一種降低地鐵襯砌管片生產節拍時間的方法
【專利摘要】本發明公開了一種降低地鐵襯砌管片生產節拍時間的方法，包括震動臺、橫移車、軌道、推模機和控制器，橫移車通過其鏈傳動機構將剛出窯的模具拉上車，并啟動行走機構將此模具運送至灌注線定位后，橫移車的鏈傳動機構啟動，將模具向灌注線推動；當位于推模機后座位置的感應開關感應到模具的前端方樁時，推模機啟動并用推具將模具繼續往前推送；此時，橫移車的鏈傳動機構與推模機同步運行，當模具完全離開橫移車時，橫移車立即啟動行走機構并運行到下一次需轉運的模具的養護線；并且橫移車鏈傳動機構的推具停止在下一次需拉模的原始位置。本發明通過推模機與橫移車配合轉運模具，將生產節拍時間降低到3min內，充分發揮生產線各設備的效能。
【專利說明】一種降低地鐵襯砌管片生產節拍時間的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種降低地鐵襯砌管片生產節拍時間的方法，屬于地鐵建設【技術領域】。
[0002]
【背景技術】
[0003]現在，國內地鐵襯砌管片自動化生產線的生產布置模式有很多，但大部分是以“2+4-12”模式布置，即2條灌注線、4條養護線和12套模具的布置方式，其生產設備布置包括控制系統、監控系統、橫移車、運灰下料系統、震動臺、溫控系統和養護窯，震動臺完成一片管片生產時間基本上在5min以內，橫移車轉運一套模具的時間也基本上在5min內，同時考慮好管片養護時間合理設置養護區，所以此生產模式的節拍時間為5min。目前，此模式的生產節拍時間已非常緊湊，幾乎沒有再降低空間的余地，若要通過增添模具數量，提高生產效率亦是不可能了。
[0004]
【發明內容】
[0005]從一條灌注線來看，橫移車每轉運一套模具到同一條灌注線的時間間隔是lOmin，這樣震動臺的潛力只能發揮一半，所以生產線的生產節拍受制約的地方即是在模具轉運環節。
[0006]由此，本發明的目的在于:提供一種降低地鐵襯砌管片生產節拍時間的方法，解決現有“2+4-12”模式布置的地鐵襯砌管片生產效率不高的技術問題，從而能有效的解決上述現有技術中存在的問題。
[0007]本發明目的通過下述技術方案來實現:一種降低地鐵襯砌管片生產節拍時間的方法，包括震動臺、橫移車、軌道、推模機和控制器，橫移車在生產線兩端各布置一臺，所述橫移車包括行走機構、鏈傳動機構和推具；所述軌道包括兩組灌漿線和四組養護線，推模機在靠近橫移車推模下車位置的軌道端各布置一臺；所述地鐵襯砌管片生產線的控制流程如下:出窯端的橫移車通過其鏈傳動機構將剛出窯的模具拉上車，并啟動行走機構將此模具運送至灌注線定位后，橫移車的鏈傳動機構啟動，將模具向灌注線推動；當位于推模機后座位置的感應開關感應到模具的前端方樁時，推模機啟動并用推具將模具繼續往前推送；此時，橫移車的鏈傳動機構與推模機同步運行，當模具完全離開橫移車時，橫移車立即啟動行走機構并運行到下一次需轉運的模具的養護線；并且橫移車鏈傳動機構的推具停止在下一次需拉模的原始位置；與出窯端相對應的另一端的橫移車感應到灌注線末端的一套模具時，立即啟動其鏈傳動機構將模具拉上車，此時橫移車啟動行走機構并運行到下一次需推送模具的養護線；當震動臺的感應開關感應到有模具已準確到達振動臺時，推模機立即停止推模并向反方向運行，最后將推具回退到下一次推模前的原始位置；養護線的推模機將剛運送來的模具送上養護線軌道，且將養護線出窯端的一套模具推到橫移車拉模需要的位置；完成一個模具的循環推送過程。
