專利名稱：用于u形預應力混凝土板樁的喂料裝置及控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及預應力混凝土板樁的生產設備，屬于一種喂料裝置及其控制方法，尤其適用于利用先張法生產U形預應力混凝土板樁的工藝中。
背景技術：
先張法是為了提高鋼筋混凝土構件的抗裂性能以及避免鋼筋混凝土構件過早出現(xiàn)裂縫，而在混凝土構件預制過程中對其預先施加應力以提高構件性能的一種方法，它在工程建設中起著重要作用。通常是在澆筑混凝土前張拉預應力筋，并將張拉的預應力筋臨時錨固在臺座或鋼模上，然后澆筑混凝土，待混凝土強度達到不低于混凝土設計強度值的75%，保證預應力筋與混凝土有足夠的粘結時，放松預應力筋，借助于混凝土與預應力筋的 粘結，對混凝土施加預應力的施工工藝。在混凝土預應力板樁的生產過程中，生產線都采用多條線布局，而每一條生產線都需要一套喂料設備，模具澆筑通過料斗進行布料，而料斗的出料口是通過人工進行控制和干預，因此整個布料過程質量沒有保障，并且效率低，下料口經常堵料，最重要的是無法達到工藝要求，不能實現(xiàn)均勻定量地布料。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種用于U形預應力混凝土板樁的喂料裝置及控制方法，可以實現(xiàn)跨線布料，并通過自動控制提高喂料的均勻性和準確性，節(jié)省人力，提聞生廣效率。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的用于U形預應力混凝土板樁的喂料裝置，包括料斗和大車行走機構，所述料斗安裝在一支撐臺架上，所述支撐臺架上安裝有多個稱重傳感器并通過其下方的行走輪沿大車行走機構的軌道運動，所述行走輪由安裝在支撐臺架上的電機驅動；所述料斗的出料口設有至少一弧度下料門，每個弧度下料門由一個伺服電動缸控制開度，所述伺服電動缸由一 PID控制器控制，該PID控制器與稱重傳感器相連接同時與上位機進行通訊連接；所述料斗內裝有一根雙向螺旋軸，該雙向螺旋軸位于出料口上方，所述雙向螺旋軸由一變頻電機驅動。在上述結構中，所述料斗的出料口設有兩個弧度下料門，每個弧度下料門的中間位置裝有一連接片，該連接片的端部與伺服電動缸的推桿端部轉動連接，所述每個弧度下料門的兩端分別與一扇形連接板固定連接，每個扇形連接板的上端與料斗通過樞軸連接。其中，所述雙向螺旋軸位于一螺旋機殼體中，其一端通過聯(lián)軸器與變頻電機的輸出軸相連，另一端通過滾動軸承和軸承蓋安裝在螺旋機端蓋中。進一步的，所述螺旋機殼體與料斗固定連接，并與出料口固定連接。所述雙向螺旋軸的一側為左旋螺旋，另一側為右旋螺旋。
優(yōu)選的，所述PID控制器為PLC或者單片機。優(yōu)選的，所述支撐臺架的側面和大車行走機構的軌道兩端設有相互配合的限位開關。優(yōu)選的，所述料斗的外側壁上裝有至少一個振動器。其中，所述支撐臺架的底部設有四組行走輪，支撐臺架的行走方向與大車行走機構的行走方向垂直。本發(fā)明還提供前述用于U形預應力混凝土板樁的喂料裝置的控制方法，其中
