智能张拉控制方法及智能张拉机器人技术

一种智能张拉控制方法及智能张拉机器人，通过XYZA四轴定位控制系统，在千斤顶固定激光测距仪对限位板进行测距，将激光测距仪光点自动上偏移、下偏移，记录上点、下点激光测距位移，四轴定位系统自动计算千斤顶横截面相对于限位板横截面的角度，自动计算千斤顶横截面相对于限位板横截面的角度，自动调整千斤顶横截面和限位板的角度使之平行，利用限位板边缘三点坐标确定限位板的半径R，确定限位板圆心后，算出前移距离，自动前移，将千斤顶移动至欲张拉孔位置，完成一个梁孔的安装后，自动再进行下一孔的安装。其优点是可针对不同梁的工况，实现自动找正、自动穿钢绞线、自动张拉、一次性完成整个梁的张拉工作，节省人工操作时间，效率高。率高。率高。

【技术实现步骤摘要】
智能张拉控制方法及智能张拉机器人


[0001]本专利技术涉及预应力施工的张拉
，具体地说，涉及一种智能张拉控制方法及智能张拉机器人。

技术介绍

[0002]在预应力施工中，需在千斤顶组件、梁之间穿钢绞线、张拉，通过的施工方法为用人工将千斤顶组件安装到梁前端，穿铰绞线后进行张拉，这些施工，需大量的人工操作，而且不断的对设备进行拆装，费时费力，效率低。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种可针对不同梁的工况，实现自动找正、自动穿钢绞线、自动张拉、一次性完成整个梁的张拉工作的智能张拉控制方法及智能张拉机器人。
[0004]本专利技术公开的技术方案是:一种智能张拉控制方法，包括步骤：（1）四轴定位机构设置步骤：并排建立两个X、Y、Z移动机构，在每个X、Y、Z移动机构输出端分别设置转动机构A，建立起XYZA四轴定位控制系统，将千斤顶连接于四轴定位控制系统，在千斤顶固定激光测距仪；（2）定位行走小车与张拉梁孔之间水平距离的步骤：将XYZA四轴定位系统移动到梁的一侧，激光测距仪测量出和张拉梁两端之间的相对距离L1和L2，且保证
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L1
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L2
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≤5mm；（3）四轴定位系统定位张拉梁孔步骤：手动调整激光测距仪光点至张拉梁AA孔限位板激光点初始位置点和测角度第二位置点B，操作四轴定位控制系统触摸屏读取四轴定位控制系统X轴、Y轴、Z轴、A轴当前绝对位置数据并且存储，将X和Y轴坐标设置为（0，0），再输入各孔图纸尺寸，计算获得剩余各孔坐标；（4）限位板激光点初始位置点和测角度第二位置点B的确定步骤：激光点初始位置点和测角度第二位置点B点设置规则为水平和垂直移动路径不得与限位板的孔发生相交，激光点初始位置点和测角度第二位置点B设置在右下角或者右上角或者左上角或者左下角之任何一点：（5）操作下载欲张拉孔初始坐标位置步骤：通过上一孔或下一孔按钮选择欲张拉孔，XYZA四轴定位系统自动定位初始坐标位置，将所有的张拉孔都定位记录完毕后，将初始坐标参数下载入PLC控制器内；（6）测量限位板角度步骤：控制四轴定位系统，将激光测距仪光点自动上偏移、下偏移，记录上点、下点激光测距位移，四轴定位系统自动计算千斤顶横截面相对于限位板横截面的角度：（7）调整千斤顶的角度步骤：此时激光测距仪光点已离开激光点初始位置点和测角度第二位置点B点位置，通过计算，自动调整激光测距仪光点回到激光点初始位置点和测角度第二位置点B点位置；
