一种多层钢筋网架自动焊接下料生产线及焊接工艺的制作方法

一种多层钢筋网架自动焊接下料生产线及焊接工艺
【技术领域】
1.本发明涉及一种多层钢筋网架自动焊接下料生产线及焊接工艺。


背景技术：

2.钢筋作为一种重要的建材，对提升混凝土的力学性能起到了至关重要的作用，人们对钢筋加工工艺、加工设备、结构形式等方面做了大量探索和尝试。经过建筑业技术水平的不断进步，人力成本的不断攀升，建筑行业对钢筋的加工质量、加工效率要也越来越高，各种钢筋智能加工设备应运而生，比如自动弯箍机、自动焊网机、自动钢筋桁架机、自动绑扎机等。行业专家和建筑企业针对钢筋的加工和供应方式也做了多种尝试，比如钢筋集中加工配送、工地游牧式钢筋加工中心以及游牧式和集中配送组合的方式。而随着建筑结构体系的创新，钢筋的安装形式也出现了一些列变革性技术，如螺旋一字箍筋、焊接箍筋、焊接成型钢筋笼等。新型钢筋形式的出现对钢筋加工设备提出了更高的要求，通常相应的加工设备会滞后于钢筋结构形式的创新。
3.现有技术中的焊网机只能完成单层钢筋网进行焊接，无法直接完成多层钢筋网架的焊接，对于多层钢筋网架的焊接现在绝大多数才有人工焊接，其焊接效率低，焊接质量得不到可靠的保障。
4.因此，有必要提供一种新的多层钢筋网架自动焊接下料生产线及焊接工艺来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的之一在于提供一种多层钢筋网架自动焊接下料生产线，大大提高了多层钢筋网架的生产效率，保障了钢筋网架中各个焊接点的焊接质量，大大提高了现场建筑施工的施工进度。
6.本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种多层钢筋网架自动焊接下料生产线及焊接工艺，其包括焊网机、堆料机以及运输小车，所述焊网机的输出端对接所述堆料机的输入端，所述运输小车设置在所述堆料机的下方承接堆垛状的钢筋网架；所述焊网机包括第一机架、设置在所述第一机架上的工作平台、位于所述工作平台上方的第一焊接机构以及位于所述工作平台下方的第二焊接结构；所述堆料机包括第二机架、固定在所述第二机架上的落料支撑单元、设置在所述第二机架上且将所述工作平台上的钢筋网架拖至所述落料支撑单元上的拖料单元。
7.进一步的，所述工作平台包括若干平行分布的支撑龙骨，所述第一机架上设置有条形槽，所述支撑龙骨位置可调的设置在所述第一机架上，通过螺栓穿过所述条形槽将所述支撑龙骨锁紧固定。
8.进一步的，所述第一焊接机构与所述第二焊接机构均包括第一驱动件、受所述第一驱动件驱动沿x轴进行水平移动的第一支撑板、固定在所述第一支撑板上的第二驱动件、受所述第二驱动件驱动沿y轴进行水平移动的第二支撑板、固定在所述第二支撑板上的第
三驱动件、受所述第三驱动件驱动沿z轴进行上下运动的第三支撑板、固定在所述第三支撑板上的焊接头与视觉相机。
9.进一步的，所述落料支撑单元包括沿y轴平行设置在所述第二机架上的一对滑轨、活动设置在所述滑轨上的一对落料支撑杆、驱动所述落料支撑杆在所述滑轨上滑动的第一气缸。
10.进一步的，所述第一气缸设置有四个，每两个为一组驱动同一根所述落料支撑杆的两端同步进行水平直线运动。
11.进一步的，所述拖料单元包括第四驱动件、受所述第四驱动件驱动沿x轴进行水平移动的第四支撑板、设置在所述第四支撑板上的至少一对钩爪模组。
12.进一步的，所述钩爪模组包括固定在所述第四支撑板上的第二气缸、固定在所述第四支撑板上的铰接座、中部铰接在所述铰接座上的钩爪支撑杆、固定在所述钩爪支撑杆一端的钩爪，所述钩爪支撑杆的另一端与所述第二气缸的活塞杆铰接，受所述第二气缸驱动进行上下浮动。
13.进一步的，所述工作平台上间隔设置有若干定位支撑治具，所述定位支撑治具包括支撑底层钢筋的支撑块、和/或支撑竖向钢筋桁架单元的支撑座、和/或压紧上层纵钢筋的压紧机构，所述支撑块上形成有与钢筋仿形的定位凹槽，所述支撑座上设置有竖向的且限定竖向钢筋桁架单元左右两侧位置的限位凹槽，所述压紧机构包括第三气缸、受第三气缸驱动进行旋转下压的压紧块。
14.本发明的另一目的在于提供一种多层钢筋网架的自动焊接工艺，其包括以下步骤：
15.s1)在焊网机的工作平台上按照设计要求摆放各钢筋或钢筋桁架单元，并将利用定位支撑治具将其定位固定；
