预应力管桩高精度跳模检测及点刹控制方法与流程

本发明具涉及预应力管桩离心加工，特别涉及一种预应力管桩高精度跳模检测及点刹控制方法。

背景技术：

1、预应力管桩呈圆筒状，其生产方法是通过将装有混凝土的离心式管桩模具在离心机上高速旋转，使管桩模具中混凝土做高速离心运动，最后制作成中央带圆孔的混凝土管桩。

2、当预应力管桩在离心加工过程中，管桩模具在长时间使用后会出现人眼无法辨别的变形和磨损，使得模具在高速离心过程中产生跳动，使模具严重变形、断裂，飞出后砸落，砸坏离心机或者造成人员伤亡。

3、授权公告号为cn209851256u的中国专利公开了一种预应力管桩模具离心跳模预警装置，包括设置在两组离心机之间的距离传感器、控制器和警报器，所述距离传感器与控制器连接，控制器与离心机的电机和警报器连接；管桩模具架在两组离心机上，随着离心机的转轮转动；所述距离传感器位于管桩模具下方，用于测量距离传感器与管桩模具之间的距离。可以实时测量模具在离心的过程中径向跳动的位移并且在超出安全数值范围时控制离心机降低转速直至停机，便于操作人员及时检查和维修模具。

4、上述专利方案中，虽然相比通过认为判断管桩模具是否发生跳模的方式，提高了判断准确度和效率，但是管桩离心机的长度很长，若需要保证判断准确度，需要在两组离心机托辊之间及管模的下方沿轴向设置多组距离传感器，距离传感器的数量越多，检测精度越高，但是随着距离传感器数量的增加，设备的制造成本也随之增加。

5、另一方面，上述专利方案中，当距离传感器感应到管模发生跳模时，会自动控制离心机停止，但是上述专利中并没有公开如何控制离心机停止以及制动的控制过程，而制动的过程控制是影响管模制动至停止转动过程的稳定性以及影响制动装置使用寿命的关键因素。

6、发明人针对现有技术中存在的问题，亟需研发一种预应力管桩离心过程跳模检测及点刹停机控制方法，能够采用低成本的结构实现管模在离心过程中是否出现跳模进行高效且高精度地检测，以及通过制动控制方法的改进，使管模在跳模后能够自动高效且稳定地停止转动。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术中存在的问题，亟需研发一种预应力管桩离心过程跳模检测及点刹停机控制方法，能够采用低成本的结构实现管模在离心过程中是否出现跳模进行高效且高精度地检测，以及通过制动控制方法的改进，使管模在跳模后能够自动高效且稳定地停止转动。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种预应力管桩离心过程跳模检测及点刹停机控制方法，包括管桩离心机，所述管桩离心机包括：

4、基座；

5、相互平行的两组轴线相互平行的离心托辊组件，所述离心托辊组件可转动地连接于基座，两组所述离心托辊组件用于承载管桩模具的圆周面并带动管桩模具转动；

6、驱动装置，所述驱动装置与其中一组离心托辊组件传动连接，所述驱动装置用于驱动其中一组离心托辊组件转动；

7、制动装置，所述制动装置连接于其中一组离心托辊组件，所述制动装置用于使其所连接的一组离心托辊组件制动；

8、还包括检测装置，所述检测装置包括：

9、支架，所述支架连接于基座；

10、升降机构，所述升降机构连接于所述支架；

11、活动座，所述活动座连接于所述升降机构，所述升降机构用于带动活动座沿竖直方向移动；

12、激光传感器，所述激光传感器连接于所述活动座，所述激光传感器的激光方向为水平方向，所述激光传感器的发射方向与承载于离心托辊组件的管桩模具的轴线位于同一竖直平面；

13、plc，所述plc分别与驱动装置、制动装置、升降机构和激光传感器电连接；

14、所述管桩模具朝向支架的一端连接有端板，所述端板的外部开设有凹槽；

15、所述预应力管桩离心过程跳模检测及点刹停机控制方法包括以下步骤：

16、plc控制升降机构带动活动座沿竖直方向移动至第一位置，使激光传感器的光线路径位于管桩模具的圆周面上端之上一小段距离，此时激光传感器的光线路径不被遮挡；

17、plc控制驱动装置驱动离心托辊转动，带动管桩模具转动；

18、若管桩模具转动过程中，激光传感器的光线路径被遮挡，则plc控制驱动装置停止，并控制升降机构带动活动座沿竖直方向移动至第二位置，使激光传感器的光线路径位于端板的凹槽转动路径上；

