本发明涉及桥梁梁类钢筋结构成型，特别是一种现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作方法及装备。
背景技术：
1、交通运输在国家经济发展中所占比重越来越大，桥梁则是交通运输设施中不可或缺的重要组成部分。随着桥梁建设技术越来越成熟，钢筋混凝土箱梁也向着更长、更宽的大型箱梁趋势发展，箱梁钢筋结构也越来越大、越来越重，这就容易导致每一跨的钢筋施工劳动量极大且制作周期难以保证。在箱梁钢筋施工现场，最常见的施工方式是通过人工搬运钢筋到箱梁外模板内进行定位、绑扎或焊接，施工效率较为低下，难以保证箱梁钢筋的制作周期；由于箱梁尺寸较大，因此所需人力极多，属劳动密集型作业，无形中提高了施工现场的安全风险；由于施工现场往往露天作业，钢筋施工容易受到恶劣天气制约，从而造成施工空窗期；同时，由于工人技术水平难以保证，箱梁钢筋施工质量也难以保证。现阶段的现浇箱梁施工工艺和方法的机械化、自动化程度不高，建造质量也难以把控。因此，需要引入“工厂化生产、装配化施工”的工业化建造理念，将工业建造的方式引入现浇箱梁施工作业中，将箱梁钢筋大部分制作结构放在工厂内进行制作，施工现场仅需进行简单拼装成型即可完成整跨钢筋结构的制作。专利文献cn112123564a一种用于节段拼装混凝土箱梁的钢筋部品的制作方法，采用了组拼方案，但是该方案存在网片尺寸过大运输较为困难，而且由于网片缺少足够的刚度，容易在运输和吊装过程中发生形变；还存在现场组装和整体弯折时难度较高的问题。在cn209521081u一种用于小箱梁的网片化钢筋骨架笼的方案中记载了将钢筋先组焊成钢筋网片，然后将钢筋网片进行弯折然后再组焊成整体的方案，存在的问题是，组焊后的钢筋网片再进行加工难度较大，很难获得符合设计要求的形状，而且在弯折过程中，焊接的位置容易断裂脱焊。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是提供一种现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作方法及装备，能够大幅提高箱梁钢筋部品的工业化和智能化程度，大幅提高现浇箱梁钢筋施工的效率、质量、安全。能够将钢筋网片制作成尺寸符合设计要求的块体后再在仓内进行拼装，加工精度高，质量可靠。能够大幅减少大型箱梁施工现场的人员数量，降低安全风险隐患。能够解决焊点数量最多，加工难度最大的钢筋块体的智能化、自动化和工业化制作难题。
2、为解决上述的技术问题，本发明的技术方案是：一种现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作方法，包括以下步骤：
3、s1、根据设计尺寸制作钢筋单元件，并组装成钢筋网片；
4、s2、将多个钢筋网片竖直排列放入到网片架内；
5、s3、根据设计尺寸将纵筋排列；
6、s4、沿纵向将纵筋穿入多个钢筋网片；
7、s5、将纵筋与第一片钢筋网片连接；
8、s6、牵引纵筋继续行走一段距离，行走距离与钢筋网片之间的间距相同；
9、s7、将纵筋与第二片钢筋网片连接；
10、s8、重复步骤s6~s7，直至所有钢筋网片均与纵筋连接；
11、通过以上步骤实现钢筋部品中钢筋块体的工业化制作。
12、优选的方案中，步骤s1中，钢筋网片的组装在钢筋网片成型平台上完成，在钢筋网片成型平台上设有多个钢筋定位夹具，整形后的钢筋单元件摆放在钢筋网片成型平台上，并由钢筋定位夹具固定；
13、还设有移动焊接装置，移动焊接装置设有识别装置，用于根据设计要求识别钢筋单元件之间的焊点位置。
14、优选的方案中，步骤s2中，网片架的顶面和一端开放，另一端对钢筋网片限位，但是可供排列好的纵筋穿过，位于底层的纵筋，从钢筋网片的内侧穿过；
15、在网片架的两侧设有滑动的网片定位爪，网片定位爪上设有至少一个定位机构，用于固定住位于第一的钢筋网片；
16、在网片架还设有网片位置采集摄像头，用于采集当前位于第一的钢筋网片的位置，以使定位机构将当前位于第一的钢筋网片固定。
17、优选的方案中，步骤s3中，将成捆的纵筋抖散，以限宽单根上料的方式进行单根上料；
