一种高密实混凝土道面板振动振捣加工设备及加工方法

技术领域

本发明涉及混凝土加工设备技术领域，具体涉及一种高密实混凝土道面板振动振捣加工设备及加工方法。

背景技术

机场装配式混凝土道面体系中，预制板块的精度和强度需重点控制。板块的精度可采取高精度定型钢模板进行控制，而如何提高板块的强度和耐久性需要进一步解决。在工厂预制环节，混凝土浆料进入模具后，需要通过振动台或振捣棒去除浆料内的气泡，保证浆料的密实度。然而，现有的振动台不适用于流水线作业，同时，使用振动台时也难以配合使用振捣棒进行振捣，通过人工的方式振捣劳动强度大，效果差，另外，现有的设备缺乏对浆料振捣或振动质量的监控设施，为了获得更高密实度的道面板，有必要针对现有技术进行改进。

发明内容

本发明提供了一种高密实混凝土道面板振动振捣加工设备及加工方法，目的是进一步提高道面板的密实度。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种高密实混凝土道面板振动振捣加工设备，包括；控制器、振动台、振捣机构、流水线轨道、预振动式浆料模具行车，所述的预振动式浆料模具行车沿流水线轨道移动，在流水线轨道的内侧设有振动台，所述的振动台的上方设有振捣机构，所述的预振动式浆料模具行车设有道面板模具槽，在模具槽的两侧设有预振动单元，通过预振动单元使预振动式浆料模具行车沿流水线轨道移动的过程中对模具槽内的浆料进行高频预振动，所述的振捣机构设有与模具槽上端口密封扣接的盖合结构，并配置有若干振捣棒，所述的振捣棒配置有负压导流单元，所述的振动台与预振动式浆料模具行车通过定位单元相互定位，所述的振捣机构还设有用以观测浆料振动和/或振捣质量的监控单元，所述的控制器与电源电连接，并分别通过导线与预振动式浆料模具行车的行走机构、振动台、振捣棒、负压导流单元、定位单元、预振动单元、监控单元电连接。

优选的，所述的流水线轨道包括轨道本体以及设于轨道本体下方的轨道支撑台，所述的流水线轨道用以连接道面板预制流水线的上下游工序。

优选的，所述的预振动式浆料模具行车包括底板，所述的底板两端分别设有行走机构，所述的行走机构与轨道本体连接，所述的底板的中部开设有贯通槽，所述的贯通槽内沿纵向滑动连接有模具槽，所述的模具槽的顶部两侧分别固定连接有第一连接板，所述的预振动单元包括设于第一连接板下表面与底板上表面之间的若干第一振动弹簧，所述的第一振动弹簧的中轴处设有贯穿底板的第一导向杆，所述的第一导向杆的顶端与第一连接板下表面固定连接，第一导向杆底端设有限位块，所述的第一连接板顶端与第一导向杆相对处设有第一振动电机，所述的控制器与第一振动电机电连接，当预振动式浆料模具行车脱离上一工位向振动台一侧移动的过程中，控制器启动第一振动电机，对模具槽内的浆料进行预振动。

优选的，所述的振动台包括振动板，所述的振动板的左右端分别固定连接有第二连接板，所述的第二连接板沿纵向朝上设置，所述的定位单元包括第一气缸及对射型光电传感器，所述的第一气缸嵌设于第二连接板内，第一气缸的伸缩端沿垂直于模具槽侧壁的方向延伸，在第一气缸的伸缩端还固定连接有挤压块，所述的模具槽的侧壁下部设有导向板，所述的导向板的上表面为向内侧上方倾斜的斜面，所述的挤压块与斜面相配合，在挤压固定模具槽的同时使模具槽的底端与振动板上表面相抵，所述的振动板上表面的边缘还成矩形分布有4个对射型光电传感器的发射端，与发射端对应的，所述的底板下表面设有对射型光电传感器的接收端，所述的预振动式浆料模具行车与振动台通过对射型光电传感器定位时，预振动式浆料模具行车同时与振捣机构定位，所述的振动板下表面设有第二振动电机，所述的振动板下表面左右端分别通过第二振动弹簧连接有振动台固定座。

