一种盾构管片模具自动清理装置的制作方法

一种盾构管片模具自动清理装置，属于盾构管片自动化生产设备技术领域，具体涉及一种盾构管片模具自动清理设备。

背景技术：

目前地铁隧道主要采用盾构法施工且该方法在国内已经日趋成熟。盾构管片生产是盾构施工中必不可少的一部分。盾构管片生产的方式主要有三种模式：传统模式、轮轨移动生产线模式、柔性生产线模式。不管是哪一种生产模式都需要相同的工序，生产线在正常生产时，生产节拍约4-5min，即生产线每4-5min生产一块管片。目前国内盾构管片模具清理由人工完成，清理时会留下残渣，使盾构管片表面出现瑕疵从而降低精度，且人工清理成本高、效率低下。

技术实现要素：

本实用新型要解决的问题就是针对以上不足而提供一种盾构管片模具自动清理设备，以解决人工清理易使盾构管片产生瑕疵、降低精度且效率低下的问题。其技术方案如下：

一种盾构管片模具自动清理装置，其关键技术在于包括控制系统、清理机构和移动机构，所述清理机构安装在移动机构上，控制系统分别与清理机构和移动机构连接；

所述移动机构包括支架、x方向移动模组以及z方向移动模组，支架上端安装x方向移动模组，z方向移动模组与x方向移动模组连接,在z方向移动模组上安装回转驱动器；

所述清理机构与回转驱动器连接，清理机构具有毛刷辊。

在所述x方向移动模组上安装第二减速电机，在z方向移动模组上安装第三减速电机，在回转驱动器上安装第四减速电机，第二减速电机、第三减速电机、第四减速电机分别与移动机构控制箱相连。

在所述z方向移动模组上通过回转驱动器安装第一减速电机，毛刷辊与第一减速电机连接。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：

1、x方向移动模组带动清理机构横向移动，z方向移动模组带动清理机构竖向移动，与回转驱动器配合即可使清理机构沿运动轨迹做曲线运动，即可完成对模具弧形内腔的自动清理。

2、本实用新型能与现有模具定位装置相连接，实现模具到位后的精准定位控制，当盾构管片模具到达指定位置时，所述移动机构带动清理机构进行清理，按需自动清理盾构管片模具,极大提高生产效率，降低生产成本，解决了人工清理易使盾构管片产生瑕疵、降低精度且效率低下的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型整体结构图；

图2为本实用新型移动机构结构示意；

图3为本实用新型清理机构放大图；

图4为本实用新型移动机构运动轨迹示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：说明书中的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个原件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一：

参见图1～图4，一种盾构管片模具自动清理装置，其关键技术在于包括控制系统、清理机构1和用于提供多维度动作的移动机构2，所述清理机构1安装在移动机构2上，控制系统分别与清理机构1和移动机构2连接，并通过控制所述清理机构1、移动机构2实现盾构管片模具的自动清理；

如图2所示，所述移动机构2包括支架21、x方向移动模组22以及z方向移动模组23，支架21下端固定在地面上，支架21上端安装x方向移动模组22，z方向移动模组23通过xz连接板24与x方向移动模组22连接,在z方向移动模组23上安装回转驱动器14；

如图3所示，所述清理机构1与回转驱动器14连接，清理机构1具有尼龙毛刷辊11。

如图2所示，在所述x方向移动模组22上安装第二减速电机25，在z方向移动模组23上安装第三减速电机26，在回转驱动器14上安装第四减速电机27，第二减速电机25、第三减速电机26、第四减速电机27分别与移动机构控制箱相连，如图4所示，通过控制第二减速电机25、第三减速电机26、第四减速电机27转动，x方向移动模组22、z方向移动模组23与回转驱动器14配合即可使清理机构1沿运动轨迹a运动，即可完成对模具弧形内腔4的自动清理。通过上位机手动输入盾构管片模具参数，也可以通过rfid射频识别模块识别盾构管片模具后调用储存参数，即可适应不同盾构管片模具的自动清理操作。

如图3所示，在所述z方向移动模组23上通过回转驱动器14安装第一减速电机12，尼龙毛刷辊11通过同步带与第一减速电机12连接，第一减速电机12与清理机构控制箱相连。

在所述尼龙毛刷辊11上方安装除尘罩13。

所述清理机构1还包括工业吸尘器7，所述工业吸尘器7与除尘罩13连接，工业吸尘器7与清理机构控制箱相连。

所述控制系统由硬件和软件两部分组成，所选用的plc控制系统是基于集中式i/o架构，采用功能分类进行设计。控制系统硬件上位机、中央控制柜(下位机plc)、视频监控系统、流水线控制箱、模具清理机构控制箱、移动机构控制箱及安全限位开关、传感器等信号检测设备组成。控制系统现场控制箱有“手动”和“自动”两种模式，“手动”模式主要用于设备检修、故障处理和紧急情况的单机单点功能控制；控制系统软件部分，上位机采用国产力控forcecontrol7.1组态软件作为操作软件，通过profinet通讯协议和以太网工业交换机与下位机西门子siemenss7－300plc连接，进行数据通信，上位机界面有4个系统界面，分别为系统登录界面、监控界面、参数设置和反馈界面、报表操作界面。

当盾构管片模具到达指定位置时，所述移动机构2带动清理机构1进行清理，清理时清理机构控制箱控制第一减速电机12转动，同步带传动到尼龙毛刷辊11，尼龙毛刷辊11转动即可清理盾构管片模具，改变第一减速电机12转速即可清理不同类型的污物。同时清理机构控制箱控制工业吸尘器7工作，进行除尘。