所述上位機選擇需要喂料的板樁模具型號并傳遞至PID控制器，PID控制器根據(jù)物料流量的預設值向變頻電機和伺服電動缸發(fā)出指令，變頻電機根據(jù)指令帶動雙向螺旋軸轉動，伺服電動缸控制弧度下料門I打開一定的開度；所述稱重傳感器實時采集料斗中物料的重量信號并將該重量信號傳送至PID控制器；所述PID控制器對稱重傳感器采集的重量信號進行PID運算，并將處理后的結果通過指令傳送至變頻電機和伺服電動缸；所述變頻電機根據(jù)PID控制器的指令驅動雙向螺旋軸轉動，對下料速度進行粗調整；當物料的實際流量不在設定閾值范圍內時，PID控制器控制伺服電動缸改變弧度下料門的開度對下料速度進行細調整，使下料速度維持在設定閾值范圍內；所述PID控制器設定有喂料目標值和物料最低量報警值，當稱重傳感器采集的信號達到喂料目標值或物料最低報警值，PID控制器控制變頻電機和伺服電動缸停止工作。本發(fā)明解決了預應力混凝土板樁的喂料問題，利用一個料斗可以為多條生產線跨線喂料，并且通過PID控制器和配套的傳感器及驅動裝置控制喂料的速度，不但提高了生產效率，節(jié)省了人力消耗，降低了人工成本，而且提高了喂料的準確性和均勻性。


圖I是本發(fā)明的喂料裝置的主視圖；圖2是本發(fā)明的喂料裝置的左視圖；圖3是本發(fā)明中雙向螺旋軸的結構示意圖；圖4是本發(fā)明中弧度下料門處的局部結構示意圖；圖5是圖4的側視圖；圖6是本發(fā)明的喂料裝置的控制框架圖；圖7是本發(fā)明的喂料裝置的控制方法流程圖。其中附圖標記說明如下I弧度下料門2螺旋機端蓋3伺服電動缸4軸承蓋5振動器6料斗7行走輪8限位開關9稱重傳感器10頂部固定板11電機12支撐臺架13雙向螺旋軸14變頻電機
15聯(lián)軸器16螺旋機殼體17左旋螺旋18右旋螺旋19連接板20連接片21 出料口
具體實施方式
下面結合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。本發(fā)明提供的用于U形預應力混凝土板樁的喂料裝置，包括料斗6和大車行走機構，如圖I、圖2所示，所述料斗6通過頂部固定板10安裝在一支撐臺架12上，所述支撐臺架12上安裝有多個稱重傳感器9 (在本實施例中采用四個稱重傳感器)，在支撐臺架12的底部安裝有四組行走輪7，該行走輪7由安裝在支撐臺架12上的電機11驅動，支撐臺架12在行走輪的帶動下可以沿大車行走機構的軌道橫向運行進行跨線布料；料斗6的出料口 21設有至少一弧度下料門1，較佳的，如圖I所示，在本實施例中采用兩個弧度下料門1，如圖4、圖5所示，每個弧度下料門I的中間位置裝有一連接片20，該連接片20的端部與伺服電動缸3的推桿端部轉動連接，每個弧度下料門I的兩端分別與一扇形連接板19固定連接,每個扇形連接板19的上端與料斗6通過樞軸連接；弧度下料門I的開度大小由一個伺服電動缸3控制，如圖6所示，該伺服電動缸3由一 PID控制器控制，所述PID控制器為PLC或者單片機，該PID控制器與稱重傳感器9相連接，同時與上位機進行通訊連接；料斗6內裝有一根雙向螺旋軸13，如圖3所示，其一側為左旋螺旋17，另一側為右旋螺旋18，該雙向螺旋軸13位于出料口 21上方，所述雙向螺旋軸13由一變頻電機14驅動。雙向螺旋軸13位于一螺旋機殼體16中，螺旋機殼體16與料斗6固定連接，并與出料口 21固定連接。如圖I、圖2所示，雙向螺旋軸13的一端通過聯(lián)軸器15與變頻電機14的輸出軸相連，另一端通過滾動軸承和軸承蓋4安裝在螺旋機端蓋2中。該變頻電機14也可以為帶變頻器的電機。支撐臺架12的側面和大車行走機構的軌道兩端設有相互配合的限位開關8，如圖I所示，可以限制支撐臺架12的橫向移動，避免可能發(fā)生的碰撞。料斗6的外側壁上裝有至少一個振動器5，較佳的，如圖I所示，在外側壁的對稱位置裝有兩個振動器5，可以用來清理料斗6內剩余的物料。