优选的，所述的振动台所在位置的流水线轨道两侧分别设有支撑板，2个支撑板的顶端固定连接有第三连接板，所述的第三连接板通过驱动机构与振捣机构连接。

优选的，所述的振捣机构包括沿水平设于第三连接板下侧的固定板，第三连接板的上方设有第一施力板，所述的驱动机构包括第二气缸，所述的第二气缸沿纵向设于第三连接板顶端的中部，第二气缸的固定端与第三连接板上表面固定连接，伸缩端与第一施力板下表面固定连接，所述的第一施力板下表面四角通过贯穿第三连接板并与第三连接板滑动连接的第二导向杆连接有第二施力板，所述的第二施力板的底端中部设有第三气缸，所述的第三气缸的固定端与第二施力板下表面固定连接，伸缩端与固定板上表面固定连接，所述的盖合机构包括密封固定连接于第二施力板底端的围板，所述的围板的横截面形状及尺寸与模具槽的横截面匹配，所述的围板底端设有密封槽，当围板在第二施力板的带动下向下移动时，密封槽与模具槽顶端密封盖合；所述的固定板的外缘通过弹性橡胶圈与围板内表面密封滑动连接，所述的固定板下表面成矩阵排列有若干振捣棒，第一气缸、第二气缸、第三气缸、发射端、接收端、振捣棒分别通过导线与控制器电连接。

优选的，所述的负压导流单元包括环绕振捣棒开设于固定板上的若干通气孔、负压泵、设于振捣棒棒体表面的导流组件，所述的负压泵固定安装于第二施力板上表面，负压泵的输入端通过软连接管与围板侧壁上预设的出气管连接，所述的振捣棒的棒体包括位于上部的第一导流段及位于下部的第二导流段，所述的第二导流段用以插入浆料内进行导流，第一导流段用以针对溢出浆料的气体进行导流，所述的第一导流段包括绕棒体轴线沿纵向设置于第一导流段外表面的若干导流槽，所述的第二导流段包括沿纵向排布于棒体外表面的多列凸起结构，所述的凸起结构为球面型或椭球型，在球面型或椭球型结构的下部剖切成水平面结构，相邻列的凸起结构交错排布，当振捣棒向下快速插入浆料时，水平面结构挤压浆料内的气泡，使气泡沿着球面或椭球面向上移动，并沿着凸起结构的间隙向上溢出，当振捣棒向上缓慢拉起时，水平面结构通过提拉在浆料内形成负压，吸引周围浆料内的气体涌入第二导流段周围的空间，如此反复提拉振捣棒，在振捣的同时对浆料内的气体进行吸引、导流，沿第二导流段输出的气体在若干通气孔处的负压吸引下，沿着导流槽向上移动，穿过通气孔进入负压泵并排出。

优选的，所述的固定板通过贯穿第二施力板的第三导向杆与第二施力板滑动连接，第二施力板上端还固定连接有密封导向筒，所述的第三导向杆与密封导向筒滑动连接。

优选的，所述的监控单元包括间隔设于相邻行的振捣棒之间的视觉传感器，所述的视觉传感器通过导线与控制器信号连接，当控制器根据预设程序判定振动和/或振捣达到预设标准时，第一气缸解除对模具槽的固定，预振动式浆料模具行车携带振动和/或振捣好的浆料沿流水线轨道向下一工位移动。

一种高密实混凝土道面板振动振捣加工设备的加工方法，采用一种高密实混凝土道面板振动振捣加工设备，包括如下步骤：

步骤S1：当预振动式浆料模具行车脱离上一工位向振动台一侧移动的过程中，控制器启动第一振动电机，对模具槽内的浆料进行预振动；

步骤S2：当预振动式浆料模具行车移动至振动台上方并触发对射型光电传感器时，第一气缸动作将模具槽固定；

步骤S3：第二气缸动作，围板与模具槽盖合构成密封结构，振捣棒部分插入到模具槽内的浆料内；

步骤S4：控制器启动第三气缸将振捣棒插入浆料内设定的深度，并开启预振动质量检测，预振动质量检测时，启动振捣棒进行振捣，当振捣一定时间内，浆料表面的浮浆或气泡没有在一定程度上减少时，则代表预振动已经将浆料振动密实，则松开第一气缸，使预振动式浆料模具行车移动向下一工位；

步骤S5：当预振动质量检测未达标时，启动振动台和负压泵，在通过振捣棒振捣的同时结合振动台的高频振动；

步骤S6：当视觉传感器检测的浆料表面的浮浆或气泡减少到设定程度时，代表着浆料加工完成，控制器松开第一气缸，使预振动式浆料模具行车移动向下一工位，并承接下一辆预振动式浆料模具行车的浆料加工。