实施例二：

参见图1～图4，一种盾构管片模具自动清理装置，其关键技术在于包括控制系统、清理机构1和用于提供多维度动作的移动机构2，所述清理机构1安装在移动机构2上，控制系统分别与清理机构1和移动机构2连接，并通过控制所述清理机构1、移动机构2实现盾构管片模具的自动清理；

如图2所示，所述移动机构2包括支架21、x方向移动模组22以及z方向移动模组23，支架21下端固定在地面上，支架21上端安装x方向移动模组22，z方向移动模组23通过xz连接板24与x方向移动模组22连接,在z方向移动模组23上安装回转驱动器14；

如图3所示，所述清理机构1与回转驱动器14连接，清理机构1具有尼龙毛刷辊11。

如图2所示，在所述x方向移动模组22上安装第二减速电机25，在z方向移动模组23上安装第三减速电机26，在回转驱动器14上安装第四减速电机27，第二减速电机25、第三减速电机26、第四减速电机27分别与移动机构控制箱相连，如图4所示，通过控制第二减速电机25、第三减速电机26、第四减速电机27转动，x方向移动模组22、z方向移动模组23与回转驱动器14配合即可使清理机构1沿运动轨迹a运动，即可完成对模具弧形内腔4的自动清理。通过上位机手动输入盾构管片模具参数，也可以通过rfid射频识别模块识别盾构管片模具后调用储存参数，即可适应不同盾构管片模具的自动清理操作。

如图3所示，在所述z方向移动模组23上通过回转驱动器14安装第一减速电机12，尼龙毛刷辊11通过同步带与第一减速电机12连接，第一减速电机12与清理机构控制箱相连。

在所述尼龙毛刷辊11上方安装除尘罩13。

所述清理机构1还包括工业吸尘器7，所述工业吸尘器7与除尘罩13连接，工业吸尘器7与清理机构控制箱相连。

本实施例还包括安装于支架21旁的用于检测盾构管片模具清洁度的视觉传感器3，所述视觉传感器与控制系统连接，将检测到的盾构管片模具清洁度反馈至控制系统。

实施例三：

参见图1～图4，一种盾构管片模具自动清理装置，其关键技术在于包括控制系统、清理机构1和用于提供多维度动作的移动机构2，所述清理机构1安装在移动机构2上，控制系统分别与清理机构1和移动机构2连接，并通过控制所述清理机构1、移动机构2实现盾构管片模具的自动清理；

如图2所示，所述移动机构2包括支架21、x方向移动模组22以及z方向移动模组23，支架21下端固定在地面上，支架21上端安装x方向移动模组22，z方向移动模组23通过xz连接板24与x方向移动模组22连接,在z方向移动模组23上安装回转驱动器14；

如图3所示，所述清理机构1与回转驱动器14连接，清理机构1具有尼龙毛刷辊11。

如图2所示，在所述x方向移动模组22上安装第二减速电机25，在z方向移动模组23上安装第三减速电机26，在回转驱动器14上安装第四减速电机27，第二减速电机25、第三减速电机26、第四减速电机27分别与移动机构控制箱相连，如图4所示，通过控制第二减速电机25、第三减速电机26、第四减速电机27转动，x方向移动模组22、z方向移动模组23与回转驱动器14配合即可使清理机构1沿运动轨迹a运动，即可完成对模具弧形内腔8的自动清理。通过上位机手动输入盾构管片模具参数，也可以通过rfid射频识别模块识别盾构管片模具后调用储存参数，即可适应不同盾构管片模具的自动清理操作。

如图3所示，在所述z方向移动模组23上通过回转驱动器14安装第一减速电机12，尼龙毛刷辊11通过同步带与第一减速电机12连接，第一减速电机12与清理机构控制箱相连。

在所述尼龙毛刷辊11上方安装除尘罩13。

所述清理机构1还包括工业吸尘器7，所述工业吸尘器7与除尘罩13连接，工业吸尘器7与清理机构控制箱相连。

本实施例还包括用于检测盾构管片模具清洁度的视觉传感器3，所述视觉传感器与控制系统连接，将检测到的盾构管片模具清洁度反馈至控制系统。

本实施例还包括分别安装于支架21一端的用于检测x方向移动模组22和z方向移动模组23的运动状态的高精度拉线位移传感器4、用于检测盾构管片模具位置的光电位置传感器6以及用于识别盾构管片模具类型的rfid射频识别模块5，所述高精度位移传感器、位置传感器及rfid射频识别模块分别与控制系统连接。

本实施例还有报警器，由警示灯大功率高分贝报警喇叭组成，用于提示智能设备的工作状态。

以上所述x方向移动模组可以采用工字钢和槽钢构成导轨结构，再通过滑块上的滚轮在导轨上运动构成x方向移动导轨，采用第二减速电机驱动链轮链条的方式作为x方向移动导轨的驱动装置。

所述z方向移动模组可以采用一般的滚珠直线导轨作为z方向移动支撑，采用第三减速电机驱动滚珠丝杠的方式作为z方向移动模组的驱动装置。

所述回转驱动器的外圈上有涡轮齿，采用第四减速电机驱动与涡轮齿啮合的蜗杆进而带动回转驱动器旋转。

如上所述即为本实用新型的实施例。前文所述为本实用新型的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型人的实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

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