨道，每条轨道包括t形轨道、连接板和底板，t形轨道与连接板通过螺栓连接固定，连接板上焊接固定螺纹板，螺纹板上安装宽度调节螺栓，连接板通过高度调节螺栓与底板连接固定，底板通过膨胀螺栓与地面连接固定。

上述技术方案中，所述的控制系统其输入端与工厂智能控制系统、扫码枪、存储器连接通信，控制系统其输出端连接控制机架行走机构、划线装置行走机构、划线装置和清洗机构。

一种采用上述技术方案中任一自动划线设备的划线方法，包括下述步骤：

(1)将生产线每个台模上粘贴编制好的二维码；

(2)自动划线设备的控制系统启动扫码枪对当前台模进行扫码，并将扫码信息反馈至工厂智能控制系统；

(3)工厂智能控制系统根据接收到的扫码信息调取对应的待生产构件的cad划线图纸输出给自动划线设备的控制系统，自动划线设备的控制系统将cad图纸转换为机器代码；

(4)自动划线设备的控制系统根据获取的机器代码控制机架行走机构和划

线装置行走机构按工厂智能控制系统下达的新划线图纸轨迹行走；

(5)自动划线设备的控制系统同时启动划线装置的喷剂系统，机架行走机构和划线装置行走机构带动划线装置的喷剂系统在模台上按新划线图纸轨迹划线；

(6)存储器存储台模上新划线图纸划线轨迹信息。

上述技术方案中，步骤(4)之前还包括以下步骤：自动划线设备的控制系统依据扫码枪扫码的当前台模编码从存储器内获取当前台模是否存在上次划线的数据记录，如存在，则启动机架行走机构和划线装置行走机构按照上次划线轨迹行走；

同时启动清洗机构，机架行走机构和划线装置行走机构带动清洗机构清除当前模台上次的划线轨迹。

上述技术方案中，待机架行走机构和划线装置行走机构带动划线装置的喷剂系统在模台上按新划线图纸轨迹完成划线工作后，自动划线设备的控制系统将完成划线工作指令传送至工厂智能控制系统，工厂智能控制系统在接收到完成划线工作指令后，安排下一台模重复步骤(2)至步骤(6)。

本发明的突出的实质性特点和显著效果：

在pc构件工业化生产的过程中，为了达到pc预制件的外形尺寸要求国标规定长度±4mm，宽度±3mm，需要在模台上准确的绘制出pc预制件的外形轮廓，然后按照这个轮廓布置模具档边，从而保证所生产预制构件的尺寸精度。

本发明的自动划线设备及其划线方法，将cad图纸输入划线设备控制系统，划线设备即可自动规划最短路径，在模台上绘制所需模具轮廓。本发明的划线设备包括控制系统，喷剂系统和主体结构。而主体结构又包括龙门机架结构和轨道配合使用，龙门机架上配置导轨和丝杆实现y-z两个方向的运动，x方向沿模台12米长度方向铺设地轨，龙门机架整体在轨道上来回移动，实现x轴运动。同时，在划线装置上安装弹性补偿装置，使划线笔与模台的高度差保持恒定，从而确保划线线宽和位置精度。

本发明的突出的实质性特点包括：

a.智能化的自动划线设备；

b.自动划线设备的控制逻辑；

c.龙门形式的行走机构；

d.龙门机架行走轮高度调节结构；

e.可调整的龙门机架行走导向结构；

f.齿轮齿条的弹性压紧结构；

g.轨道的高度调整结构；

h.划线机构上安装划线笔高度弹性补偿装置；

i.清洗系统。

本发明提出的技术方案带来的显著效果为：划线效率高；划线精度好；划线质量稳定。

附图说明：

图1为本发明方法示意图；

图2为本发明设备结构示意图；

图3为龙门机架行走结构剖视图；

图4为行走轮组件结构剖视图；

图5为图4的左视图；

图6为龙门机架安装左视图；

图7为导向轮安装左视图；

图8为齿轮弹性压紧机构示意图；

图9为轨道调节装置结构正向视图；

图10为轨道调节装置结构俯视图；

图11为划线装置结构示意图；

图12为清洗机构结构示意图。

附图标记：

1—龙门机架，2—x轴驱动减速电机，3—齿轮，4—齿条，5—轨道，6—导向轮，7—划线装置，8—立柱底板，9—l支架，10—l支架固定螺栓，11—压轴螺栓，12—t形轨道，13—连接板，14—轨道底板，15—高度调节螺栓，16—宽度调节螺栓，17—行走轮，18—行走轮轴，19—锁紧螺母，20—方形头，21—螺纹，22—导向轮偏心轴，23—电机支座，24—压紧弹簧，25—压紧螺栓，26—弹簧支座，27—电机支座转轴，28—固定支架，29—压缩弹簧，30—浮动支架，31—划线笔，32—模台上表面，33—z向传动模组，34—龙门机架横梁，35—万向滚轮，36—龙门机架两侧的立柱，37—y轴驱动电机，38—y轴同步带传动模组，39—z轴驱动电机，40—电机支座上的螺纹板，41—连接水管，42—吸水抹布，43—集水容器，44—出水小孔。

具体实施方式：

如图1所示，本发明的控制系统在收到工厂智能控制系统的划线任务和划线图纸之后，首先通过扫码枪对当前模台进行扫码，因为每个模台都粘贴有编制好的二维码，本发明的控制系统依据模台编码从存储器内调出上次划线的数据记录，控制系统会按照上次划线轨迹控制机架行走机构及划线装置行走机构工作，并启动清洗机构，清除模台上的上次划线轨迹。然后，本发明的控制系统会依据任务安排，将cad图纸转化为机器代码，控制机架行走机构及划线装置行走机构按照新的轨迹行走，同时开启划线装置的喷剂系统，控制喷剂的流量和时间，从而实现划线工作。存储器存有模台上的信息，信息包含有没有上次轨迹，控制系统依据存储器信息来决定是否进行擦除工作。

