盾构管片自动化流水线技术文件

39.2KN；偏心块的角度：0 度。 弱震时，振动马达的运行参数：运行频率：75Hz；振动数：75Hz；离心力：
工作压力：16MPa； 主推油缸最大推力：18T； 主推油缸一个周期运行时间：2-3 分钟。（可调）
主推油缸的有效行程为：5600mm。 (具体长度有模具小车决定) 六）每块模具喂料平均时间：5-6 分钟（根据混凝土塌落度大小确定） 七）温度控制范围：20-80℃（可任意设定） 八）监控系统：8 通道、6 个监控摄像机 九）设备外形几何尺寸：75.14mx16.8mx2.0m。
其他尺寸见方案图 （设备几何尺寸主要根据模具台车尺寸确定，台车尺寸由我方与模具厂家共同商 定）
二、流水线设计方案及其产能、人员配置分析
1）流水线设计方案 5+1 生产模式
由于贵公司提供的厂房长度在 120 米以上，有效宽度为：25 米，流水线上满 足 12 套模具流转。故采用 5+1 生产模式，每条轨道上有 12 只模具台车。设计该 流水线时，考虑到客户 12 套模具不能同时到位，我公司在软件开发上分别设置了、 4+1、5+1 不同的模式的生产方式，方便客户灵活进行生产。
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浙江广天重工设备有限公司 二 0 一四年三月
技术方案部分
一、设备型号及主要技术参数 1）设备型号：
GTL – 60 / 4 ( ) – ① ② ③④ ⑤
① 含义：流水线代码 ② 含义：模具台车数量 ③ 含义：轨道条数 ④ 含义：轨道中心距(单位：cm) ⑤ 含义：工作线数量及设计编号(2H1，H2.....) 我公司参加本次投标的设备型号：GTL-72/6(80)-1H9
分配一个可变的编码，通过程序的判断，两台搬运小车就可以自动设别模具的就 位位置，从而实现整个搬运过程的有序的循环进行。横向搬运小车采用变频器+ 编码器进行控制，使的横移小车的定位精度达到毫米级，克服传统的机械强制定 位。
亮点六：工业自动移门用于养护窑及震动房门的隔热、隔音控制。 流水线的自动移门的动力梁采用强度高的合金材料，驱动电机采用无刷直流 电机驱动，采用最先进的全自动模糊控制，具有防撞保护、定位记忆保护、门的 开启关闭力自我整定等功能。该移门结构简单，运行可靠，故障率低。又加上自 动门的自身的一些保护，防止门被撞坏。自动移门控制程序与全自动流水线控制 程序之间实现了无缝衔接，从而保证主动力油缸推进过程中撞坏自动门。 亮点七：主动力推进系统采用液压动力，结构简单实用，维修方便。 该流水线的动力系统在两条横向搬运小车上，便于检查维护，相对于动力系 统在轨道中间的动力系统有如下好处：油缸表面不易结混凝土料，保证油缸的使 用寿命；油缸不在养护房内，保证油缸的油封不受养护温度影响而损坏；动力油 缸的数量少，也降低了故障发生频率。 另外，在设计过程中，考虑到客户维修方便，各功能阀组各备用一组，为快 速处理液压阀故障提供保障。
3） 整体震动台 震动台由液压站、夹紧油缸、顶升气囊、机架、振动马达（采用日本 EXEN 马达）组成。我公司提供的震动台采用整体方式振动。震动台的结构采用重型结 构设计，单台震动台的重量达 5T，从而保证震动台的刚度和稳定度。 振动台主要工作原理：振动台主要由四个活动偏心块式振动马达附着在振动 台的活动机架上，该活动机架与固定机架之间通过顶升气囊进行连接，在振动过 程中，有效减少振幅的损失及降低噪音。通过变频器控制振动马达的振动频率及 马达活动偏心块的角度，从而形成振动过程中的强震和弱震。 强震时，振动马达的运行参数：运行频率：60Hz；振动数：60Hz；离心力：
亮点二：模具搬运小车的四轮行走机构采用独特的分离技术。 该机构在震动台震动过程中，模具搬运小车的四个车轮脱离车架，使得小车 的四只车轮免受强力的震动，降低小车车轮轴承及轴的损坏几率。减少模具修理 时间，从而提高流水线的工作效率。也避免了由于车轮损坏在养护窑内无法修理 的弊端。大大降低了维修时间，从而确保流水线的稳定的工作节拍。 亮点三：为了提高控制系统的抗干扰性，流水线采用现场控制总线技术。 流水线设计过程中，总共用了两套 12.1”触摸屏，分别用于养护窑温度控制和 流水线操作界面的控制，流水线的操作界面系统和养护窑的温度控制系统与底层 的控制器（PLC）采用现场总线通讯技术。从而克服了因远距离传输电压信号造 成的信号衰减。保证各种传感信号的畅通，也保证了系统的稳定性。 亮点四：为了保证客户高效使用流水线，在设计方案过程中，充分运行当今 最流行的远程监控服务（支持手机视频监控流水线工作情况）和远程故障诊断系 统。 因流水线动作复杂，整条设备覆盖面大，每个工作环节存在各种相互关联，
2）GTL-72/6 主要技术参数：
一）适用管片模具数量：12 套（共 72 台模具台车，其中一台空小车） 二）电源总功率：80KW 三）轨道数量：
5 条养护线和 1 条工作线。每条轨道上有 12 只模具小车。 四）搬运小车性能：
