一种自动化智能化管片预制工艺及系统的制作方法

本发明涉及管片生产，更具体的是涉及自动化智能化管片预制工艺及系统。

背景技术：

1、管片是组成隧道的主要部分，针对工程工期紧、数量大、安全质量要求高等情况，现有的管片生产采用的流水线生产模式多以人工操作为主，原因是需要人工对管片质量进行监控，及时剔除质量、型号、规格不合格的管片，但是这种生产模式存在工作人员压力大、生产效率较低、经济成本较高等问题。因此，管片生产企业应当明晰将智能化技术应用于流水线生产的重要性，充分发挥智能化技术的优势与作用，促使管片生产与当今时代发展要求相符。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为了解决上述技术问题，本发明提供一种自动化智能化管片预制工艺及系统。

2、本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

3、本发明的一个方面提供一种自动化智能化管片预制工艺，包括依次设置的如下步骤：模型自动清理、智能喷涂脱模剂、合模、钢筋骨架入模、配件安装、混凝土智能浇筑、混凝土抹面、入窑精抹、智能蒸汽养护、模具出窑、管片自动脱模、水养护、存放养护以及信息化发运。

4、具体来说，管片成型采用全智能流水线生产工艺，气动振捣、蒸汽养护及水养池养生方式，主要包括模型自动清理、智能喷涂脱模剂、合模、钢筋骨架入模、预埋件安装、混凝土智能浇筑、混凝土抹面、智能蒸汽养护、管片自动脱模、水养护、存放养护、信息化发运等工序。

5、在一个实施方式中，模型自动清理具体过程如下：合模前采用智能清模机器人清理模具，通过搭载传感器和定位系统，智能清模机器人能够准确感知模具的位置和形状，实现自主导航和定位，在清洁过程中，智能清模机器人可以根据预设的清洁路径，利用刷子、抹布及胶片相关工具对模具表面进行彻底清洁。

6、具体来说，清洁关键部位：止水带凹槽、底部密封条、定位榫、侧端板连接部、侧端板下口、手孔座眼、锥形螺栓四周。

7、在一个实施方式中，智能喷涂脱模剂具体过程如下：采用智能喷涂机器人搭载喷涂枪和控制系统，根据预设的喷涂路径，自动对模具表面进行喷涂工作，喷涂过程中，智能喷涂机器人可以精确控制喷涂剂的喷射量和喷射速度，保证喷涂均匀、全方位、无死角、无液滴、无积液。

8、在一个实施方式中，钢筋骨架入模前需要进行钢筋骨架信息采集，具体步骤如下：

9、采用移动手持读卡终端扫描钢筋骨架标识牌、模具rfid芯片，完成对管片的隐蔽验收，布置于混凝土浇注室一侧和管片预蒸养区域前的rfid信息采集固定终端可完成对管片的质量信息、位置信息及时间信息的自动采集和处理，并与智能温控系统中的温度信息相关联。

10、另外，通过在管片关键工位中设置信息化流程，对钢筋骨架制作、模具、混凝土、发运等进行信息采集，对管片全寿命周期进行信息化管理，使管片生产及发运过程可查询、可追溯。

11、在一个实施方式中，混凝土智能浇筑过程如下：通过混凝土智能浇注系统与搅拌站联动用量控制，根据系统反馈的模具型号及浇筑所需要混凝土方量，系统自动判断并运转搅拌站进行混凝土搅拌作业。

12、具体来说，高料斗灌注车根据搅拌站的拌和情况及时到搅拌站装载拌合好的混凝土，再根据低料斗灌注车内剩余混凝土方量及时补料。低料斗灌注车根据待灌注的模具型号，自动放料至模具，放量时根据灌注、振动工艺分时均匀布料。

13、在一个实施方式中，管片自动脱模过程如下：采用管片自动脱模装置，管片自动脱模装置包括四钩脱模吊装天车、管片真空吸盘和天车走行钢架；四钩脱模吊装天车通过天车走行钢架往返于管片脱模工位和管片翻转工位。

