【技术实现步骤摘要】
一种用于盾构管片生产的自动精抹面机器人及控制方法
[0001]本专利技术涉及盾构管片生产
，特别涉及一种用于盾构管片生产的自动精抹面机器人及控制方法。
技术介绍
[0002]盾构管片作为混凝土预制构件，混凝土的成型质量直接影响着管片的质量。另外，管片的外弧面是成品管片的起吊面，为保证吸盘吸附牢固，外弧面要求平整、光滑。因此，管片生产过程中，在混凝土达到初凝时，需打开盖板进行光面作业，目的是对外弧面进行修饰，确保弧度，提高表面光洁度。
[0003]现有技术中，实现精抹面的方法是：通过X轴行走机构、Y轴行走机构和末端抹光机构的协同配合，实现盾构管片的外弧面混凝土自动抹光，从而可以进行盾构管片的自动化收面作业，减少了盾构管片生产的现场操作工作量，提供了收面效率，保证了混凝土表面的平整度和光洁度。
[0004]但是，现有技术还存在以下技术问题：
[0005](1)适应范围小：需要设立两套独立的抹面装置(一大一小)，且分为由两个不同工位来执行；
[0006](2)精抹面执行左右两道刮抹工序，在结合部位容易存在刮痕和左右面不平的问题；
[0007](3)精抹面的效率仍有提升改进空间。
技术实现思路
[0008]本专利技术主要解决的技术问题是提供一种用于盾构管片生产的自动精抹面机器人及控制方法，能够解决盾构管片外弧面自动收面的技术问题，提高了收面效率，减少用工人数。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种用于盾构管片生产的自动精...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于盾构管片生产的自动精抹面机器人，包括地轨装置、刮抹执行装置、刮板装置以及控制装置；其特征在于，还包括机构定位装置；所述控制装置包括处理单元、存储单元、显示单元以及输入单元；所述机构定位装置包括粗定位模块、小工件精定位模块、以及大工件精定位模块；所述刮板装置包括粗抹刮板、精抹刮板；所述处理单元包括：地轨控制模块，与所述地轨装置建立通信连接，用于响应反馈信号s1控制所述地轨装置带动所述机构定位装置从初始位置向工件模具的方向移动；以及，控制所述地轨装置带动所述刮抹执行装置移动到预定位置；其中，所述反馈信号s1为工件模具停止在生产线的基准定位面产生；机构定位控制模块，与所述机构定位装置建立通信连接，用于响应所述反馈信号s1控制所述机构定位装置进入工作状态，以及控制粗定位模块、小工件精定位模块/大工件精定位模块分别对工件模具的大小进行判断、抹面起始位置的确定；刮板控制模块，与所述刮板装置建立通信连接，用于控制刮板的刮抹动作、以及粗抹刮板、精抹刮板的切换；所述刮抹执行控制模块与所述刮抹执行装置建立通信连接，用于：在所述刮抹执行装置到达所述预定位置时，控制所述刮抹执行装置运动以带动所述刮板装置运动至所述抹面起始位置，并带动所述刮板装置的粗抹刮板转换位置至抹面姿态；按照预先设定的第一路径程序控制所述粗抹刮板贴合工件模具圆弧板表面行进，以进行抹面的粗抹动作；控制所述刮抹执行装置运动以带动所述刮板装置的精抹刮板转换位置至抹面姿态，并按照预先设定的第二路径程序控制所述精抹刮板贴合工件模具两侧的圆弧板行进，以进行抹面的精抹动作。2.根据权利要求1所述的用于盾构管片生产的自动精抹面机器人，其特征在于，所述地轨装置包括伺服电机、齿轮、齿条、支座以及导轨；其中，所述支座设置于所述导轨上，且与所述齿轮固定连接，所述齿条的延伸方向与所述导轨的延伸方向彼此平行；所述伺服电机响应所述地轨控制模块的控制驱动所述齿轮在所述齿条上往复滚动，从而带动所述支座沿着导轨往复移动；所述支座为中空立方体形状，由上底板、下底板、以及第一立柱、第二立柱、第三立柱、第四立柱组装形成；所述下底板设置于所述导轨上，且与所述齿轮固定连接；所述刮抹执行装置安装在所述支座的上底板上方；所述机构定位装置安装在所述支座的侧面。3.根据权利要求2所述的用于盾构管片生产的自动精抹面机器人，其特征在于，所述粗定位模块、小工件精定位模块、以及大工件精定位模块均包括限位开关、气缸；所述粗定位模块安装在所述下底板上，且位于所述第二立柱与第三立柱之间；所述小工件精定位模块安装在所述上底板上，且靠近所述第一立柱与第二立柱的一侧；所述大工件精定位模块安装在所述第三立柱上，且靠近所述第二立柱的一侧；所述机构定位控制模块还用于响应所述反馈信号s1控制所述粗定位模块的气缸伸出，以推动所述限位开关伸出，使所述粗定位模块进入工作状态；所述地轨控制模块还用于响应所述反馈信号s1控制所述地轨装置的伺服电机驱动齿轮在齿条上滚动，驱动所述支座带动所述粗定位模块从初始位置沿着所述导轨向工件模具的