19、激光传感器每次投射于凹槽所在位置时，发送信号至plc，plc根据接收相邻两次该信号的时间间隔判断管桩模具的当前转速，若时间间隔高于预设的第一阈值，则控制制动机构对其中一组离心托辊组件进行点刹制动，直至管桩模具完全停止转动。

20、进一步，上述预应力管桩离心过程跳模检测及点刹停机控制方法中，若相邻两次接收信号的时间间隔高于预设的第二阈值，所述第二阈值高于第一阈值，则控制制动机构对其中一组离心托辊组件进行持续制动，直至管桩模具完全停止转动。

21、进一步，上述预应力管桩离心过程跳模检测及点刹停机控制方法中，所述点刹制动的持续时间逐次增加。

22、进一步，上述预应力管桩离心过程跳模检测及点刹停机控制方法中，所述凹槽为贯穿于端板的通槽。

23、进一步，上述预应力管桩离心过程跳模检测及点刹停机控制方法中，所述凹槽为u形槽，所述u形槽的开口朝向端板的圆周面。

24、进一步，上述预应力管桩离心过程跳模检测及点刹停机控制方法中，所述u形槽的底部的轴线与所述管桩模具的轴线重合。

25、进一步，上述预应力管桩离心过程跳模检测及点刹停机控制方法中，所述端板通过螺栓同轴穿过所述u形槽的底部以固定于管桩模具的一端。

26、进一步，上述预应力管桩离心过程跳模检测及点刹停机控制方法中，所述升降机构包括竖直方向设置于支架的丝杆导轨模组。

27、进一步，上述预应力管桩离心过程跳模检测及点刹停机控制方法中，所述支架上对于第一位置处设有第一接近开关，所述机架上对于第二位置处设有第二接近开关。

28、进一步，上述预应力管桩离心过程跳模检测及点刹停机控制方法中，所述第一接近开关的下方的第三位置还设有第三接近开关，所述第三接近开关位于管桩模具圆周面上沿的高度；

29、所述步骤中，plc控制升降机构带动活动座沿竖直向上移动至第三位置，出发第三接近开关后，控制升降机构减速后继续带动活动座竖直向上移动至第一位置，出发第一接近开关后，升降机构停止；

30、若管桩模具转动过程中，激光传感器的光线路径被遮挡，则plc控制驱动装置停止，并控制升降机构带动活动座沿竖直方向移动至第二位置，出发第二接近开关后，升降机构停止。

31、本发明的有益效果在于：通过在管桩离心机的两组离心托辊组件的轴向一侧设置特定结构的检测装置，检测装置的结构设计为由升降机构带动活动座上下移动的结构，通过在活动座上连接投射方向为水平方向的激光传感器，使活动座的上下移动同步带动激光传感器上下移动，而激光传感器的投射路径始终与两组离心托辊组件所支撑的管桩模具的轴线位于同一竖直平面，即激光传感器的投射路径始终与管桩模具的轴线平行，因此，利用升降机构可带动激光传感器的投射路径位于管桩模具的圆周面上端之上一小段距离，当管桩模具发生变形而导致在离心过程中发生跳模，使跳起的管桩模具遮挡了激光传感器的投射路径，则触发驱动装置停机。

32、当触发驱动装置停机后，并没有马上控制制动装置对离心托辊组件进行制动，而是利用升降机构带动活动座沿竖直方向移动至第二位置，使激光传感器的光线路径位于端板的凹槽转动路径上，由于管桩模具每转动一圈，激光传感器就会照射一次凹槽，通过计算相邻的两次激光传感器照射凹槽的时间间隔，以此信号就可计算出管桩模具的当前转速，若管桩模具的当前转速低于预设的阈值时，再控制启动制动装置，这样可以提高制动装置的使用寿命，而在启动制动装置时，采用点刹制动的方式，而非持续制动的方式，进一步减少制动装置的磨损，离心托辊组件高效、平稳制动。

33、综上，以上方案相比现有技术，不需要在管桩离心模具的正下方设置大量的距离传感器，只需要设置一个带有升降机构、活动座以及激光传感器的检测装置，通过升降机构带动激光传感器竖直方向移动，就能够实现采用低成本的结构实现管模在离心过程中是否出现跳模进行高效且高精度地检测，以及通过制动控制方法的改进，使管模在跳模后能够自动高效且稳定地停止转动。