一种型钢拱架自动打包的垛靠对齐装置及对齐方法与流程

本发明涉及型钢拱架加工的，尤其是涉及一种型钢拱架自动打包的垛靠对齐装置及对齐方法。

背景技术：

1、型钢拱架（型钢钢架）是隧道、地下工程初期刚性支护构件，采用工字钢、h 型钢、u型钢等热轧型钢，冷弯成隧道轮廓弧形，分多节段加工，现场螺栓拼接成环形拱架。型钢拱架的每一个阶段均由弧形钢组成，弧形钢的加工流程为：1、使用型钢冷弯机（液压弯拱机）冷弯成型，缓慢加压；2、将连接板定位在每节型钢两端，围焊满焊；必要时焊接加劲板补强接头；焊缝饱满，无虚焊、夹渣、气孔，焊脚高度满足设计；3、由生产线转运至包装线进行码垛包装。

2、由于弧形钢存在一定的弧度，使其分为凸面和凹面两个面，当进行码垛时，凹面向下，弧形钢的两个端头（直边）接触垫木或下层钢材，两点支撑，重心落在支撑范围内，不容易滚动、滑移；但是当凹面朝上，圆弧底面接触，属于线接触，轻微震动、碰撞就容易滚动、散垛，有倾倒安全隐患；并且凹槽朝下，雨水直接流走，不会积水存污，减少生锈。

3、由于型钢拱架的两端均安装有端板，拱架是弧形非规则杆件，同向对齐挡板会形成单侧受力、捆束截面重心偏移，所以在进行型钢拱架的打包码垛时需要将型钢拱架同一侧的端板交叉排列，左右两端挡板形成双向限位、十字约束，整捆外轮廓接近规整矩形，上下层拱架互相卡位，车辆颠簸、叉车转运时不易侧向倾倒、单榀窜出。现有技术中的型钢拱架通常是采用人工对齐进行打包的，工作效率较低且人工成本较大，并且由于型钢拱架自重很大，单榀几十公斤，人工抬挪、翻转、码放极易滑脱倾倒，安全性较差。

技术实现思路

1、为了提高型钢拱架码垛效率，降低人工成本，提高操作安全性，本技术提供一种型钢拱架自动打包的垛靠对齐装置及对齐方法。

2、第一方面，本技术提供的一种型钢拱架自动打包的垛靠对齐装置，采用如下的技术方案：

3、一种型钢拱架自动打包的垛靠对齐装置，包括安装在运输机架上的交叉叠放机构、防倾倒机构和对齐机构；

4、所述交叉叠放机构包括监测组件，所述监测组件安装在所述运输机架上，所述运输机架上还通过安装组件安装有第一电动推杆和第二电动推杆，所述第一电动推杆的活塞轴上固定连接有左推动块，所述第二电动推杆的活塞轴上固定连接有右推动块。

5、通过采用上述技术方案，当监测到第一个型钢拱架时，第一电动推杆和第二电动推杆同时启动，第一电动推杆和第二电动推杆第一电动推杆通过左推动块推动该侧型钢拱架的端板位移，同时第二电动推杆带动右推动板运动，对另一侧的端板进行限位，降低偏移过度的概率，此时左推动块的位于距离大于右推动块的位移距离；当监测到第二个型钢拱架时，第一电动推杆和第二电动推杆同时启动，第二电动推杆通过右推动块推动该侧型钢拱架的端板位移，同时第一电动推杆带动左推动板运动，对另一侧的端板进行限位，降低偏移过度的概率，此时左推动块的位于距离大于右推动块的位移距离；然后将进行往复，经过交叉叠放后的型钢拱架通过对齐机构进行对齐，因此减少了人工交叉叠放和对齐的步骤，整个对齐过程中不需要停机操作，提高了整体的码垛效率，降低了人工成本，提高了操作安全性；由于型钢拱架在运输时弧形凹面朝向运输机架，其与运输机架的接触为线接触，所以两个推动块的设置降低了因单侧推动导致该侧摩擦力增大，使得型钢拱架发生偏移甚至倾倒的概率。