16.s2)让位于所述工作平台上方的第一焊接机构与位于所述工作平台下方的第二焊接机构同步工作，利用xyz三轴移载驱动机构驱动焊接模组整体按照设定的路径依次扫描，利用所述焊接模组中的视觉相机识别钢筋网架上的每一个焊接点，当识别到焊接点时，将所述焊接模组中的焊接头对准焊接点进行焊接；
17.s3)待钢筋网架上下层的所有焊接点均焊接完成后，利用钩爪模组钩住钢筋网架一端的钢筋，然后在驱动电机的作用下，将钢筋网架整体沿x轴方向拖动到一个落料支撑单元上，当钢筋网架整体完全落入到所述落料支撑单元上时，所述钩爪模组脱钩，松开对钢筋网架的连接；
18.s4)驱动所述落料支撑单元中的一对落料支撑杆向两侧滑动打开，将钢筋网架落入到下方的输送小车上；
19.s5)所述输送小车上的钢筋网架堆叠至设定高度后，操作人员推动输送小车至施工操作现场，利用吊装机构将钢筋网架整体吊装至支撑模板上进行下一步施工。
20.进一步的，所述定位支撑治具包括支撑底层钢筋的支撑块、和/或支撑竖向钢筋桁架单元的支撑座、和/或压紧上层纵钢筋的压紧机构，所述支撑块上形成有与钢筋仿形的定位凹槽，所述支撑座上设置有竖向的且限定竖向钢筋桁架单元左右两侧位置的限位凹槽，所述压紧机构包括第三气缸、受第三气缸驱动进行旋转下压的压紧块。
21.与现有技术相比，本发明一种多层钢筋网架自动焊接下料生产线及焊接工艺的有
益效果在于：采用全自动焊接机构，利用电弧焊接方式或激光焊接方式、以及上下两个焊接结构的设置，实现了多层钢筋网架中上下层焊接点的同步焊接，实现了自动化焊接，大大提高了焊接效率；配合设置落料支撑单元与拖料单元，实现了钢筋网架焊接后的自动下料与堆叠收料，最后可利用运输小车从钢筋制作区域移动运输至施工区域，大大提高了施工现场的施工效率；在焊接过程中，利用视觉系统自动识别焊接点，配合焊接头自动焊接，并实现了自动拖料、下料、堆料等功能，为多层焊接钢网架技术的应用推广奠定了技术基础。
【附图说明】
22.图1为本发明实施例的侧视结构示意图；
23.图2为本发明实施例的立体结构示意图；
24.图3为本发明实施例中工作平台的结构示意图；
25.图4为本发明实施例中定位支撑治具的结构示意图；
26.图5为本发明实施例中第一焊接机构的结构示意图；
27.图6为本发明实施例中落料支撑单元的结构示意图；
28.图7为本发明实施例中钩爪模组的结构示意图；
29.图中数字表示：
30.100多层钢筋网架自动焊接下料生产线及焊接工艺；101钢筋网架；
31.1、焊网机，11、第一机架，111、条形槽，12、工作平台，121、支撑龙骨，13、第一焊接机构，131、第一驱动件，132、第一支撑板，133、第二驱动件，134、第二支撑板，135、第三驱动件，136、第三支撑板，137、焊接头，138、视觉相机，14、第二焊接结构，15、定位支撑治具，151、支撑块，1511、定位凹槽，152、支撑座，1521、限位凹槽，153、压紧机构，1531、第三气缸，1532、压紧块；
32.2、堆料机，21、第二机架，22、落料支撑单元，221、滑轨，222、落料支撑杆，223、第一气缸，23、拖料单元，231、第四支撑板，232、钩爪模组，2321、第二气缸，2322、铰接座，2323、钩爪支撑杆，2324、钩爪；
33.3、运输小车。
【具体实施方式】
34.实施例一：
35.请参照图1
‑
图7，本实施例多层钢筋网架自动焊接下料生产线100，其包括焊网机1、堆料机2以及运输小车3，焊网机1的输出端对接堆料机2的输入端，运输小车3设置在堆料机2的下方承接堆垛状的钢筋网架101。
36.焊网机1包括第一机架11、设置在第一机架11上的工作平台12、位于工作平台12上方的第一焊接机构13以及位于工作平台12下方的第二焊接结构14。工作平台12包括若干平行分布的支撑龙骨121，第一机架11上设置有条形槽111，支撑龙骨121位置可调的设置在第一机架11上，通过螺栓穿过条形槽111将支撑龙骨121锁紧固定。
37.第一焊接机构13与第二焊接机构14分别对钢筋网架的上层钢筋、下层钢筋的焊接点进行焊接操作。第一焊接机构13与第二焊接机构14结构相同，且均包括第一驱动件131、受第一驱动件131驱动沿x轴进行水平移动的第一支撑板132、固定在第一支撑板132上的第
二驱动件133、受第二驱动件133驱动沿y轴进行水平移动的第二支撑板134、固定在第二支撑板134上的第三驱动件135、受第三驱动件135驱动沿z轴进行上下运动的第三支撑板136、固定在第三支撑板136上的焊接头137与视觉相机138。