最大搬运能力：15T，运行速度：10-25 米/分（可调） 五）主液压动力系统参数：
3+1 生产模式监控画面 4+1 生产模式监控画面
2） 进出养护线搬运系统 进出养护线搬运系统主要由两台搬运小车，搬运小车不仅仅提供模具搬运，
还提供模具移动的主动力系统。搬运小车由以下组件组成：机架组件、行走驱动
组件、液压站组件、各种油缸组件、各种传感器组件及编码器等。机架组件采用
重钢结构设计，保证机架的刚度及稳定性。行走驱动组件参数：变频电机功率： 4KW，速度：1440r/min；减速机的传动比：132，车轮直径：280mm，小车运行 速度：6-12 米/分钟，小车来回行走时间：约 3 分钟。
始的一个时间。具体 5-6 分钟时间分配：强震时间：3 分钟，弱震时间：1 分钟， 主动力油缸推进时间：1.5 分钟；模具横向搬运小车一个循环时间：主动动力推进 油缸来回时间：3 分钟，横向搬运小车来回运行时间：2.5 分钟。
人员配置情况分析： 第 1、3 个工位为拆模区及清模区，配备人员 4 人/班，配备工具：手动扳手 或气动扳手、非标撬棍、钢丝刷、抹布、水泥刮刀、脱模剂等，操作时间：4 分钟； 第 2 个工位为起吊区，配备人员 1 人/班，平时该人员参与清理模具。配备 工具：真空吸盘等； 第 4、5 工位为放置钢筋笼区及合模检查区，配备人员 2 人/班，配备工具： 电焊机等 ，操作时间为：4 分钟。 第 6 工位为浇捣震动区，配备人员 2 人/班，配备工具：手动震动棒（辅助 赶料），扳手等； 第 7 工位以后的工位为收水抹面区，配备人员 4 人/班，其中 2 人负责震动 完毕后整体盖板的卫生清理工作及初次收水抹面，另外 2 人负责后段收水抹面工 作及拔去模具芯棒工作。 流水线操作工，1 人/班，负责喂料、震动、监视和操作流水线动作及处理日 常故障。 出模后成品气孔修饰辅助人员：2 人/班 起重工（双梁双小车起重机）配备人员：2 人/班
使用通用盖板必须注意的以下问题：1）混凝土塌落度必须控制在 6-10cm 之 间，塌落度过小，造成喂料、收水（施工）难度加大。2）模具进入到震动房后， 操作工人应及时把整体盖板放好，夹紧；螺栓不得有松动。
塌落度的大小直接与混凝土的强度等级相关，塌落度越大，强度等级越小， 若要保证强度等级，在相同塌落度的条件下，水泥的用量就要增加，成本就要增 加。为了保证混凝土强度等级、施工的方便性及客户的生产成本，我公司建议： 客户混凝土的塌落度控制在 6-8cm，在整体震动台震动的过程中，利用人工辅助 振动棒“赶料”，有利于提高喂料速度及管片的成型质量，减少管片废品产生。
亮点八、回原点功能，故障一键还原功能 流水线充分借鉴机床行业的“回原点”功能，从而解决故障实现“一键恢复” 功能，大大提高该流水线故障自我诊断功能和自我调整功能。 亮点九、主动力油缸的行程采用超长位移传感器进行检测控制 流水线的进出窑的两条主动力油缸的行程控制采用长行程位移传感器控制， 使得该油缸定长控制，解决了由于模具累计误差造成的模具小车有效行程的不足 或过长造成的故障。
四、GTL-72/6 流水线配置情况
GTL-72/6 流水线系统主要以下组成：软件控制系统、进出养护房搬运系统、 整体震动台、喂料系统、养护房自动门系统、养护房温控系统、液压动力系统、 实时视频监控系统。
1） 软件控制系统 软件控制系统包括 2 套触摸屏（12.1〞）人机界面软件和 PLC 控制程序。其 中一套人机界面提供整个流水线工作流程及故障信息监控和流水线一些重要的工 作参数设定，另一套触摸屏（12.1〞）提供养护窑温度控制，并且两套触摸屏之间 可以相互备用互换。PLC 控制程序是该流水线的控制中枢，流水线的所有机构的 动作由它发出控制指令，各机构协调运行。该流水线性，我公司的流水线采用总线控制系统。从而 克服线路信号衰减的弱点，从而保证系统的稳定性。 另外，一套流水线的控制程序兼容 3+1 生产模式、5+1 生产模式，两三种模 式之间转换极其方便，只需通过一个功能键就可以实现，用户在扩展生产能力提 供极大的便利，也节省投资费用。具体切换画面如下：
作为新用户，故障处理起来比较困难。在设计过程中，充分考虑到客户的需求， 开发一套远程故障诊断系统及远程图像监控系统。远程故障诊断系统只要客户给 我公司售后服务人员提供故障信息，我公司售后人员根据故障内容，通过远程故 障诊断系统，查出故障原因，便于及时快速处理故障。
亮点五：模具自动编码及自动识别，小车定位系统采用编码器进行准确定位。 流水线在管片生产过程中，对模具自动进行编码，控制电脑给每台模具台车
2）5+1 方案全自动流水线产能及人员配置分析：
管片生产过程中，最关键的是管片的初凝时间控制和脱模强度的实现，为了 便于管片的成型质量及生产效率的控制。我公司在给贵公司设计流水线时充分考 虑上述需求，采用 5+1 方案。（其中静停工位为：21 个，升温工位：15 个，恒温
工位：20 个，降温工位：10 个） 具体布置图见附图。 该流水线的每个工作节拍：5-6 分钟，即模具进震动房开始计时到出震动房开