[0008]作為一種優選方式，所述推具通過兩根銷軸安裝在鏈傳動機構的鏈條上。
[0009]作為一種優選方式，管片自動化生產線設六套推模機，每條灌注線一套，每條養護
線一套。
[0010]作為一種優選方式，所述行走機構包括減速機、變頻制動電機、減速機座、中間傳動軸、平行鍵聯軸器、傳動軸、主動車輪組和被動車輪組，變頻制動電機與安裝在減速機座上的減速機連接，中間傳動軸與減速機通過平鍵連接，平行鍵聯軸器連接中間傳動軸和傳動軸，傳動軸與主動車輪組的主動軸通過另一個平行鍵聯軸器連接，主動車輪組和被動車輪組分別安裝在橫移車的車架上。
[0011]作為一種優選方式，鏈傳動機構包括減速機、變頻制動電機、小鏈輪、單排滾子鏈、大鏈輪、雙排鏈輪、主動軸、帶座軸承、雙排滾子鏈、雙排滾子鏈導軌、推具和被動軸，變頻制動電機與安裝在橫移車車架上的減速機連接，小鏈輪與減速機的輸出軸通過平鍵連接，單排滾子鏈安裝在小鏈輪和大鏈輪上，大鏈輪和雙排鏈輪安裝在主動軸上，通過兩個帶座軸承安裝主動軸，另一端通過兩個帶座軸承安裝被動軸，被動軸上安裝另一個雙排鏈輪，兩個雙排鏈輪通過雙排滾子鏈連接。
[0012]作為一種優選方式，兩個推具分別通過兩根銷軸安裝在雙排滾子鏈上，其相對安裝間距為300-450mm。
[0013]與現有技術相比，本發明的有益效果:本發明通過推模機與橫移車配合轉運模具，將生產節拍時間降低到3min內，充分發揮生產線各設備的效能，極大地提高了地鐵襯砌管片的生產效率。
[0014]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明橫移車的結構示意圖；
圖2是本發明橫移車的局部結構示意圖；
圖3是本發明推模機與橫移車配合推模的示意圖；
圖4是本發明所述生產線的平面布置圖。
[0016]圖1、2中:21-減速機， 22-變頻制動電機， 3_減速機座，4_中間傳動軸，5-平行鍵聯軸器，6-傳動軸，7-主動車輪組，8-被動車輪組，9-減速機，10-變頻制動電機，11-小鏈輪， 12-單排滾子鏈， 13-大鏈輪， 14-雙排鏈輪， 15-主動軸， 16-帶座軸承，17-16A雙排滾子鏈， 18-雙排滾子鏈導軌，19-推具，20-被動軸。
[0017]圖3中:1-橫移車，2-推模機。
[0018]圖4中:1-橫移車，2-推模機，101-入窯端，102-出窯端，103-四組養護線軌道，104-兩組灌注線軌道，105-震動臺軸線。
[0019]
【具體實施方式】
[0020]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0021]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了相互排斥的特質和/或步驟以外，均可以以任何方式組合，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換，即，除非特別敘述，每個特征之一系列等效或類似特征中的一個實施例而已。
[0022]如圖1-4所示，一種降低地鐵襯砌管片生產節拍時間的方法，包括震動臺、橫移車1、軌道、推模機2和控制器；所述控制器為PLC控制器。
[0023]一、橫移車:如圖1所示，在生產線兩端各布置一臺橫移車，所述橫移車包括行走機構、鏈傳動機構和推具。
[0024]橫移車的作用:拉模具上車，轉運模具到指定的軌道，推模具下車。