14、具体来说，真空吸盘通过钢丝绳吊装于四钩脱模吊装天车的4个吊钩上，结合自动化控制系统，管片模具开模完成后，走行至脱模工位，四钩脱模吊装天车自动走行至脱模工位并将吸盘放置于混凝土管片上完成自动吸附，四钩脱模吊装天车自动将吸盘和管片提升一定高度完成脱模，并走行至翻模工位放置将管片放置于翻模机上，实现自动化脱模作业。

15、在一个实施方式中，模具出窑具体过程如下：出模后对管片成品外观、外形尺寸进行检查，打印二维码并张贴，通过构件上的二维码标签查询该构件的生产信息，可进行质量追溯，通过pda手持设备行验收，并将验收信息上传至生产管理系统数据库存储。

16、本发明的另一个方面提供一种自动化智能化管片预制系统，适用于上述的一种自动化智能化管片预制工艺，包括管片生产线集成控制系统、以及与各步骤配合的子系统，各子系统均与集成控制系统信号连接，通过各个子系统之间的协同运转，实现管片生产线的自动化控制。

17、在一个实施方式中，子系统包括模具自动流转系统、模具智能浇筑系统、振捣系统、自动脱模系统以及智能独立窑养护系统。

18、在一个实施方式中，智能独立窑养护系统采用横列式独立养护窑布置，智能独立窑养护系统内放置多套用于制作管片的模型，智能独立窑养护系统的进出窑通道分别设置。

19、具体来说，养护窑采用横列式独立养护窑布置，提供产品养护效率和质量，在30分钟内可完成单窑管片生产，窑内空间布局合理，进出窑通道分别设置，智能独立窑养护系统独立设置，养护参数易控制，确保产品养护质量。

20、另外，采用自动化智能化管片生产线从人工、材料、生产效率等方面均得到有效改善。流水生产线布局优化采用生产工位集中布置，生产流水更加合理，降低操作安全风险；采用独立窑干湿热养护方式进行管片养护；同时生产线配置自动灌注系统、自动振捣系统以及自动脱模系统等设备及工装，进一步提升生产线的自动化程度，大幅降低工人劳动强度，提高产品质量和生产效率，降低流水线安全风险。

21、本发明的有益效果如下：

22、1、管片是组成隧道的主要部分，针对工程工期紧、数量大、安全质量要求高等情况，发明了自动化智能化管片预制技术工艺；并结合工艺特点开发信息化管理系统、摸索出一套标准化盾构管片的生产管理方法，强化过程质量控制及精细化管理，形成一整套管片质量可实时监控和可追溯系统。

23、2、智能化技术是计算机技术、精密传感技术、全球定位系统(gps)的综合应用，将其用于管片流水线生产，不仅能够有效提高生产效率与质量，降低工作人员的失误与负担，还能改善生产操作环境，切实践行节能环保理念。

24、3、用自动化智能化管片生产线从人工、材料、生产效率等方面均得到有效改善。流水生产线布局优化采用生产工位集中布置，生产流水更加合理，降低操作安全风险；采用独立窑干湿热养护方式进行管片养护；同时生产线配置自动灌注系统、自动振捣系统以及自动脱模系统等设备及工装，进一步提升生产线的自动化程度，大幅降低工人劳动强度，提高产品质量和生产效率，降低流水线安全风险。

25、4、管片流水线生产的智能化技术，能够为管片生产企业提高生产效率。通过对管片生产智能化技术的研究和成功应用，为公司今后同类工厂的管片生产积累了经验，具有较高的推广应用价值。

技术特征：

1.一种自动化智能化管片预制工艺，其特征在于，包括依次设置的如下步骤：模型自动清理、智能喷涂脱模剂、合模、钢筋骨架入模、配件安装、混凝土智能浇筑、混凝土抹面、入窑精抹、智能蒸汽养护、模具出窑、管片自动脱模、水养护、存放养护以及信息化发运。