本发明一种高密实混凝土道面板振动振捣加工设备及加工方法的有益效果为：

本发明能够充分适配于流水线作业并可实现浆料自动化加工，同时，本发明的振动台可以与振捣机构协同工作，通过设置负压导流单元实现了定向精确导流，提高了浆料加工的效率和质量，同时，本发明还设有用以监控浆料振捣或振动质量的监控单元，在保证浆料加工质量的同时，避免人人工判断带来的主观影响，从而能够获得工厂预制的更高密实度的装配式道面板。

附图说明：

为了清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1、本发明一种高密实装配式混凝土道面振动振捣加工设备盖合前的结构图。

图2、本发明一种高密实装配式混凝土道面振动振捣加工设备盖合后的结构图；

图3、本发明一种高密实装配式混凝土道面振动振捣加工设备的俯视结构图；

图4、本发明振捣机构局部仰视结构图；

图5、本发明预振动式浆料模具行车的俯视结构图；

图6、本发明振动台的振动板的俯视结构示意图；

图7、本发明振捣棒的局部结构示意图；

图8、本发明A处的局部结构示意图；

0001、浆料；0002、轨道支撑台；0003、轨道本体；

001、支撑板；002、第三连接板；003、第二施力板；004、第二导向杆；005、第一施力板；006、第二气缸；007、让位孔；008、密封导向筒；009、第三导向杆；

01、振动台固定座；02、第二振动弹簧；03、振动板；03-1、第二连接板；03-2、第一气缸；03-3、挤压块；03-4、发射端；04、第二振动电机；

1、底板；2、行走机构；3、模具槽；4、第一连接板；5、第一振动弹簧；6、第一振动电机；7、第一导向杆；8、导向板；

10、振捣棒；10-1、第二导流段；10-2、第一导流段；10-3、凸起结构；10-3-1、球面型或椭球型结构；10-3-2、水平面结构；10-4、导流槽；20、固定板；20-1、通气孔；30、弹性橡胶圈；40、围板；40-1、出气管；50、密封槽；60、负压泵；70、软连接管；80、第三气缸；90、视觉传感器。

具体实施方式：

以下所述，是以阶梯递进的方式对本发明的实施方式详细说明，该说明仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“顶”“底”“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，仅是为了描述本发明和简化描述，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、以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

一种高密实混凝土道面板振动振捣加工设备，如图1、2所示，包括；控制器(图中未画出)、振动台、振捣机构、流水线轨道、预振动式浆料模具行车，所述的预振动式浆料模具行车沿流水线轨道移动，在流水线轨道的内侧设有振动台，所述的振动台的上方设有振捣机构，所述的预振动式浆料模具行车设有道面板模具槽3，在模具槽3的两侧设有预振动单元，通过预振动单元使预振动式浆料模具行车沿流水线轨道移动的过程中对模具槽内的浆料进行高频预振动，当流水线过长或者需要排队等候时，预振动单元可充分利用时间对浆料进行提前振动，进而可以有效提高浆料加工的效率；

所述的振捣机构设有与模具槽上端口密封扣接的盖合结构，并配置有若干振捣棒，所述的振捣棒配置有负压导流单元，盖合机构是与负压导流单元配合使用的，避免负压导流过程中外界空气进入；所述的振动台与预振动式浆料模具行车通过定位单元相互定位，只有精确定位才可以使振动台及振捣棒发挥最好的效果；

所述的振捣机构还设有用以观测浆料振动和/或振捣质量的监控单元，所述的控制器与电源电连接，并分别通过导线与预振动式浆料模具行车的行走机构、振动台、振捣棒、负压导流单元、定位单元、预振动单元、监控单元电连接。监控单元用以精确控制浆料的加工质量，避免人工观测带来的主观误差，通过以上设置，本发明可实现混凝土浆料的自动化加工，即实现了流水线作业功能。

实施例2

基于实施例1，本实施例进一步公开了：

如图1、2、3所示，所述的流水线轨道包括轨道本体0003以及设于轨道本体0003下方的轨道支撑台0002，所述的流水线轨道用以连接道面板预制流水线的上下游工序。

如图1、2、3、5所示，所述的预振动式浆料模具行车包括底板1，所述的底板1两端分别设有行走机构2，所述的行走机构2与轨道本体0003连接，所述的底板1的中部开设有贯通槽(图中未标记)，所述的贯通槽内沿纵向滑动连接有模具槽3，所述的模具槽3的顶部两侧分别固定连接有第一连接板4，所述的预振动单元包括设于第一连接板下表面与底板上表面之间的若干第一振动弹簧，所述的第一振动弹簧5的中轴处设有贯穿底板1的第一导向杆7，所述的第一导向杆7的顶端与第一连接板4下表面固定连接，第一导向杆7底端设有限位块(图中未标记，起到防脱作用)，所述的第一连接板4顶端与第一导向杆7相对处设有第一振动电机6，所述的控制器与第一振动电机6电连接，当预振动式浆料模具行车脱离上一工位向振动台一侧移动的过程中，控制器启动第一振动电机6，对模具槽内的浆料进行预振动。

