装配式工厂及工作控制方法与流程

专利2025-09-14  82


本发明属于装配式工厂,具体涉及一种装配式工厂及工作控制方法。


背景技术:

1、工地建筑施工需要很多模板,比如现场现浇所需的支模框便由多块木质板组装而成,现浇时往支模框中注入流体,比如混凝土,待混凝土固化后拆掉模板。由于建筑施工现场使用的模板规格多,有常规的矩形板,也有不规则的异形板,传统的方式是工人现场切割,费时费力,且切割木屑还污染环境。

2、使用建筑施工用模板切割设备(比如cn202210497923.7和cn202011044404.2)进行切割,虽然能够降低工人的劳动强度,但仍需人工上料和下料,若配合自动上料和下料设备使用,虽然实现了无人化操作,但需当从一个工地挪到另一个工地时,分散的设备移动不方便,而且切割设备与上下料设备之间协调工作还需调试。基于此,有必要设计一种适合工地建筑施工现场切割板材使用的装配式工厂。


技术实现思路

1、本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题,本发明的第一个目的是提供一种装配式工厂,本发明的第二个目的是提供一种前述装配式工厂的工作控制方法。

2、为达到上述第一个目的,本发明采用如下技术方案:装配式工厂,包括能够整体移动的箱体,箱体中可拆卸安装有用于放置原材料板的原材料接驳台、用于切割原材料板的具有切割机构的数控机床、用于放置切割好的模板的成品接驳台、末端具有拾取机构的转运机械臂、以及控制系统,数控机床和转运机械臂与控制系统相连;转运机械臂末端的拾取机构能够拾取原材料接驳台上的原材料板、并经转运机械臂输送至数控机床上,转运机械臂末端的拾取机构还能够拾取数控机床上切割好的模板、并经转运机械臂输送成品接驳台上。

3、上述技术方案,该装配式工厂可以整体移动,从一个地方挪到另一个地方,不需要进行设备调试,直接使用,效率高,尤其适用于工地建筑施工场所;而且物料的上下料和切割工作均无需人工参与,自动化程度高,降低人的劳动强度。

4、在本发明的一种优选实施方式中,转运机械臂末端的拾取机构通过吸盘拾取物料。

5、上述技术方案,该装配式工厂加工的物料是板材,切割后的模板也是板材,通过吸盘拾取物料,结构简单,操作方便。

6、在本发明的一种优选实施方式中,箱体中还安装有用于清除切割木屑的除尘环保设备,除尘环保设备包括吸尘罐、与吸尘罐的负压口相连的负压装置、以及与吸尘罐的吸尘口通过软管相连的吸尘罩,吸尘罩安装在切割机构上并可随切割机构运动以对准切割线。

7、上述技术方案,吸尘罩随切割机构运动,切割产生的木屑在负压的吸力作用下被吸尘罩吸入,并经软管输送至吸尘罐中储存,减少对环境的污染。

8、在本发明的一种优选实施方式中,数控机床具有用于放置物料的工作平台,工作平台的末端还设有与其齐平的下料平台,数控机床上具有将切割好的模板推送至下料平台上的推料机构;转运机械臂末端的拾取机构能够拾取下料平台上切割好的模板、并经转运机械臂输送成品接驳台上。

9、上述技术方案,切割好的模板通过推料机构输送至下料平台暂存,此时转运机械臂可驱动拾取机构动作,从原材料接驳台处拾取并输送原材料板至数控机床,在数控机床切割原材料木板时,转运机械臂再驱动拾取机构动作,将下料平台上的切割好的模板输送至成品接驳台,以提高整体的生产效率,而且仅需一个机械臂便可满足生产需求。

10、在本发明的一种优选实施方式中,还包括设在数控机床上游的具有定位槽的定位平台,转运机械臂末端的拾取机构能够拾取原材料接驳台上的原材料板、并经转运机械臂输送至定位平台的凹槽中定位,转运机械臂的拾取机构能够拾取定位平台的定位槽中的原材料板、并通过平移的方式输送至数控机床上。

11、上述技术方案,通过设置定位平台,在数控机床切割原材料板时,转运机械臂末端的拾取机构拾取下一块原材料板至定位平台处定位,由此在将该块原材料板移动至数控机床上时无需再次定位,提高生产效率。

12、在本发明的一种优选实施方式中,箱体通过一个或者多个集装箱沿宽度方向拼接而成。

13、上述技术方案,箱体采用集装箱制成,集装箱为成品,易获取。

14、在本发明的一种优选实施方式中,转运机械臂的末端设有与控制系统相连的视觉相机,视觉相机拍摄图片并传输给控制系统,控制系统根据图片信息控制转运机械臂动作以调节拾取机构调节的位置。

15、上述技术方案,通过在转运机械臂的末端设置视觉相机,以实现快速定位,提高生产效率。

16、为达到上述第二个目的,本发明采用如下技术方案:装配式工厂的工作控制方法,包括如下步骤:

17、s1,获取工地的模板需求信息;

18、s2,根据模板需求信息确定常规模板和异形模板的规格和数量;

19、s3,对常规模板从模板存量库中选取,数量不足的执行步骤s5;