6、可选的，所述监测组件包括红外线发射器和红外线接收器，所述红外线发射器和所述红外线接收器分别安装在所述运输机架的上下两端，所述运输机架上还安装有plc控制器，所述红外线发射器和所述红外线接收器均与所述plc控制器通信连接，所述第一电动推杆和所述第二电动推杆均与所述plc控制器通信连接。

7、通过采用上述技术方案，当第一个型钢拱架经过红外线发射器和红外线接收器之间的位置时，红外线接收器接收不到红外线发射器发出的射线，红外线接收器将信号反馈给plc控制器，此时plc控制器控制第一电动推杆和第二电动推杆同时启动，并控制第一电动推杆活塞轴的伸出距离大于第二电动推杆活塞轴的伸出距离；当第二个型钢拱架经过红外线发射器和红外线接收器之间的位置时，红外线接收器接收不到红外线发射器发出的射线，红外线接收器将信号反馈给plc控制器，此时plc控制器控制第一电动推杆和第二电动推杆同时启动，并控制第二电动推杆活塞轴的伸出距离大于第一电动推杆活塞轴的伸出距离；进而将以上过程作为一个工作周期进行往复，进而实现了相邻的弧形拱架的交叉叠放。

8、可选的，所述安装组件包括滑轨，所述滑轨固定连接在所述运输机架上，所述滑轨上滑动连接有滑块，所述滑块上固定连接有升降板，所述第一电动推杆和所述第二电动推杆均与所述升降板固定连接，所述运输机架上还安装有电机，所述电机的输出轴上固定连接有丝杠，所述滑块内安装有丝杠螺母，所述丝杠与丝杠螺母配合。

9、通过采用上述技术方案，由于不同的工作环境中对型钢拱架的弯曲弧度要求和长度也不同，所以当型钢拱架的弯曲弧度较大时，左推动块和右推动块进行推动时无法与型钢拱架的端板接触，因此无法实现有限的交叉推动；升降板的设置实现了第一电动推杆和第二电动推杆的升降，进而实现了左推动块和右推动块的升降，使其适用于各种弧度的型钢拱架，提高了整个装置的适用性。

10、可选的，所述防倾倒机构包括固定板，所述固定板上通过调节组件安装有第三电动推杆，所述第三电动推杆的活塞轴上通过转动组件安装有支撑杆，所述支撑杆上固定连接有支撑块。

11、通过采用上述技术方案，由于型钢拱架在运输时弧形凹面朝向运输机架，其与运输机架的接触为线接触，摩擦力有限，并且型钢拱架的端板在加工过程的由于切割和焊接导致其边棱的位置有较多的毛刺，并且当进行型钢拱架的交叉调整时，由于不能保证型钢拱架在运输机架上完全对称，所以左推动块和右推动块不能同时与两端的端板接触，因此先与端板接触的一端的摩擦力会增大，进而使得该端的前进速度减慢或停止，进而容易导致型钢拱架发生倾斜或倾倒；支撑块的设置实现了对型钢拱架的支撑，当进行型钢拱架的交叉处理时，第三电动推杆驱动支撑杆和支撑块在型钢拱架前进方向的后方进行跟随，当型钢拱架发生倾倒时，支撑块对型钢拱架进行支撑，当交叉调整结束后，端板与左推动块和右推动块分离，此时型钢拱架在自身重力下回复到正常运输状态；进而降低了对型钢拱架进行交叉调整导致型钢拱架倾倒的概率，保证了运输稳定性。

12、可选的，所述调节组件包括转动轴，所述转动轴固定连接在所述第三电动推杆上，所述转动轴的两端均与所述固定板转动连接，所述转动轴上固定连接有蜗轮，所述固定板上转动连接有蜗杆，所述蜗杆与所述蜗轮啮合。