（8）测量限位板圆心步骤：通过激光测距仪自动扫描限位板轮廓边缘，自动读取限位板轮廓边缘三个坐标，然后通过测取的三个坐标自动计算出限位板圆心坐标和限位板半径R；四轴定位系统自动判断计算的限位板半径是否和预设的限位板半径一致，如果不一致，则再送到圆心计数器进行计算，计算后再输入进行自动读取限位板轮廓边缘三个坐标的操作，重复上述步骤，直到限位板半径是否和预设的限位板半径一致；（9）根据算出圆心坐标，在y轴坐标值加上激光仪与顶圆心的距离.自动将千斤顶移动至欲张拉孔位置；（10）千斤顶前移动步骤：四轴定位系统自动按之前测定的角度沿钢绞线方面向前移动，根据在激光点初始位置点和测角度第二位置点B激光测距的距离计算出前移距离，自动前移，将千斤顶移动至欲张拉孔位置。
[0005]作为优选方案，所述步骤（3）中，四轴定位控制系统触摸屏读取四轴定位控制系统X轴、Y轴、Z轴、A轴当前绝对位置数据是做为XYZA轴自动控制的初始位置。
[0006]作为优选方案，所述步骤（6）中，四轴定位系统自动计算千斤顶横截面相对于限位板横截面的角度采用的计算方法为：角度A=ATAN（Z轴两点坐标差/Y轴两点测距差）；其调整步骤包括：1）XYZA伺服系统首先将激光光点移动至初始坐标位置；2）XYZA伺服系统通过上偏移记录激光位移，然后下偏移记录激光位移，通过三角函数式计算激光千斤顶和限位板角度偏差；3）XYZA伺服系统通过计算出的角度偏差，自动修正千斤顶和限位板的角度使之保持平行状态；4）XYZA伺服系统通过三角函数式计算出的限位板中心与系统预设的斤顶中心偏移距离进行比较，自动修正千斤顶中心和限位板中心使之保持同心。
[0007]作为优选方案，所述步骤（8）中，限位板轮廓边缘三个坐标设定方法为：从初始位置坐标开始，向右扫描至限位板边缘，自动记录并且存储边缘位置坐标1（X1，Y1）；从初始位置坐标开始，向左扫描至限位板边缘，自动记录并且存储边缘位置坐标2（X2，Y2）；从初始位置坐标开始，向上扫描至限位板边缘，自动记录并且存储边缘位置坐标3（X3，Y3）。
[0008]作为优选方案，所述步骤（8）中，限位板轮廓边缘三个坐标设定方法采用激光位移值跳跃变化法进行测定，即在限位板端面边缘设置突变的台阶，PLC通过MODBUS总线通讯协议实时读取激光位移传感器位移值，当监测到激光位移处于突变的台阶位置时，激光位移值跳跃变化超过预设值时，PLC判断边缘位置坐标设置成功，记录并且保存。
[0009]一种智能张拉机器人，包括X、Y、Z移动机构、转动机构A组成的XYZA四轴定位控制系统、限位板，所述X、Y、Z移动机构、转动机构A安装于行走系统平台上，跟随行走系统移动；千斤顶组件连接于四轴定位控制系统，在千斤顶组件固定激光测距仪，所述激光测距仪用于测量千斤顶组件与桥梁之间的距离数据和限位板的数据，将数据输入XYZA四轴定位控制系统，XYZA四轴定位控制系统用于控制千斤顶组件对准欲张拉孔位置并将千斤顶送入欲张拉孔内。
[0010]作为优选方案，所述转动机构A采用在Y轴导轨与转动升降架销铰接的结构实现转动升降架的转动；所述转动升降架设置有弹簧组件的弹簧力支撑的杆端关节轴承，杆端关节轴承的摆动端连接千斤顶组件；转动升降架固定压头组件，所述压头组件下端与千斤顶
组件后端接触，与千斤顶前端重力相抵消，维持千斤顶组件达到平衡。
[0011]作为优选方案，所述转动机构A包括固定于Y轴组件的顶安装支架、转动支架、转动销、凸轮连杆、电动缸组件；转动支架与顶安装支架铰接，转动支架一端通过弹簧组件连接顶安装支架，转动支架另一端铰接千斤顶组件；所述凸轮连接铰接于转动支架，凸轮连杆中部连接电动缸组件，在电动缸组件的推动下凸轮组件的摆动，推动千斤顶组件转动。
[0012]作为优选方案，所述激光测距仪安装在千斤顶组件外部或者安装在千斤顶组件的活塞上。
[0013]作为优选方案，所述限位板端面边缘设置突变的台阶，激光测距仪测取该台阶位置时，通过激光位移值跳跃变化判断边缘位置。
[0014]本专利技术的有益效果是：可针对不同梁的工况，实现自动找正、自动穿钢绞线、自动张拉、一次性完成整个梁的张拉工作，节省人工操作时间，效率高。
附图说明
[0015]图1
