可自动定位的张拉机及其自动定位方法与流程

本技术涉及建筑管桩生产，特别是涉及一种可自动定位的张拉机及其自动定位方法。

背景技术：

1、随着混凝土技术的发展，混凝土管桩的技术也日趋成熟，除应用于工业、民用建筑外，还广泛应用于桥梁、港口、铁路或水利工程等各领域。在进行混凝土管桩的生产时，首先，将安装有端板的钢筋笼放置在管桩模具(以下简称管模)中；然后，在管模中喂入混凝土，接着依次通过离心、初级蒸汽养护、脱模和高级蒸气养护步骤得到管桩。为了使制备好的管桩在使用过程中能够承受更高的载荷，在进行混凝土管桩的生产时，必须增加预应力张拉的步骤，具体来说，管桩的预应力通过张拉机的张拉数值控制，而管桩的张拉螺杆与张拉机的张拉连接套件的距离参数极其关键，套件连接是否到位不但影响管桩张拉的数值甚至关系到管桩张拉过程的顺利完成，因此在进行张拉前，需要对张拉机的张拉连接套件进行定位，使连接套件与管模的张拉螺杆相互对中。

2、然而，现有技术中，管模的张拉螺杆与张拉机的张拉连接套件是依靠操作人员的目测，并直接依赖操作人员的操作经验进行定位的，对操作人员有严格要求，而且人工定位的方式具有不稳定性，不能保证每次都套接成功，从而造成定位效率低下。更严重的是，如果管模的张拉螺杆与张拉机的张拉套件连接失败，就会导致整条管桩直接报废，而且张拉螺杆与张拉套件等相关设备也会受到不同程度的损坏，设备的损坏造成管桩产品质量异常或报废，造成了不必要的经济损失。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对现有技术主要是依赖人工目测的方式对张拉连接套件与管模的张拉螺杆进行定位，导致张拉连接套件与管模之间套接效率低下及容易造成不必要的经济损失的问题，提供一种可自动定位的张拉机及其自动定位方法。

2、根据本技术的一个方面，提供一种可自动定位的张拉机，包括：

3、张拉装置，所述张拉装置包括机壳、张拉杆组件和检测组件，所述张拉杆组件沿自身轴向的一端可活动地同轴插设于所述机壳，且所述张拉杆组件插设于所述机壳的一端具有用于张拉待张拉件的张拉头；所述机壳在所述轴向上的一端定义为机头端，所述检测组件设于所述机头端，所述检测组件用于测量所述待张拉件的张拉螺杆的尺寸参数以及所述张拉头与所述张拉螺杆之间的相对位置，并能够将测量结果转换为测量信号；

4、驱动单元，传动连接于所述张拉装置，所述驱动单元用于驱动所述张拉装置相对所述待张拉件移动；

5、控制单元，通信连接于所述检测组件，所述控制单元能够基于所述测量信号控制所述驱动单元驱动所述张拉装置相对所述待张拉件移动，以使所述张拉头同轴地对位于所述张拉螺杆，并控制所述张拉头啮合所述张拉螺杆至预设长度。

6、在其中一个实施例中，所述检测组件包括支架和设在所述支架上的第一检测元件和第二检测元件，所述支架连接于所述机壳，所述第一检测元件设于所述支架在所述机头端的正上方，所述第二检测元件沿所述机壳的径向设于所述机头端的两侧；

7、所述第一检测元件用于测量所述张拉螺杆与所述第一检测元件的距离，所述第二检测元件用于检测所述张拉螺杆的直径以及所述张拉螺杆上螺纹的起始位置，以使所述控制单元能够基于所述第一检测元件的测量结果和所述第二检测元件的测量结果控制所述张拉头同轴地对位于所述张拉螺杆。

8、在其中一个实施例中，所述检测组件还包括第三检测元件和第四检测元件，所述第三检测元件和所述第四检测元件设于所述支架上，所述第四检测元件在所述轴向上与所述第二检测元件间隔设置，并沿所述机壳的径向设于所述支架的两侧；

9、所述第三检测元件用于检测所述机头端与所述待张拉件的张拉挡板之间的距离，所述第四检测元件用于检测所述张拉头在所述机壳内的位置及所述张拉螺杆伸入所述机壳内的距离。

10、在其中一个实施例中，所述支架包括第一支臂、两个第二支臂和两个光幕架，所述第一支臂连接于所述机壳在所述机头端的上侧并自所述机头端相对所述机壳向外弯折延伸，两个所述第二支臂沿所述机壳的径向分别连接于所述机壳在所述机头端的两侧，每个所述第二支臂自所述机头端相对所述机壳向外弯折延伸，两个所述光幕架沿所述机壳的径向分别连接于所述机壳的两侧，每个所述光幕架的一端连接于对应的一个所述第二支臂，另一端连接于所述机壳；