由于浆料振动加工的时间相对较短，故本发明设置了可预振动的预振动式浆料模具行车，预振动式浆料模具行车本身构成了一个移动中进行振动的机构，对于大规模道面板加工来说，可显著提高加工效率；而到振动台一侧时，如果预振动未达标，仅需要较短时间通过振动台及振捣棒加工即可。

实施例3

基于实施例2，本实施例进一步公开了：

如图1、2、6、8所示，所述的振动台包括振动板03，所述的振动板03的左右端分别固定连接有第二连接板03-1，所述的第二连接板03-1沿纵向朝上设置，所述的定位单元包括第一气缸03-2及对射型光电传感器，所述的第一气缸03-2嵌设于第二连接板03-1内，第一气缸的伸缩端沿垂直于模具槽3侧壁的方向延伸，在第一气缸的伸缩端还固定连接有挤压块03-3，所述的模具槽3的侧壁下部设有导向板8，所述的导向板8的上表面为向内侧上方倾斜的斜面，所述的挤压块与斜面相配合，在挤压固定模具槽3的同时使模具槽3的底端与振动板03上表面相抵，所述的振动板上表面的边缘还成矩形分布有4个对射型光电传感器的发射端03-4，与发射端对应的，所述的底板1下表面设有对射型光电传感器的接收端(图中未画出)，所述的预振动式浆料模具行车与振动台通过对射型光电传感器定位时，预振动式浆料模具行车同时与振捣机构定位，所述的振动板03下表面设有第二振动电机04，所述的振动板03下表面左右端分别通过第二振动弹簧02连接有振动台固定座01。

本实施例中，通过定位机构不但能保证振动台与模具槽底端紧密结合，保证振动效果，同时，可使振捣棒分布于模具槽内径浆料的最佳位置，保证振捣效果。

实施例4

基于实施例3，本实施例进一步公开了：

如图1、2、3所示，所述的振动台所在位置的流水线轨道两侧分别设有支撑板001，2个支撑板001的顶端固定连接有第三连接板002，所述的第三连接板002通过驱动机构与振捣机构连接。

如图1、2、3、4、7所示，所述的振捣机构包括沿水平设于第三连接板002下侧的固定板20，第三连接板002的上方设有第一施力板005，所述的驱动机构包括第二气缸006，所述的第二气缸沿纵向设于第三连接板002顶端的中部，第二气缸的固定端与第三连接板002上表面固定连接，伸缩端与第一施力板005下表面固定连接，所述的第一施力板005下表面四角通过贯穿第三连接板002并与第三连接板滑动连接的第二导向杆004连接有第二施力板003，所述的第二施力板003的底端中部设有第三气缸80，所述的第三气缸80的固定端与第二施力板003下表面固定连接，伸缩端与固定板20上表面固定连接，所述的盖合机构包括密封固定连接于第二施力板003底端的围板40，所述的围板40的横截面形状及尺寸与模具槽3的横截面匹配，所述的围板40底端设有密封槽50，当围板40在第二施力板003的带动下向下移动时，密封槽50与模具槽3顶端密封盖合；所述的固定板20的外缘通过弹性橡胶圈30与围板40内表面密封滑动连接，所述的固定板20下表面成矩阵排列有若干振捣棒10，第一气缸、第二气缸、第三气缸、发射端、接收端、振捣棒分别通过导线与控制器电连接。