如图2、图3、图6所示，划线装置行走机构包括龙门机架、轨道、划线装置以及各传动部件。轨道由两条平行的轨道组成，与地面通过膨胀螺栓连接，龙门机架通过4个钢轮即行走轮与轨道上部的t形轨道接触，在龙门机架的一侧立柱上安装有前后两组导向轮，每组两个，导向轮与t型轨道侧面夹紧，使龙门机架始终沿t型轨道行驶不会脱轨。每组t型轨道侧面都装有沿长度方向的齿条，龙门机架上安装驱动装置如图6所示x轴驱动，减速电机，减速电机输出端安装齿轮，齿轮与t型轨道侧面的齿条啮合，控制驱动装置的转速和转向，即可控制龙门机架在轨道上面往返行走。如图2所示的龙门机架的横梁上安装了y轴同步带传动模组，模组上安装了丝杆传动机构和划线装置，z轴驱动电机安装于该丝杆传动机构上，y轴驱动电机控制y轴同步带传动模组运动即可控制划线装置沿横梁往返运动。划线装置安装在丝杆传动机构上，z轴驱动电机驱动丝杆转动，可以实现划线装置竖直方向的运动。

如图3、图4、图5、图6，龙门机架行走机构：龙门机架的立柱底板上开有方形孔，龙门机架行走轮组穿过方形孔，通过l支架与龙门机架立柱底板通过螺栓连接；如图4，图5，行走轮轴两头加工成方形，与l支架上的长条孔配合，既可以防止销轴转动，同时也可以允许销轴沿长条孔调整位置。长条孔顶部开有螺纹孔，安装压轴螺栓，调整压轴螺栓的旋入深度，即可调整行走轮的高度，调整两侧螺栓的深度不一致，还可以调节行走轮的轴线高度，使龙门机构上的y轴同步带传动模组与模台上表面平行，也通过调整使划线笔运动时与模台平行。

如图6、图7，龙门机架的导向组件：在龙门机架的立柱底板上装有导向轮，导向轮轴为一个偏心轴，偏心轴一头安装导向滚轮，另一头加工有螺纹，端部加工成方形，安装时，偏心轴有螺纹一头从下向上插入龙门机架立柱底板上的圆孔，然后锁紧用螺母锁住偏心轴。偏心轴与龙门机架立柱底板间隙配合，用扳手调整偏心轴端的方头，即方形台阶，也就可以调整导向轮与t型轨道的间隙，补偿因结构件制造安装误差而导致的问题。

如图6、图8所示，齿轮弹性压紧机构：x轴驱动减速电机输出轴穿过龙门机架立柱底板，与齿轮连接。减速电机安装在电机支座上，电机支座通过电机支座转轴与门机架立柱底板连接，两者之间可相互转动。电机支座上固定连接一块螺纹板，立柱底板上固定连接一块弹簧支座，如图8所示的压紧螺栓依次穿过压紧弹簧、弹簧支座，旋入电机支座上的螺纹板，调整螺栓旋入深度，使弹簧达到指定的合理压力区间。这样，当齿轮与齿条啮合时，在弹簧的作用下，齿轮会一直以一个合理大小的力压紧齿轮，保证正常啮合。同时，压紧弹簧还可补偿因轨道铺设误差造成的轨距不均匀的情况，有效降低轨道铺设精度要求。另外，在电机支座上方安装一块压板，压板与龙门机架立柱底板固定连接，与电机支座上表面保持合理间隙，使其在压紧弹簧的作用下自由转动，同时还可以防止x轴驱动减速电机在齿轮啮合力的作用倾翻。

如图9、图10所示，轨道调节机构：在t型轨道下方设置不少于3组轨道调节装置。t型轨道与连接板通过螺栓连接，连接板上焊接两块螺纹板，安装宽度调节螺栓，调整螺栓旋入深度可调整轨道宽度方向位置；连接板通过4套高度调节螺栓支撑，螺栓头部与底板焊接，底板与地面固定连接，调节高度调节螺栓上的调节螺母可调整轨道的高度。

如图11所示，划线笔浮动机构：划线笔采用喷剂模式，使用时划线笔与模台保持一较小距离。因模台不可能完全平整，有些模台还有可能出现倾斜的情况，划线过程中为保护划线笔不被模台撞坏，如图11所示，在划线笔与z向转动模组之间安装固定支架，浮动支架穿过压缩弹簧与固定支架连接，顶部用螺母压住。浮动支架下部与划线笔固定连接，同时，浮动支架底部安装一个万向滚轮，划线时滚轮在模台上表面滚动。这样随着模台上表面起伏不平，滚轮会挤压压缩弹簧带着划线笔一起上下起伏运动，划线过程中划线笔与模台的距离始终不变，这样不仅保护了划线笔不被模台撞坏，而且能使划线笔画出的线条宽度始终如一，精准无误。

如图12所示，模台的清洗机构：在万向轮的相同位置安装一个清洗接头。清洗接头设计为一个圆柱形的小水箱，水箱底部开有很多密集的毛细小孔，底部外侧安装一块吸水抹布，水箱上部与浮动支架连接，小孔被抹布包裹，同时上部有水管，水管通过电控球阀之后与水源连接，本发明的控制系统控制的电控球阀安装在龙门机架上，与控制系统的关系见图1，开启和开度即控制吸水抹布的湿润程度。控制系统控制机架行走机构及划线装置行走机构就可以清除模台上指定位置的线条。