前述用于U形預應力混凝土板樁的喂料裝置的控制方法，如圖7所示，喂料裝置的PID控制器連接上位機或工控機，通過工控機或上位機選擇需要喂料的板樁模具型號并傳遞至PID控制器中，PID控制器根據(jù)物料流量的預設值(根據(jù)不同樁型可以設置不同的流量值)向變頻電機14和伺服電動缸3發(fā)出指令，變頻電機14根據(jù)指令帶動雙向螺旋軸13轉動，伺服電動缸3控制弧度下料門I打開一定的開度；所述稱重傳感器9實時采集料斗6中物料的重量信號并將該重量信號傳送至PID控制器；所述PID控制器對稱重傳感器9采集的重量信號進行PID運算，并將處理后的結果通過指令傳送至變頻電機14和伺服電動缸3 ;所述變頻電機14根據(jù)PID控制器的指令驅動雙向螺旋軸13轉動，對下料速度進行粗調整；當物料的實際流量不在設定閾值范圍內(如實際流量超過或低于理論流量的3%)時，PID控制器控制伺服電動缸3改變弧度下料門I的開度對下料速度進行細調整，使下料速度維持在設定閾值范圍內；所述PID控制器設定有喂料目標值和物料最低量報警值，當稱重傳感器9采集的信號達到喂料目標值或物料最低報警值，PID控制器控制變頻電機14和伺服電動缸3停止工作。本發(fā)明解決了預應力混凝土板樁的喂料問題，利用一個料斗可以為多條生產線跨線喂料，并且通過PID控制器和配套的傳感器及驅動裝置控制喂料的速度，使布料速度可以精確控制，不但提高了生產效率，節(jié)省了人力消耗，降低了人工成本，而且保證均勻、定量喂料，保障廣品的穩(wěn)定性。
以上通過具體實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，該實施例僅僅是本發(fā)明的較佳實施例，其并非對本發(fā)明進行限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領域的技術人員對本發(fā)明等做出的等效置換和改進，均應視為在本發(fā)明所保護的技術范疇內。
權利要求
1.一種用于U形預應力混凝土板樁的喂料裝置，包括料斗(6)和大車行走機構，其特征在于，所述料斗(6)安裝在一支撐臺架(12)上，所述支撐臺架(12)上安裝有多個稱重傳感器(9 )并通過其下方的行走輪(7 )沿大車行走機構的軌道運動，所述行走輪(7 )由安裝在支撐臺架(12)上的電機(11)驅動； 所述料斗(6)的出料口(21)設有至少一弧度下料門(1)，每個弧度下料門(I)由一個伺服電動缸(3)控制開度，所述伺服電動缸(3)由一 PID控制器控制，該PID控制器與稱重傳感器(9)相連接同時與上位機進行通訊連接； 所述料斗(6 )內裝有一根雙向螺旋軸(13 )，該雙向螺旋軸(13 )位于出料口( 21)上方，所述雙向螺旋軸(13 )由一變頻電機(14 )驅動。
2.根據(jù)權利要求I所述的用于U形預應力混凝土板樁的喂料裝置，其特征在于，所述料斗(6 )的出料口( 21)設有兩個弧度下料門(I )，每個弧度下料門(I)的中間位置裝有一連接片(20)，該連接片(20)的端部與伺服電動缸(3)的推桿端部轉動連接，所述每個弧度下料門(I)的兩端分別與一扇形連接板(19)固定連接，每個扇形連接板(19)的上端與料斗(6)通過樞軸連接。
3.根據(jù)權利要求I所述的用于U形預應力混凝土板樁的喂料裝置，其特征在于，所述雙向螺旋軸(13)位于一螺旋機殼體(16)中,其一端通過聯(lián)軸器(15)與變頻電機(14)的輸出軸相連，另一端通過滾動軸承和軸承蓋(4)安裝在螺旋機端蓋(2)中。