2.根据权利要求1所述的一种自动化智能化管片预制工艺，其特征在于，模型自动清理具体过程如下：合模前采用智能清模机器人清理模具，通过搭载传感器和定位系统，智能清模机器人能够准确感知模具的位置和形状，实现自主导航和定位，在清洁过程中，智能清模机器人可以根据预设的清洁路径，利用刷子、抹布及胶片相关工具对模具表面进行彻底清洁。

3.根据权利要求1所述的一种自动化智能化管片预制工艺，其特征在于，智能喷涂脱模剂具体过程如下：采用智能喷涂机器人搭载喷涂枪和控制系统，根据预设的喷涂路径，自动对模具表面进行喷涂工作，喷涂过程中，智能喷涂机器人可以精确控制喷涂剂的喷射量和喷射速度，保证喷涂均匀、全方位、无死角、无液滴、无积液。

4.根据权利要求1所述的一种自动化智能化管片预制工艺，其特征在于，钢筋骨架入模前需要进行钢筋骨架信息采集，具体步骤如下：

5.根据权利要求1所述的一种自动化智能化管片预制工艺，其特征在于，混凝土智能浇筑过程如下：通过混凝土智能浇注系统与搅拌站联动用量控制，根据系统反馈的模具型号及浇筑所需要混凝土方量，系统自动判断并运转搅拌站进行混凝土搅拌作业。

6.根据权利要求1所述的一种自动化智能化管片预制工艺，其特征在于，管片自动脱模过程如下：采用管片自动脱模装置，管片自动脱模装置包括四钩脱模吊装天车、管片真空吸盘和天车走行钢架；四钩脱模吊装天车通过天车走行钢架往返于管片脱模工位和管片翻转工位。

7.根据权利要求1所述的一种自动化智能化管片预制工艺，其特征在于，模具出窑具体过程如下：出模后对管片成品外观、外形尺寸进行检查，打印二维码并张贴，通过构件上的二维码标签查询该构件的生产信息，可进行质量追溯，通过pda手持设备行验收，并将验收信息上传至生产管理系统数据库存储。

8.一种自动化智能化管片预制系统，适用于权利要求1至7所述的一种自动化智能化管片预制工艺，其特征在于，包括管片生产线集成控制系统、以及与各步骤配合的子系统，各子系统均与集成控制系统信号连接，通过各个子系统之间的协同运转，实现管片生产线的自动化控制。

9.根据权利要求8所述的一种自动化智能化管片预制系统，其特征在于，子系统包括模具自动流转系统、模具智能浇筑系统、振捣系统、自动脱模系统以及智能独立窑养护系统。

10.根据权利要求9所述的一种自动化智能化管片预制系统，其特征在于，智能独立窑养护系统采用横列式独立养护窑布置，智能独立窑养护系统内放置多套用于制作管片的模型，智能独立窑养护系统的进出窑通道分别设置。

技术总结
本发明公开了一种自动化智能化管片预制工艺及系统，涉及管片生产技术领域，包括依次设置的如下步骤：模型自动清理、智能喷涂脱模剂、合模、钢筋骨架入模、配件安装、混凝土智能浇筑、混凝土抹面、入窑精抹、智能蒸汽养护、模具出窑、管片自动脱模、水养护、存放养护以及信息化发运。本发明设计合理，结合工艺特点开发信息化管理系统、摸索出一套标准化盾构管片的生产管理方法，强化过程质量控制及精细化管理，形成一整套管片质量可实时监控和可追溯系统。将其用于管片流水线生产，不仅能够有效提高生产效率与质量，降低工作人员的失误与负担，还能改善生产操作环境，切实践行节能环保理念。

技术研发人员：朱江,葛彪,杜亮,李小东,高智,岑健,雷灿,熊舸,王江,张家均,王长勇,王伟,陈建申,罗颖祎,董豫龙,万光军,李梦然,王磊,何林,魏晓峰
受保护的技术使用者：中铁八局集团第七工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/1