[0025]行走機構:橫移車行走機構的各部件相互連接完成橫移車在不同軌道間轉運管片模具。其包含FA67減速機21、3kw變頻制動電機22、FA67減速機座3、中間傳動軸4、平行鍵聯軸器5、傳動軸6、主動車輪組7和被動車輪組8。其具體連接關系為:3kw變頻制動電機22與安裝在FA67減速機座上的FA67減速機21連接，為行走機構提供動力；中間傳動軸4與FA67減速機21通過平鍵連接，平行鍵聯軸器5連接中間傳動軸4和傳動軸6，傳動軸6與主動車輪組7的主動軸通過另一個平行鍵聯軸器連接，主動車輪組7和被動車輪組8分別安裝在橫移車的車架上。 [0026]鏈傳動機構:橫移車鏈傳動機構的各部件相互連接，完成橫移車拉模上車及推模下車的功能。其包含K67減速機9、2.2kw變頻制動電機10、小鏈輪11、16A單排滾子鏈12、大鏈輪13、雙排鏈輪14、主動軸15、UCP208帶座軸承16、16A雙排滾子鏈17、雙排滾子鏈導軌18、推具19和被動軸20。具體連接關系為:2.2kw變頻制動電機10與安裝在橫移車車架上的K67減速機9連接，為鏈傳動機構提供動力，小鏈輪11與K67減速機9的輸出軸通過平鍵連接，16A單排滾子鏈12安裝在小鏈輪11和大鏈輪13上，大鏈輪13和雙排鏈輪14安裝在主動軸15上，通過兩個UCP208帶座軸承16安裝主動軸，另一端通過兩個UCP208帶座軸承安裝被動軸20，被動軸20上安裝另一個雙排鏈輪14，兩個雙排鏈輪14通過16A雙排滾子鏈17連接，兩個推具19分別通過兩根銷軸安裝在16A雙排滾子鏈17上，其相對安裝間距為300mm，其中，靠橫移車前端的推具用來拉模上車、靠橫移車后端的推具用來推模下車，雙排滾子鏈導軌支撐16A雙排滾子鏈。
[0027]當推模機推動整條軌道的17個模具移動，軌道的最后一個模具底部方樁到達鏈傳動機構前鏈輪軸位置時，此處的感應開關感應到模具并將信號傳給PLC控制器，PLC控制器發出指令啟動鏈傳動機構的電機，鏈條帶動推具推動此模具向橫移車后端運動，直到模具完全上車，電機停止運轉，拉模上車完成。一個模具上橫移車后，橫移車載著模具橫向移動來轉運模具。轉運模具到指定軌道是指生產線的某一組軌道。其中，所述軌道包括兩組灌漿線和四組養護線；管片自動化生產線設六套推模機，每條灌注線一套，每條養護線一套。
[0028]二、推模機:設置位置在靠近橫移車推模下車位置的軌道端各布置一臺。
[0029]其作用:當橫移車將模具推下車的過程中，中途接替橫移車的推模任務，將此模具
連同軌道上所有其它模具向下推送一個工位；在靠近橫移車推模下車位置的軌道端各布置.--
D ο[0030]推模機:包含KA97減速機、4Kw變頻制動電機、前機座、主動軸、鏈輪、UCP216帶座軸承、單排滾子鏈、導軌支架、推具、被動軸、后機座和基座等。推模機的各部件相互連接完成推模機的推模功能。具體連接關系為:4Kw變頻制動電機與KA97減速機直接連接為推模機提供動力，主動軸安裝在兩個UCP216帶座軸承上，鏈輪安裝在主動軸上通過平鍵連接傳遞動力，KA97減速機和UCP216帶座軸承分別安裝在前機座上，單排滾子鏈置于軌支架上，主動軸和被動軸的鏈輪通過單排滾子鏈連接，被動軸安裝在另兩個UCP216帶座軸承(安裝在后機座上)上，后機座通過螺栓連接在基座上可以張緊單排滾子鏈。
[0031]三、控制器:控制器為PLC控制器。