11、所述第一检测元件设于所述第一支臂上，所述第二检测元件的部分设于一个所述第二支臂上，另一部分设于另一个所述第二支臂上，所述第三检测元件设于其中一个所述第二支臂上，所述第四检测元件的部分设于一个所述光幕架上，另一部分设于另一个所述光幕架上。

12、在其中一个实施例中，所述第一检测元件和所述第三检测元件为激光测距仪，所述第二检测元件和所述第四检测元件为对射式测量光幕。

13、在其中一个实施例中，所述张拉装置还包括设于所述机头端的螺母锁紧组件，所述螺母锁紧组件具有与所述机壳同轴设置的螺母套筒，所述螺母套筒用于套设在所述待张拉件的张拉螺母上，并能够可受控地绕自身的中心轴线转动，以锁紧所述张拉螺母。

14、根据本技术的另一个方面，提供一种如上所述的张拉机的自动定位方法，包括以下步骤：

15、s1、获取第一测量值和第二测量值，基于所述第一测量值和所述第二测量值控制张拉装置相对待张拉件移动，使所述张拉装置的张拉头同轴对位于所述待张拉件的张拉螺杆；

16、s2、获取第三测量值，基于所述第三测量值控制所述张拉装置沿自身轴向移动以靠近所述待张拉件并锁紧所述待张拉件的张拉螺母；

17、s3、获取第四测量值，基于所述第一测量值和所述第四测量值控制所述张拉头沿所述轴向移动并啮合所述张拉螺杆至预设长度。

18、在其中一个实施例中，步骤s1包括：

19、s11、利用第二检测元件获取所述第一测量值，所述第一测量值包括所述张拉螺杆的端部位置，所述张拉螺杆的直径、螺纹起始位置及扳手位长度；

20、s12、基于测量得到的所述张拉螺杆的直径，沿所述张拉装置的径向移动所述张拉装置，在移动过程中利用第一检测元件获取多个所述第二测量值，所述第二测量值为所述第一检测元件至所述张拉螺杆外周面的距离；

21、s13、在获取的多个所述第二测量值中提取最小值；

22、s14、基于提取的所述最小值，沿所述机壳的径向调整所述张拉装置，使所述张拉头在所述径向上对位于所述张拉螺杆；

23、s15、将提取的所述最小值与理论值进行比较；

24、s16、基于比较结果沿高度方向调整所述张拉装置，使所述张拉头在所述高度方向上对位于所述张拉螺杆。

25、在其中一个实施例中，步骤s2包括：

26、s21、利用第三检测元件获取所述第三测量值，所述第三测量值为所述机头端至所述待张拉件的张拉挡板之间的距离；

27、s22、基于所述第三测量值与所述第一测量值，调整所述张拉装置沿自身轴向移动的速度；

28、s23、移动所述张拉装置直至触碰所述待张拉件的张拉挡板，以使螺母套筒套设在所述张拉螺母上；

29、s24、锁紧所述张拉螺母。

30、在其中一个实施例中，步骤s3包括：

31、s31、利用第四检测元件获取所述第四测量值，所述第四测量值包括所述张拉头在张拉装置的机壳内的位置以及所述张拉螺杆伸入所述机壳内的长度；

32、s32、基于所述第一测量值和所述第四测量值，控制所述张拉头沿所述轴向移动以啮合所述张拉螺杆，同时控制啮合所述张拉螺杆的速度；

33、s33、利用第四检测元件获取实时的所述第四测量值，直至所述张拉头与所述张拉螺杆的啮合长度达到预设长度。

34、上述可自动定位的张拉机及其自动定位方法，通过设置控制单元和驱动单元，并通过在张拉装置上设置检测组件，使得张拉机在与待张拉件的定位对中过程中，检测组件能够自动测量所述张拉螺杆的尺寸参数以及张拉头与张拉螺杆之间的相对位置，并能够将测量结果转换为测量信号；控制单元能够基于测量信号控制驱动单元驱动张拉装置相对待张拉件移动，以使张拉装置的张拉头能够准确地同轴对位并套接于待张拉件的张拉螺杆，且能够准确地控制张拉头啮合张拉螺杆至预设长度。从而实现了张拉机的全自动定位，相较于人工定位的操作方式，无需借助人工目测定位，因此定位效率高，能够有效地提高定位精度而实现一次性地准确定位，不会因为张拉头与张拉螺杆套接不成功而导致设备损坏进而造成管桩产品质量的异常或报废，从而有效地避免了不必要的经济损失。