4.根據(jù)權利要求3所述的用于U形預應力混凝土板樁的喂料裝置，其特征在于，所述螺旋機殼體(16)與料斗(6)固定連接，并與出料口(21)固定連接。
5.根據(jù)權利要求I所述的用于U形預應力混凝土板樁的喂料裝置，其特征在于，所述雙向螺旋軸(13)的一側為左旋螺旋(17)，另一側為右旋螺旋(18)。
6.根據(jù)權利要求I所述的用于U形預應力混凝土板樁的喂料裝置，其特征在于，所述PID控制器為PLC或者單片機。
7.根據(jù)權利要求I所述的用于U形預應力混凝土板樁的喂料裝置，其特征在于，所述支撐臺架(12)的側面和大車行走機構的軌道兩端設有相互配合的限位開關(8)。
8.根據(jù)權利要求I所述的用于U形預應力混凝土板樁的喂料裝置，其特征在于，所述料斗(6)的外側壁上裝有至少一個振動器(5)。
9.根據(jù)權利要求I所述的用于U形預應力混凝土板樁的喂料裝置，其特征在于，所述支撐臺架(12)的底部設有四組行走輪(7)，支撐臺架(12)的行走方向與大車行走機構的行走方向垂直。
10.如權利要求I所述的用于U形預應力混凝土板樁的喂料裝置的控制方法，其特征在于， 所述上位機選擇需要喂料的板樁模具型號并傳遞至PID控制器，PID控制器根據(jù)物料流量的預設值向變頻電機(14)和伺服電動缸(3)發(fā)出指令，變頻電機(14)根據(jù)指令帶動雙向螺旋軸(13)轉動，伺服電動缸(3)控制弧度下料門I打開一定的開度； 所述稱重傳感器(9)實時采集料斗(6)中物料的重量信號并將該重量信號傳送至PID控制器； 所述PID控制器對稱重傳感器(9)采集的重量信號進行PID運算，并將處理后的結果通過指令傳送至變頻電機(14)和伺服電動缸(3);所述變頻電機(14)根據(jù)PID控制器的指令驅動雙向螺旋軸(13)轉動，對下料速度進行粗調整；當物料的實際流量不在設定閾值范圍內時，PID控制器控制伺服電動缸(3)改變弧度下料門(I)的開度對下料速度進行細調整，使下料速度維持在設定閾值范圍內； 所述PID控制器設定有喂料目標值和物料最低量報警值，當稱重傳感器(9)采集的信號達到喂料目標值或物料最低報警值，PID控制器控制變頻電機(14)和伺服電動缸(3)停止工作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于U形預應力混凝土板樁的喂料裝置及控制方法，PID控制器根據(jù)預設流量值向變頻電機和伺服電動缸發(fā)出指令，變頻電機帶動雙向螺旋軸轉動，伺服電動缸控制弧度下料門打開一定開度；稱重傳感器實時采集物料的重量信號并傳送至PID控制器；PID控制器將處理后的結果傳送至變頻電機和伺服電動缸；變頻電機控制雙向螺旋軸進行粗調整；當物料的實際流量不在設定閾值范圍內，PID控制器控制伺服電動缸改變弧度下料門的開度進行細調整；當達到喂料目標值或最低報警值，PID控制器控制變頻電機和伺服電動缸停止工作。本發(fā)明利用一個料斗進行跨線喂料，并通過閉環(huán)控制下料速度，提高了生產效率，節(jié)省了人力，降低了成本，保證喂料的準確性和均勻性。
文檔編號B28B21/02GK102909782SQ20121039624
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月17日 優(yōu)先權日2012年10月17日
發(fā)明者張后禪, 朱雙彪 申請人:上海中技樁業(yè)股份有限公司