13、通过采用上述技术方案，由于不同的工作环境中对型钢拱架的弯曲弧度要求和长度也不同，所以当型钢拱架的弯曲弧度较大时，存在支撑块与型钢拱架的支撑点偏下的情况，进而无法实现对倾倒的型钢拱架进行支撑，转动轴的设置实现了第三电动推杆的转动，进而实现了对支撑块高度的调节，使得整个装置可以对不同弯曲弧度的型钢拱架进行支撑和防倾倒，提高了整个装置的适用性。

14、可选的，所述转动组件包括连接板，所述连接板固定连接在所述第三电动推杆的活塞轴上，所述支撑杆通过限位螺栓和限位螺母与所述连接板连接。

15、通过采用上述技术方案，当第三电动推杆为了适应型钢拱架的弯曲弧度转动后，支撑块的支撑角度也发生变化，当支撑块的倾斜过大时，会影响后续交叉调整结束后，端板与左推动块和右推动块分离，型钢拱架在自身重力下回复的状态；限位螺栓和限位螺母的设置实现了支撑块的转动，使得支撑块在第三电动推杆转动后也可以实现支撑角度的调整，使其不影响后续型钢拱架在自身重力下的回复，进一步提高了整个装置的适用性。

16、可选的，所述左推动块和所述右推动块相互远离的端面上转动连接有转动辊。

17、通过采用上述技术方案，型钢拱架的端板在加工过程的由于切割和焊接导致其边棱的位置有较多的毛刺，使得该位置与左推动块和右推动块之间的摩擦力增大，增大型钢拱架倾倒的风险；转动辊的设置将左推动块和右推动块与端板之间的滑动摩擦转换为滚动摩擦，降低了该位置的摩擦力，进一步降低了型钢拱架倾倒的概率。

18、可选的，所述对齐机构包括滑道，所述滑道安装在所述运输机架的出料端且倾斜设置，所述滑道远离所述运输机架的一端固定连接有挡板，所述滑道的两侧均安装有第四电动推杆，所述第四电动推杆的活塞轴上固定连接有对齐推块。

19、通过采用上述技术方案，交叉处理完成的型钢拱架经过运输机架进入到滑道中，然后在自身重力的总用下滑动到滑道的另一端，当型钢拱架积累到打包数量后，两个第四电动推杆同时启动，并通过两个对齐推块将型钢拱架对齐；进而实现交叉处理完成的型钢拱架的对齐叠放。

20、另一方面，本技术提供一种型钢拱架自动打包的垛靠对齐方法，采用如下的技术方案：

21、一种型钢拱架自动打包的垛靠对齐方法，包括以下步骤：

22、步骤1：当第一个型钢拱架经过红外线发射器和红外线接收器之间的位置时，红外线接收器接收不到红外线发射器发出的射线，红外线接收器将信号反馈给plc控制器，此时plc控制器控制第一电动推杆和第二电动推杆同时启动，并控制第一电动推杆活塞轴的伸出距离大于第二电动推杆活塞轴的伸出距离；

23、步骤2：当第二个型钢拱架经过红外线发射器和红外线接收器之间的位置时，红外线接收器接收不到红外线发射器发出的射线，红外线接收器将信号反馈给plc控制器，此时plc控制器控制第一电动推杆和第二电动推杆同时启动，并控制第二电动推杆活塞轴的伸出距离大于第一电动推杆活塞轴的伸出距离；

24、步骤3：随着型钢拱架的经过，重复步骤1和步骤2的步骤，plc控制器交替控制第一电动推杆和第二电动推杆的活塞轴伸出距离长短变化；

25、步骤4：当进行型钢拱架的交叉处理时，第三电动推杆驱动支撑杆和支撑块在型钢拱架前进方向的后方进行跟随，降低型钢拱架出现倾倒的概率；

26、步骤5：交叉处理完成的型钢拱架经过运输机架进入到滑道中，然后在自身重力的总用下滑动到滑道的另一端，当型钢拱架积累到打包数量后，两个第四电动推杆同时启动，并通过两个对齐推块将型钢拱架对齐；进而实现交叉处理完成的型钢拱架的对齐叠放。