可以理解的是，振捣棒上下移动的过程中，弹性橡胶圈始终位于出气管以下的围板内表面移动。

实施例5

基于实施例4，本实施例进一步公开了：

如图1、2、4、7所示，所述的负压导流单元包括环绕振捣棒10开设于固定板20上的若干通气孔20-1、负压泵60、设于振捣棒10棒体表面的导流组件，所述的负压泵60固定安装于第二施力板003上表面，负压泵60的输入端通过软连接管70与围板40侧壁上预设的出气管40-1连接，所述的振捣棒10的棒体包括位于上部的第一导流段10-2及位于下部的第二导流段10-1，所述的第二导流段10-1用以插入浆料0001内进行导流，第一导流段10-2用以针对溢出浆料0001的气体进行导流，所述的第一导流段包括绕棒体轴线沿纵向设置于第一导流段10-2外表面的若干导流槽10-4，所述的第二导流段10-1包括沿纵向排布于棒体外表面的多列凸起结构10-3，所述的凸起结构10-3为球面型或椭球型，在球面型或椭球型结构10-3-1的下部剖切成水平面结构10-3-2，相邻列的凸起结构10-3交错排布，当振捣棒向下快速插入浆料0001时，水平面结构10-3-2挤压浆料内的气泡，使气泡沿着球面或椭球面向上移动(快速下插振捣棒时，棒体与浆料之间会有瞬间的空隙供气泡涌出)，并沿着凸起结构10-3的间隙向上溢出，当振捣棒10向上缓慢拉起时，水平面结构10-3-2通过提拉在浆料内形成负压(由于向下插时，水平面结构是紧密挤压浆料的，故提拉的时候会形成负压)，吸引周围浆料内的气体涌入第二导流段10-1周围的空间，如此反复提拉振捣棒，在振捣的同时对浆料内的气体进行吸引、导流，沿第二导流段输出的气体在若干通气孔20-1处的负压吸引下，沿着导流槽10-4向上移动，穿过通气孔20-1进入负压泵60并排出。

所述的固定板20通过贯穿第二施力板003的第三导向杆009与第二施力板滑动连接，第二施力板003上端还固定连接有密封导向筒008，所述的第三导向杆009与密封导向筒008滑动连接。即密封导向筒底端与第二施力板设有滑孔的上端口密封固定，且密封导向筒顶端是封闭的，从而在实现导向功能的同时避免了破坏模具槽的密封效果。为了进一步提高使用的便利性，在第三连接板002上还设有用以穿过密封导向筒的让位孔007。

本实施例中，振捣棒优选电动振捣棒，其具体结构不做赘述，本发明的振捣棒棒体外设有导流组件，同时配合通气孔及负压泵构成完整的负压导流单元。相比起单纯在模具槽内提供负压，本发明对气流的走向进行了精确地控制，从而能够使每个振捣棒周围的浆料内气体能够均匀导出，进而也能够使浆料的振捣效果更加均匀，保证了浆料加工的均衡性，有利于提高道面板的结构强度。

实施例6

基于实施例5，本实施例进一步公开了：

如图1、2、4所示，所述的监控单元包括间隔设于相邻行的振捣棒10之间的视觉传感器90，所述的视觉传感器90通过导线与控制器信号连接，当控制器根据预设程序判定振动和/或振捣达到预设标准时(比如气泡或浮浆少到一定量)，第一气缸03-2解除对模具槽3的固定，预振动式浆料模具行车携带振动和/或振捣好的浆料0001沿流水线轨道向下一工位移动。

实施例7

基于实施例6，本实施例公开了：

一种高密实混凝土道面板振动振捣加工设备的加工方法，如图1-8所示，采用一种高密实混凝土道面板振动振捣加工设备，包括如下步骤：

步骤S1：当预振动式浆料模具行车脱离上一工位向振动台一侧移动的过程中，控制器启动第一振动电机，对模具槽内的浆料进行预振动；

步骤S2：当预振动式浆料模具行车移动至振动台上方并触发对射型光电传感器时，第一气缸动作将模具槽固定；

步骤S3：第二气缸动作，围板与模具槽盖合构成密封结构，振捣棒部分插入到模具槽内的浆料内；

步骤S4：控制器启动第三气缸将振捣棒插入浆料内设定的深度，并开启预振动质量检测，预振动质量检测时，启动振捣棒进行振捣，当振捣一定时间内，浆料表面的浮浆或气泡没有在一定程度上减少时，则代表预振动已经将浆料振动密实，则松开第一气缸，使预振动式浆料模具行车移动向下一工位；

步骤S5：当预振动质量检测未达标时，启动振动台和负压泵，在通过振捣棒振捣的同时结合振动台的高频振动；

步骤S6：当视觉传感器检测的浆料表面的浮浆或气泡减少到设定程度时，代表着浆料加工完成，控制器松开第一气缸，使预振动式浆料模具行车移动向下一工位，并承接下一辆预振动式浆料模具行车的浆料加工。

通过以上设置，本发明实现了道面板预制流水线中的浆料加工自动化处理，整个装置可融入到流水线内，可极大提高生产效率和浆料加工质量。