[0032]共采用5臺PLC控制器。其分別為生產線控制臺I臺PLC，并加兩臺輸入輸出擴展模塊；高料斗I臺PLC ;低料斗I臺PLC ;出模橫移小車I臺PLC ;入模橫移小車I臺PLC。PLC之間通訊采用RS485無線通訊，避免PLC之間控制線較多，降低故障率。高料斗PLC，低料斗I臺PLC，出模橫移小車I臺PLC，入模橫移小車PLC，負責各設備動作執行，生產線控制臺PLC負責采集各PLC現場采集的開關信號，協調發出各機構動作信號。
[0033]在生產線的6組軌道上分別放了 16個模具，橫移車轉運一個模具到其中的任何I組軌道，橫移車先推將此模具下車，當推模機被動端的感應開關感應到此模具的方樁到達時，PLC控制器發出推模機啟動指令，推模機的推具在鏈條的帶動下開始推動此模具方樁，在接下來的推模過程中就像推火車一樣推模機將所有模具一起推動一個工位。
[0034]三.所述地鐵襯砌管片生產線的控制流程如下:
推模機在靠近橫移車推模下車位置的軌道端各布置一臺；所述地鐵襯砌管片生產線的控制流程如下:出窯端102的橫移車通過其鏈傳動機構將剛出窯的模具拉上車，并啟動行走機構將此模具運送至灌注線定位后，橫移車的鏈傳動機構啟動，將模具向灌注線推動；當位于推模機后座位置的感應開關感應到模具的前端方樁時，推模機啟動并用推具將模具繼續往前推送；此時，橫移車的鏈傳動機構與推模機同步運行，當模具完全離開橫移車時，橫移車立即啟動行走機構并運行到下一次需轉運的模具的養護線；并且橫移車鏈傳動機構的推具停止在下一次需拉模的原始位置；與出窯端102相對應的另一端為入窯端101的橫移車感應到灌注線末端的一套模具時，立即啟動其鏈傳動機構將模具拉上車，此時橫移車啟動行走機構并運行到下一次需推送模具的養護線；當震動臺的感應開關感應到有模具已準確到達振動臺時，推模機立即停止推模并向反方向運行，最后將推具回退到下一次推模前的原始位置；養護線的推模機將剛運送來的模具送上養護線軌道，且將養護線出窯端的一套模具推到橫移車拉模需要的位置；完成一個模具的循環推送過程。
[0035]四、結合附圖4，共設置有四組養護線軌道103和兩組灌注線軌道104，通過如下步驟進一步說明管片生產線自動控制流程，如下:
1.系統初始化:
出模、入模橫移車停在同一條灌注線；出模、入模橫移小車推拉模鏈傳動機構的推具回退到拉模初始位；出模、入模橫移車定位桿已伸出；反推機構回退到反推初始位；推模機推具回退到推模初始位。
[0036]2.啟動生產線:
檢查系統初始化是否完成，沒完成復位啟動信號，完成則出模橫移車鏈傳動機構推動模型沿著震動臺軸線105方向朝振動臺方向運行，即圖中的箭頭方向運行。橫移車上的模型方樁到達推模機推具位置時，橫移車鏈傳動機構暫停運行，待推模機啟動后，繼續與推模機同步運行。
[0037]3.推模機推模:
檢測到出模橫移車鏈傳動機構推模到位后，啟動相應灌注線推模機接替橫移車推模繼續向振動臺方向推模。震動臺的上一個工位的模型完全上震動臺后停止推模。
[0038]3.1.經過上述步驟3以后，出模橫移運行至指定養護線:
推模機啟動10秒后模型完全離開出模橫移車啟動出模橫移車定位縮回，檢測到定位縮回后啟動出模橫移車運行至指定養護線。
[0039]3.2.經過上述步驟3.1以后，等待入模橫移小車推模到位:
檢測到出模橫移小車運行至指定養護線，定位伸出。等待入模橫移小車推模到位。
[0040]4.入模橫移車拉模:
檢測到離入模橫移車最近的模型方樁到位后，入模橫移車鏈傳動機構拉動模型上入模橫移車；模型到位后停止拉模。
[0041]5.入模橫移運行至指定養護線:
檢測到入模橫移車拉模到位后，縮回橫移車定位桿，入模橫移車運行至指定養護線。
[0042]6.入模橫移車推模:
檢測到入模橫移車運行至指定養護線；入模橫移車定位桿伸出；檢測到出模橫移車到達指定養護線并定位桿伸出時，啟動入模橫移車鏈傳動機構推模。
[0043]7.入模端推模機推模:
檢測到入模橫移車鏈傳動機構推模到位；啟動入模端推模機推模。
[0044]7.1，經過上述步驟7后，入模橫移運行至指定養護線:
推模機啟動推動模型完全離開入模橫移車后，入模橫移車定位桿縮回；檢測到定位縮回后，啟動入模橫移車運行至指定生產線。
[0045]7.2經過上述步驟7.2后，入模橫移車一次推模循環結束:
入模橫移車一次檢測到出模橫移車運行至指定灌注線，定位桿伸出；等待第二次循環啟動。
[0046]7.3.經過上述步驟7后，入模端反推模型:
檢測入模端推模機推模到位，推模鏈推具縮回靠近推模機后座鏈輪軸線300mm的位置，啟動相應養護線反推機構，反推模型到位后，啟動反推縮回到初始位并停止；推模機再次啟動使推具回到推模初始位。
[0047]8.出模橫移車拉模:
檢測到離出模橫移車最近的模型的方樁到位后，啟動出模橫移車拉模，拉模到位時，停止拉模，啟動出模橫移車定位桿縮回。
[0048]9.出模橫移車返回指定灌注線:
檢測到離出模橫移車最近的模型的方樁到位后，啟動出模橫移車拉模，拉模到位時，停止拉模，啟動出模橫移車定位桿縮回。
[0049]10.出模橫移車運送模型到指定灌注線:
出模橫移車一次推模檢測到出模橫移車到達指定灌注線.啟動定位桿伸出，出模橫移車一次推模循環結束循環結束。[0050]五、應用實施例1:
設備運行參數:橫移車鏈條運行速度0.233 m / S ;橫移車走行最高速度0.87 m / S ;推模機鏈條運行速度0.233 m / S。
[0051]以上參數是根據選定的電機、減速機及設計的鏈輪直徑決定，因為電機轉速恒定、減速機與鏈輪直徑共同決定速比，所以計算出來的最高運行速度是唯一的。當然，根據生產需要也能通過變頻器控制進行調速。但是，根據生產節拍時間要求，一般使用以上參數。以下各步奏時間是根據以上參數計算得出，與實際運行時間基本相符。
[0052]1、最遠生產線出窯端模型下橫移車時間:25s。
[0053]下車時間實為20.58s，該25s包含了啟動、交接延時約4s。
[0054]2、模型上震動臺時間:8s。
[0055]按均速時間實為5.59s，該8s包含了降速延時約2s。
[0056]3、入窯端模型上橫移車時間:15.57s。
[0057]4、定位油缸縮回及或伸出時間:5s。
[0058]5、橫移車送模型到最遠養護線時間:34s。
[0059]按均速時間實為24s，該34s包含了啟動、加速、降速延時約10s。
[0060]6、入窯模型下橫移車時間:25s。
[0061]下車時間實為20.58s，該25s包含了啟動、交接延時約4s。
[0062]7、出窯模型上橫移車時間:2.1+15.57=18s。
[0063]8、橫移車送模型到另一生產線時間:34_5=29s。
[0064]橫移車在最遠運行距離運行一個循環時間合計:160秒。
[0065]綜合遠近，橫移車在生產線與養護線間運行平均時間為24s，一個循環的平均時間縮短2x(34-24)=20s，故橫移車完成一個完整的循環過程的平均時間為:160-20=140秒。