38.堆料机2包括第二机架21、固定在第二机架21上的落料支撑单元22、设置在第二机架21上且将工作平台12上的钢筋网架拖至落料支撑单元22上的拖料单元23。落料支撑单元22包括沿y轴平行设置在第二机架21上的一对滑轨221、活动设置在滑轨221上的一对落料支撑杆222、驱动落料支撑杆222在滑轨221上滑动的第一气缸223。本实施例中，第一气缸223设置有四个，每两个为一组驱动同一根落料支撑杆222的两端同步进行水平直线运动。通过四个第一气缸223驱动两个落料支撑杆222同时进行靠拢或分开动作，进而实现接料和落料的功能。
39.运输小车3设置在落料支撑单元22的下方。
40.拖料单元23包括第四驱动件(图中未展示)、受所述第四驱动件驱动沿x轴进行水平移动的第四支撑板231、设置在第四支撑板231上的至少一对钩爪模组232。钩爪模组232包括固定在第四支撑板231上的第二气缸2321、固定在第四支撑板231上的铰接座2322、中部铰接在铰接座2322上的钩爪支撑杆2323、固定在钩爪支撑杆2323一端的钩爪2324，钩爪支撑杆2323的另一端与第二气缸2321的活塞杆铰接，受第二气缸2321驱动进行上下浮动。
41.工作平台12上间隔设置有若干定位支撑治具15，所述定位支撑治具15包括支撑底层钢筋的支撑块151、和/或支撑竖向钢筋桁架单元的支撑座152、和/或压紧上层纵钢筋的压紧机构153，所述支撑块151上形成有与钢筋仿形的定位凹槽1511，所述支撑座152上设置有竖向的且限定竖向钢筋桁架单元左右两侧位置的限位凹槽1521，所述压紧机构153包括第三气缸1531、受第三气缸1531驱动进行旋转下压的压紧块1532。
42.本实施例还提供了一种多层钢筋网架的自动焊接工艺，其包括以下步骤：
43.s1)在焊网机1的工作平台12上按照设计要求摆放下层纵横钢筋、竖钢筋、上层纵横钢筋，或下层纵钢筋、竖向钢筋桁架单元以及上层纵钢筋，根据钢筋网架的结构不同对应布料各钢筋，并利用定位支撑治具15将各钢筋支撑固定；具体的，下层纵横钢筋、或下层纵钢筋铺设在支撑块151上，并通过定位凹槽1511固定其位置；竖向钢筋桁架单元铺设在支撑座152上，并通过限位凹槽1521进行限位固定；上层纵钢筋铺设在竖向钢筋桁架单元上，并通过压紧机构153向下压紧固定；
44.s2)焊网机1位于工作平台2上方的第一焊接机构13与位于工作平台2下方的第二焊接机构14同步工作，利用xyz三轴移载驱动机构驱动焊接模组整体按照设定的路径依次扫描，利用视觉相机138识别钢筋网架上的焊接点，当识别到焊接点时，则将焊接头137对焊接点进行焊接；焊接头137为焊枪或激光焊接头；
45.该步骤中，为了避免焊接光照对上下视觉相机138的干扰，上下焊接机构中的焊接头137需要同步进行焊接；
46.s3)每个焊接点焊接好后，利用视觉相机138检测焊接点的焊接质量是否ok；
47.s4)待钢筋网架上下层的所有焊接点均焊接完成后，利用钩爪模组232钩住钢筋网架一端的钢筋，然后在驱动电机的作用下，将钢筋网架整体沿x轴方向拖动到一个落料支撑单元22上，当钢筋网架整体完全落入到落料支撑单元22上时，钩爪模组232脱钩，松开对钢筋网架的连接；
48.s5)驱动落料支撑单元22中的一对落料支撑杆222向两侧滑动打开，将钢筋网架落入到下方的输送小车3上；
49.s6)输送小车3上的钢筋网架堆叠至设定高度后，操作人员推动输送小车至施工操作现场，利用吊装机构将钢筋网架整体吊装至支撑模板上进行下一步施工。
50.本实施例多层钢筋网架自动焊接下料生产线及焊接工艺，采用全自动焊接机构，利用电弧焊接方式或激光焊接方式、以及上下两个焊接结构的设置，实现了多层钢筋网架中上下层焊接点的同步焊接，实现了自动化焊接，大大提高了焊接效率；配合设置落料支撑单元与拖料单元，实现了钢筋网架焊接后的自动下料与堆叠收料，最后可利用运输小车从钢筋制作区域移动运输至施工区域，大大提高了施工现场的施工效率；在焊接过程中，利用视觉系统自动识别焊接点，配合焊接头自动焊接，并实现了自动拖料、下料、堆料等功能，为多层焊接钢网架技术的应用推广奠定了技术基础。
51.以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。