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1至图1
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4是本专利技术的控制原理框图。
[0016]图2是本专利技术智能机器人结构示意图。
[0017]图3是本专利技术转动机构A的第一种实施例结构图。
[0018]图4是图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能张拉控制方法，其特征在于：包括步骤：（1）四轴定位机构设置步骤：并排建立两个X、Y、Z移动机构，在每个X、Y、Z移动机构输出端分别设置转动机构A，建立起XYZA四轴定位控制系统，将千斤顶连接于四轴定位控制系统，在千斤顶固定激光测距仪；（2）定位行走小车与张拉梁孔之间水平距离的步骤：将XYZA四轴定位系统移动到梁的一侧，激光测距仪测量出和张拉梁两端之间的相对距离L1和L2，且保证
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≤5mm；（3）四轴定位系统定位张拉梁孔步骤：手动调整激光测距仪光点至张拉梁AA孔限位板激光点初始位置点和测角度第二位置点B，操作四轴定位控制系统触摸屏读取四轴定位控制系统X轴、Y轴、Z轴、A轴当前绝对位置数据并且存储，将X和Y轴坐标设置为（0，0），再输入各孔图纸尺寸，计算获得剩余各孔坐标；（4）限位板激光点初始位置点和测角度第二位置点B的确定步骤：激光点初始位置点和测角度第二位置点B点设置规则为水平和垂直移动路径不得与限位板的孔发生相交，激光点初始位置点和测角度第二位置点B设置在右下角或者右上角或者左上角或者左下角之任何一点：（5）操作下载欲张拉孔初始坐标位置步骤：通过上一孔或下一孔按钮选择欲张拉孔，XYZA四轴定位系统自动定位初始坐标位置，将所有的张拉孔都定位记录完毕后，将初始坐标参数下载入PLC控制器内；（6）测量限位板角度步骤：控制四轴定位系统，将激光测距仪光点自动上偏移、下偏移，记录上点、下点激光测距位移，四轴定位系统自动计算千斤顶横截面相对于限位板横截面的角度：（7）调整千斤顶的角度步骤：此时激光测距仪光点已离开激光点初始位置点和测角度第二位置点B点位置，通过计算，自动调整激光测距仪光点回到激光点初始位置点和测角度第二位置点B点位置；（8）测量限位板圆心步骤：通过激光测距仪自动扫描限位板轮廓边缘，自动读取限位板轮廓边缘三个坐标，然后通过测取的三个坐标自动计算出限位板圆心坐标和限位板半径R；四轴定位系统自动判断计算的限位板半径是否和预设的限位板半径一致，如果不一致，则再送到圆心计数器进行计算，计算后再输入进行自动读取限位板轮廓边缘三个坐标的操作，重复上述步骤，直到限位板半径是否和预设的限位板半径一致；（9）根据算出圆心坐标，在y轴坐标值加上激光仪与顶圆心的距离.自动将千斤顶移动至欲张拉孔位置；（10）千斤顶前移动步骤：四轴定位系统自动按之前测定的角度沿钢绞线方面向前移动，根据在激光点初始位置点和测角度第二位置点B激光测距的距离计算出前移距离，自动前移，将千斤顶移动至欲张拉孔位置。2.根据权利要求1所述的智能张拉控制方法，其特征在于：所述步骤（3）中，四轴定位控制系统触摸屏读取四轴定位控制系统X轴、Y轴、Z轴、A轴当前绝对位置数据是做为XYZA轴自动控制的初始位置。3.根据权利要求1所述的智能张拉控制方法，其特征在于：所述步骤（6）中，四轴定位系统自动计算千斤顶横截面相对于限位板横截面的角度采用的计算方法为：角度A=ATAN（Z轴两点坐标差/Y轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建强，廖嵘，杨帆，谢运灵，张振麒，
申请(专利权)人：柳州泰姆预应力机械有限公司，
类型：发明
国别省市：