方向移动，并在限位开关接触到工件模具的定位面后产生反馈信号s2；所述机构定位控制模块还用于响应所述反馈信号s2判断所述工件模具的大小；以及，控制气缸缩回以带动所述限位开关缩回；所述地轨控制模块还用于控制所述地轨装置的伺服电机驱动齿轮在齿条上滚动，驱动所述支座带动所述粗定位模块沿着所述导轨移动到所述初始位置；所述机构定位控制模块还用于根据所述工件模具的大小判断结果，控制所述小工件精定位模块的气缸伸出，以推动所述限位开关伸出，或者控制所述大工件精定位模块的气缸伸出，以推动所述限位开关伸出；所述地轨控制模块还用于控制所述地轨装置的伺服电机驱动齿轮在齿条上滚动，驱动所述支座带动所述小工件精定位模块/大工件精定位模块沿着所述导轨从初始位置向工件模具的方向移动，并在限位开关接触到工件模具的定位面后产生反馈信号s3；所述机构定位控制模块还用于：将所述反馈信号s3转换为位置信息并记录为所述工件模具的精抹面定位位置，计算出所述工件模具的抹面起始位置；其中，所述机构定位控制模块利用如下公式(1)计算出所述工件模具的抹面起始位置：POS
抹面起始位置
＝POS
抹面精定位位置
‑
C
抹面精定位与起始位置固定距离
；控制所述气缸缩回以带动所述限位开关缩回；所述地轨控制模块还用于控制所述地轨装置的伺服电机驱动齿轮在齿条上滚动，驱动所述支座带动所述小工件精定位模块/大工件精定位模块沿着所述导轨移动到所述初始位置。4.根据权利要求1所述的用于盾构管片生产的自动精抹面机器人，其特征在于，所述刮板装置包括：调速电机、齿轮、齿条、刮板组件、气缸组件、固定组件；其中，所述刮板组件由粗抹刮板和精抹刮板组合而成；所述气缸组件一端与所述精抹刮板固定连接，另一端与所述刮板装置的本体固定连接；当所述刮板装置处于初始状态时，所述气缸组件处于收缩状态以将所述精抹刮板折叠；所述刮板装置通过所述固定组件连接至所述刮抹执行装置的自由端。5.根据权利要求4所述的用于盾构管片生产的自动精抹面机器人，其特征在于，所述预先设定好的第一路径程序包括可循环执行n次的子程序；其中，n≥1，且为自然数；所述子程序包括：所述刮抹执行控制模块还用于控制所述刮抹执行装置以带动所述粗抹刮板贴合工件模具两侧的圆弧板行进，从工件模具的一端移动行进到其长度的1/2处时暂停，并抬起所述粗抹刮板以脱离工件模具圆弧刮抹面；所述地轨控制模块还用于控制所述地轨装置移动至工件模具长度的3/4处位置，所述刮抹执行控制模块驱动所述刮抹执行装置运动以调整所述粗抹刮板的姿态，并带动所述粗抹刮板从工件模具的尾端反向刮抹至其长度的1/2处；所述刮抹执行控制模块控制所述刮抹执行装置抬起所述粗抹刮板以脱离工件模具圆弧刮抹面；所述地轨控制模块控制所述地轨装置以带动所述刮抹执行装置从工件模具其长度的3/4处移动回到其长度的1/4处，所述刮抹执行控制模块驱动所述刮抹执行装置运动以调整
所述粗抹刮板的姿态。6.根据权利要求4所述的用于盾构管片生产的自动精抹面机器人，其特征在于，所述预先设定好的第二路径程序包括可循环执行m次的子程序；其中，m≥1，且为自然数；所述子程序包括：所述刮抹执行控制模块控制所述刮抹执行装置运动以带动所述刮板装置的精抹刮板转换位置至抹面姿态；所述刮抹执行控制模块控制所述刮抹执行装置以带动所述精抹刮板贴合工件模具两侧的圆弧板行进，从工件模具的一端移动行进到其长度的1/2处时暂停，并抬起所述精抹刮板以脱离工件模具圆弧刮抹面；所述地轨控制模块控制所述地轨装置移动至工件模具长度的3/4处位置，所述刮抹执行控制模块驱动所述刮抹执行装置运动以调整所述精抹刮板的姿态，并带动所述精抹刮板从工件模具的尾端反向刮抹至其长度的1/2处；所述刮抹执行控制模块控制所述刮抹执行装置抬起所述精抹刮板以脱离工件模具圆弧刮抹面；所述地轨控制模块控制所述地轨装置以带动所述刮抹执行装置从工件模具其长度的3/4处移动回到其长度的1/4处。7.根据权利要求1所述的用于盾构管片生产的自动精抹面机器人，其特征在于，还包括清洗装置；所述刮抹执行控制模块还用于按照预先设定的第三路径程序控制所述刮抹执行装置将所述刮板装置移动至所述清洗装置工位；所述处理单元还包括清洗控制模块，与所述清洗装置建立通信连接，用于控制所述清洗装置对完成刮抹动作后的刮板组件自动清洗。8.根据权利要求7所述的用于盾构管片生产的自动精抹面机器人，其特征在于，其中，所述预先设定的第三路径程序包括：所述刮抹执行控制模块控制所述刮抹执行装置向所述清洗装置的方向行进，并移动至所述地轨装置的极限位置；所述刮板控制模块控制所述刮板装置，以使得所述刮板装置两侧的精抹刮板翻转打开；所述刮抹执行控制模块控制所述刮抹执行装置以带动所述刮板装置转换位置至清洗装置的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李佳峰，许卫红，段德恩，蔡清程，陈武，刘顺堂，詹泓，
申请(专利权)人：中交三航厦门工程有限公司安捷睿厦门机器人有限公司中交第三航务工程局有限公司厦门分公司厦门三航混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：
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