27、综上所述，本技术包括以下有益技术效果：

28、1.当第一个型钢拱架经过红外线发射器和红外线接收器之间的位置时，红外线接收器接收不到红外线发射器发出的射线，红外线接收器将信号反馈给plc控制器，此时plc控制器控制第一电动推杆和第二电动推杆同时启动，并控制第一电动推杆活塞轴的伸出距离大于第二电动推杆活塞轴的伸出距离；当第二个型钢拱架经过红外线发射器和红外线接收器之间的位置时，红外线接收器接收不到红外线发射器发出的射线，红外线接收器将信号反馈给plc控制器，此时plc控制器控制第一电动推杆和第二电动推杆同时启动，并控制第二电动推杆活塞轴的伸出距离大于第一电动推杆活塞轴的伸出距离；进而将以上过程作为一个工作周期进行往复，进而实现了相邻的弧形拱架的交叉叠放，因此减少了人工交叉叠放和对齐的步骤，整个对齐过程中不需要停机操作，提高了整体的码垛效率，降低了人工成本，提高了操作安全性；由于型钢拱架在运输时弧形凹面朝向运输机架，其与运输机架的接触为线接触，所以两个推动块的设置降低了因单侧推动导致该侧摩擦力增大，使得型钢拱架发生偏移甚至倾倒的概率；

29、2.由于不同的工作环境中对型钢拱架的弯曲弧度要求和长度也不同，所以当型钢拱架的弯曲弧度较大时，左推动块和右推动块进行推动时无法与型钢拱架的端板接触，因此无法实现有限的交叉推动；升降板的设置实现了第一电动推杆和第二电动推杆的升降，进而实现了左推动块和右推动块的升降，使其适用于各种弧度的型钢拱架，提高了整个装置的适用性；

30、3.由于型钢拱架在运输时弧形凹面朝向运输机架，其与运输机架的接触为线接触，摩擦力有限，并且型钢拱架的端板在加工过程的由于切割和焊接导致其边棱的位置有较多的毛刺，并且当进行型钢拱架的交叉调整时，由于不能保证型钢拱架在运输机架上完全对称，所以左推动块和右推动块不能同时与两端的端板接触，因此先与端板接触的一端的摩擦力会增大，进而使得该端的前进速度减慢或停止，进而容易导致型钢拱架发生倾斜甚至倾倒；支撑块的设置实现了对型钢拱架的支撑，当进行型钢拱架的交叉处理时，第三电动推杆驱动支撑杆和支撑块在型钢拱架前进方向的后方进行跟随，当型钢拱架发生倾倒时，支撑块对型钢拱架进行支撑，当交叉调整结束后，端板与左推动块和右推动块分离，此时型钢拱架在自身重力下回复到正常运输状态；进而降低了对型钢拱架进行交叉调整导致型钢拱架倾倒的概率，保证了运输稳定性；

31、4.由于不同的工作环境中对型钢拱架的弯曲弧度要求和长度也不同，所以当型钢拱架的弯曲弧度较大时，存在支撑块与型钢拱架的支撑点偏下的情况，进而无法实现对倾倒的型钢拱架进行支撑，转动轴的设置实现了第三电动推杆的转动，进而实现了对支撑块高度的调节，使得整个装置可以对不同弯曲弧度的型钢拱架进行支撑和防倾倒，提高了整个装置的适用性；

32、5.型钢拱架的端板在加工过程的由于切割和焊接导致其边棱的位置有较多的毛刺，使得该位置与左推动块和右推动块之间的摩擦力增大，增大型钢拱架倾倒的风险；转动辊的设置将左推动块和右推动块与端板之间的滑动摩擦转换为滚动摩擦，降低了该位置的摩擦力，进一步降低了型钢拱架倾倒的概率。