20、s4,确定异形模板拼接方案,确定是否具有现有拼接方案,若有则获取已有的拼接方案,若没有则执行新异形模板拼接方案;

21、s5,agv小车搬运新的原材料板至原材料接驳台;

22、s6,数控机床将原材料板切割为常规模板或者切割为新异形模板的组成部分;

23、s7,进行异形模板的拼接。

24、上述技术方案,通过本技术的装配式工厂可切割常规模板,或者切割为新异形模板的组成部分,再通过拼接的方式获取异形模板,无需工人现场切割模板,降低工人的劳动强度。

25、在本发明的另一种优选实施方式中,异形模板拼接方案采用如下方式获取:

26、

27、其中,n为采用的原材料板的总数,i为原材料板的序号,si为第i块原材料板的面积,sy为异形模板面积,li,i+1为第i块与第i+1块原材料板的拼接缝隙长度,s0为原材料标准板的面积,l0为原材料标准板的长度尺寸。

28、上述技术方案,原材料标准板的面积、原材料板的面积、异形模板面积、原材料标准板的长度尺寸以及拼接缝隙长度来确定用多少板子,以及拼接方案。

29、在本发明的另一种优选实施方式中,新异形模板的面积为:

30、其中,sii为切割后组成新异形模板的第i块子板的面积;

31、数控机床将原材料板切割为新异形模板的组成部分的方法为:

32、s61,获取新异形模板所有子板的面积并建立子板数据库,子板数据库中存储有子板的序号;

33、s62,判断子板数据库是否为空,若为空则退出,否则从子板数据库中选择面积最大的子板进行切割并在子板数据库中删除对应的已切割的子板的序号;

34、s63,判断切割后的余材是否能够切割其他子板,若可以则切割其他子板,并在子板数据库中删除对应的已切割的子板的序号并继续执行s63,若不可以切割其他子板,则返回步骤s62。

35、上述技术方案,可快速切割出新异形模板,还节省原材料。

36、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。


技术特征:

1.装配式工厂,其特征在于,包括能够整体移动的箱体,所述箱体中可拆卸安装有用于放置原材料板的原材料接驳台、用于切割原材料板的具有切割机构的数控机床、用于放置切割好的模板的成品接驳台、末端具有拾取机构的转运机械臂、以及控制系统,所述数控机床和转运机械臂与控制系统相连;

2.根据权利要求1所述的装配式工厂,其特征在于,所述转运机械臂末端的拾取机构通过吸盘拾取物料。

3.根据权利要求1所述的装配式工厂,其特征在于,所述箱体中还安装有用于清除切割木屑的除尘环保设备,所述除尘环保设备包括吸尘罐、与吸尘罐的负压口相连的负压装置、以及与吸尘罐的吸尘口通过软管相连的吸尘罩,所述吸尘罩安装在切割机构上并可随切割机构运动以对准切割线。

4.根据权利要求1所述的装配式工厂,其特征在于,所述数控机床具有用于放置物料的工作平台,所述工作平台的末端还设有与其齐平的下料平台,数控机床上具有将切割好的模板推送至下料平台上的推料机构;

5.根据权利要求1所述的装配式工厂,其特征在于,还包括设在数控机床上游的具有定位槽的定位平台,所述转运机械臂末端的拾取机构能够拾取原材料接驳台上的原材料板、并经转运机械臂输送至定位平台的凹槽中定位,所述转运机械臂的拾取机构能够拾取定位平台的定位槽中的原材料板、并通过平移的方式输送至数控机床上。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的装配式工厂,其特征在于,所述箱体通过一个或者多个集装箱沿宽度方向拼接而成。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的装配式工厂,其特征在于,所述转运机械臂的末端设有与控制系统相连的视觉相机,视觉相机拍摄图片并传输给控制系统,控制系统根据图片信息控制转运机械臂动作以调节拾取机构调节的位置。

8.基于权利要求1-7中任一项所述的装配式工厂的工作控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

9.根据权利要求8所述的工作控制方法,其特征在于,异形模板拼接方案采用如下方式获取:

10.根据权利要求8所述的工作控制方法,其特征在于,新异形模板的面积为:


技术总结
本发明提出了一种装配式工厂及工作控制方法,该装配式工厂包括能够整体移动的箱体,箱体中安装有原材料接驳台、用于切割原材料板的数控机床、用于放置切割好的模板的成品接驳台、末端具有拾取机构的转运机械臂、以及控制系统;转运机械臂末端的拾取机构能够拾取原材料接驳台上的原材料板、并经转运机械臂输送至数控机床上,转运机械臂末端的拾取机构还能够拾取数控机床上切割好的模板、并经转运机械臂输送成品接驳台上。本发明的装配式工厂可以整体移动,从一个地方挪到另一个地方,不需要进行设备调试,直接使用,效率高,尤其适用于工地建筑施工场所;而且物料的上下料和切割工作均无需人工参与,自动化程度高,降低人的劳动强度。

技术研发人员:吴修峰,王昭,李学礼,张珣,李建茹,张昊,林立峰,李文斌,顾晓玲,曹广兴,韩金祥,程猛,周明杰,董智豪
受保护的技术使用者:北京城乡建设集团有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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