一种盾构机管片自动拼装方法和系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114165257A(43)申请公布日2022.03.11(21)申请号202111552081.2(22)申请日2021.12.17(71)申请人成都工投装备有限公司地址610599四川省成都市新都区工业东区金荷工业产业园蜂云谷1号楼七层(72)发明人唐佳伟梁炜罗泽儒(74)专利代理机构成都智言知识产权代理有限公司51282代理人濮云杉(51)Int.Cl.E21D11/08(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称一种盾构机管片自动拼装方法和系统(57)摘要本发明公开了一种盾构机管片自动拼装方法和系统，属于盾构机技术领域，其中，方法包括：在由多个管片构成的环管片上均匀分布的若干个点位分别对应有各自的拼装程序，选择其中一个点位，通过PLC控制系统按照所选择的点位，运行该点位对应的拼装程序，通过所述拼装程序控制对应的系统进行相应的动作，拼装机按照所述点位对应的拼装程序，完成管片的拼装形成完成的环管片，拼装完成后，拼装机回到起始位置，操作人员进行拼装质量的复检。其目的在于通过自动化控制，无需人为的操作和干预，提高设备自动化智能化程度，减轻工人劳动强度，提高管片安装的工作效率，节约成本，使其安装质量可控。CN114165257ACN114165257A权利要求书1/2页1.一种盾构机管片自动拼装方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，在由多个管片构成的环管片上均匀分布的若干个点位分别对应有各自的拼装程序，选择其中一个点位；步骤2，通过PLC控制系统按照所选择的点位，运行该点位对应的拼装程序，通过所述拼装程序控制对应的系统进行相应的动作；步骤3，拼装机按照所述点位对应的拼装程序，完成管片的拼装形成完整的环管片；步骤4，拼装完成后，拼装机回到起始位置，操作人员进行拼装质量的复检。2.根据权利要求1所述的一种盾构机管片自动拼装方法，其特征在于，所述构成环管片的管片按位置和功能分为标准块、邻接块和封顶块，且每一环管片之间错缝拼接，每一环管片有若干个拼装点位可供选择，每一环管片上均匀分布的点位位于拼装时封顶块中间的位置，且每两个相邻点位以相同角度沿顺时针均匀分布。3.如权利要求1所述的一种盾构机管片自动拼装方法，其特征在于，步骤2具体包括：步骤2.1，当拼装机上部相对两侧的激光测距仪检测到拼装机行走抓取管片的安全作业范围内无干涉、且当拼装机下部抓取头两侧的激光测距仪检测到管片被吊装到可抓取的工位上时，PCL控制系统发出指令控制拼装机移动至管片上方进行抓取。4.如权利要求1所述的一种盾构机管片自动拼装方法，其特征在于，步骤3具体包括以下步骤：步骤3.1，设定X值和Y值，其中所述X值为拼装机初始位置到管片表面的距离，X值通过拼装机横向两侧的行走油缸内置位移传感器控制，Y值为拼装机抓取头初始位置下降到管片表面且紧密贴合的距离，Y值由拼装机中的红缸和蓝缸内设置的高度传感器控制；步骤3.2，拼装机抓取头的吸盘将所需的管片抓取后，PLC系统直接控制拼装机系统使红缸和蓝缸缩回Y值的距离，将管片提升，随后拼装机移动X值回到初始位置随后拼装机向前移动预设的X2值，，然后拼装机的红缸和蓝缸向下伸出Y2值，所述Y2值为拼装机初始位置到盾壳内表面的距离，其中Y2＝Y1+管片厚度+管片托架高度，最后拼装机向后移动X2值，使得当前抓取的管片紧靠上一环管片，完成第一块标准块拼装后，在拼装剩余标准块和邻接块时，拼装机旋转相应的角度，使拼装的管片与上一块管片紧靠在一起；步骤3.3，如若信号接收器部分或全部无法接收到激光发射器发射的光束，则通过PLC控制系统发出相应的指令控制真空吸盘进行微调，待信号接收器能够接收到全部光束，说明管片环向接缝拼装质量符合要求，无错台现象；步骤3.4，满足步骤3中的条件后，通过螺栓连接固定系统，将螺栓穿入管片的螺栓孔中，拼装机的真空吸盘与管片进行区域泄压，使其到达正常的大气压压力，完成管片的拼装。5.如权利要求1所述的一种盾构机管片自动拼装方法，其特征在于，步骤4具体包括以下步骤：步骤4.1，拼装机的红缸和蓝缸收回伸出的Y2值距离，操作人员通过视频监控系统对拼装质量进行检查并准备抓取拼装下一块管片，所述Y2值为拼装机初始位置到盾壳内表面的距离。6.一种用于权利要求1至5之一所述的盾构机管片自动拼装系统，其特征在于：包括PLC控制系统，所述PLC控制系统分别与激光定位系统、视频监控系统和管片拼装系统连接，所2CN114165257A权利要求书2/2页述PLC控制系统与管片拼装系统之间通过编码器实现信号连接，所述螺栓连接固定系统与管片拼装系统之间信号连接，用于实现管片拼装系统发出的指令，所述PLC系统通过信号传感器与激光定位系统之间信号连接，发出指令