[0066]所以，米用橫移車與推模機配合推模降低地鐵襯砌管片生產節拍時間，由5min降低到3min內，極大的提高了地鐵襯砌管片生產效率，理論上可提高66.7%的生產效率。
[0067]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種降低地鐵襯砌管片生產節拍時間的方法，包括震動臺、橫移車和軌道，橫移車在生產線兩端各布置一臺，所述橫移車包括行走機構、鏈傳動機構和推具；所述軌道包括兩組灌漿線和四組養護線，其特征在于:還包括推模機和控制器，推模機在靠近橫移車推模下車位置的軌道端各布置一臺；所述地鐵襯砌管片生產線的控制流程如下: 出窯端的橫移車通過其鏈傳動機構將剛出窯的模具拉上車，并啟動行走機構將此模具運送至灌注線定位后，橫移車的鏈傳動機構啟動，將模具向灌注線推動； 當位于推模機后座位置的感應開關感應到模具的前端方樁時，推模機啟動并用推具將模具繼續往前推送；此時，橫移車的鏈傳動機構與推模機同步運行，當模具完全離開橫移車時，橫移車立即啟動行走機構并運行到下一次需轉運的模具的養護線；并且橫移車鏈傳動機構的推具停止在下一次需拉模的原始位置； 與出窯端相對應的另一端的橫移車感應到灌注線末端的一套模具時，立即啟動其鏈傳動機構將模具拉上車，此時橫移車啟動行走機構并運行到下一次需推送模具的養護線； 當震動臺的感應開關感應到有模具已準確到達振動臺時，推模機立即停止推模并向反方向運行，最后將推具回退到下一次推模前的原始位置； 養護線的推模機將剛運送來的模具送上養護線軌道，且將養護線出窯端的一套模具推到橫移車拉模需要的位置；完成一個模具的循環推送過程。
2.如權利要求1所述的降低地鐵襯砌管片生產節拍時間的方法，其特征在于:所述推具通過兩根銷軸安裝在鏈傳動機構的鏈條上。
3.如權利要求1所述的降低地鐵襯砌管片生產節拍時間的方法，其特征在于:管片自動化生產線設六套推模機，每條灌注線一套，每條養護線一套。
4.如權利要求1所述的降低地鐵襯砌管片生產節拍時間的方法，其特征在于:所述行走機構包括減速機、變頻制動電機、減速機座、中間傳動軸、平行鍵聯軸器、傳動軸、主動車輪組和被動車輪組，變頻制動電機與安裝在減速機座上的減速機連接，中間傳動軸與減速機通過平鍵連接,平行鍵聯軸器連接中間傳動軸和傳動軸,傳動軸與主動車輪組的主動軸通過另一個平行鍵聯軸器連接，主動車輪組和被動車輪組分別安裝在橫移車的車架上。
5.如權利要求1所述的降低地鐵襯砌管片生產節拍時間的方法，其特征在于:鏈傳動機構包括減速機、變頻制動電機、小鏈輪、單排滾子鏈、大鏈輪、雙排鏈輪、主動軸、帶座軸承、雙排滾子鏈、雙排滾子鏈導軌、推具和被動軸，變頻制動電機與安裝在橫移車車架上的減速機連接，小鏈輪與減速機的輸出軸通過平鍵連接，單排滾子鏈安裝在小鏈輪和大鏈輪上，大鏈輪和雙排鏈輪安裝在主動軸上，通過兩個帶座軸承安裝主動軸，另一端通過兩個帶座軸承安裝被動軸，被動軸上安裝另一個雙排鏈輪，兩個雙排鏈輪通過雙排滾子鏈連接。
6.如權利要求1所述的降低地鐵襯砌管片生產節拍時間的方法，其特征在于:兩個推具分別通過兩根銷軸安裝在雙排滾子鏈上，其相對安裝間距為300-450mm。
【文檔編號】B28B15/00GK103921345SQ201410165732
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月24日 優先權日:2014年4月24日
【發明者】王樹清, 裴安斌, 羅通明, 劉奇, 雷霆, 鄧如麗 申請人:中鐵八局集團橋梁工程有限責任公司