18、设置两层的纵筋滑架，在纵筋滑架上设置和纵筋的安装位置相对应的纵筋定位槽；
19、在上料机构的下方，纵筋滑架的上方，设置可伸缩的落筋伸缩臂，以端头掉落的方式将每根纵筋落入到各个纵筋定位槽；或者，设有两个关节机械臂，以抬料的方式将每根纵筋送入到各个纵筋定位槽；
20、一层纵筋滑架铺装满后，切换至另一层纵筋滑架继续铺装；
21、通过以上方式，实现根据设计尺寸将纵筋排列。
22、优选的方案中，步骤s4中，将两层纵筋滑架同时移动，使纵筋的端头穿过网片架和钢筋网片并与纵筋牵引装置连接，由纵筋牵引装置牵引纵筋行走。
23、优选的方案中，步骤s5~ s7中，在纵筋牵引装置与网片架之间设有块体焊接装置，块体焊接装置用于将纵筋与钢筋网片焊接连接。
24、优选的方案中，在块体焊接装置上设有识别装置，用于根据设计要求识别钢筋单元件之间的焊点位置。
25、优选的方案中，识别装置采用具有特定间距的双摄像头视觉定位识别方式，将采集的双摄像头图像分别进行二值化处理，标记当前视野工作范围内的交点位置，利用双摄像头图像视觉差结合三角函数计算出交点位置坐标，将交点位置坐标与设计坐标进行比对，当误差值在预设范围内，则在交点位置进行焊接，若误差值超出预设范围，则跳过当前焊接点，处理下一处焊接点，并报警。
26、优选的方案中，识别装置采用单摄像头视觉定位识别方式，块体焊接装置的块体焊接头采用笛卡尔坐标机构进行驱动，块体焊接装置纵向移动，识别装置反馈钢筋网片的图像使块体焊接头与位于第一片位置的钢筋网片对齐，块体焊接装置的块体焊接游车横向移动，识别装置反馈当前纵筋的图像使块体焊接头与当前纵筋对齐，块体焊接头将第一层的纵筋与钢筋网片焊接；
27、根据设计尺寸，控制块体焊接头下落一段距离，块体焊接头将第二层的纵筋与钢筋网片焊接；
28、识别装置检测图像中是否存在焊接的红热点，以及红热点是否位于纵筋与钢筋网片之间的交点位置，反馈焊接质量。
29、优选的方案中，纵筋牵引装置沿着牵引导轨行走，纵筋牵引装置由单向锁定装置和牵引缸实现牵引，单向锁定装置用于单向的锁定在牵引导轨上，牵引缸为液压缸或气缸，用于拖动整个纵筋牵引装置和纵筋行走；
30、在纵筋牵引装置上还设有行程传感器，用于检测纵筋牵引装置的行走距离，以控制钢筋网片之间的间距。
31、优选的方案中，还包括以下步骤：s9、分别制作底板块体、两组腹板块体、两组拉钩筋块体和两组顶板块体；
32、s10、以移动模架依次将底板块体和两组腹板块体吊装到外模内，并将底板块体与两组腹板块体连接固定；
33、s11、吊装两组拉钩筋块体，并与底板块体和腹板块体分别连接固定；
34、s12、吊装内模；
35、s13、吊装两组顶板块体，将顶板块体与腹板块体固定连接，将两组顶板块体之间固定连接；
36、通过以上步骤实现现浇箱梁钢筋部品的工业化智能制作。
37、优选的方案中，还包括在各个块体固定设置拉钩筋的步骤；
38、在各个块体之间的连接位置，设置共用纵筋和/或共用拉钩筋，共用纵筋和/或共用拉钩筋在拼装相应的块体后，作为散绑钢筋再进行安装。
39、一种现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作装备，包括钢筋块体焊接系统，钢筋块体焊接系统设有沿纵向依次布置的纵筋滑座、网片架、块体焊接装置、纵筋牵引装置和成品平台；
40、纵筋滑座的两侧从外向内依次设有散筋装置、纵筋上料装置和落筋伸缩臂；
41、在纵筋滑座设有两组沿着纵向滑动的纵筋滑架，纵筋滑架的顶部设有多个纵筋定位槽；
42、散筋装置用于将成捆的纵筋打散；
43、纵筋上料装置用于提升单根纵筋，并落到落筋伸缩臂上，落筋伸缩臂位于纵筋上料装置下方，纵筋滑座的上方；落筋伸缩臂用于通过伸缩使纵筋落入到相应的纵筋定位槽内；或者，所述的落筋伸缩臂为每侧至少两组关节机械臂，关节机械臂用于夹持纵筋放入到相应的纵筋定位槽；
44、两组纵筋滑架之间设有滑架锁定机构，用于使两组纵筋滑架临时固定连接，以使两组纵筋滑架同步滑动，以将纵筋的端头穿过钢筋网片；
45、网片架用于容纳多个钢筋网片，并使钢筋网片始终保持竖直；
46、块体焊接装置上设有多个可移动的块体焊接头，用于将钢筋网片和纵筋焊接连接；
47、纵筋牵引装置用于与纵筋的端头固定连接，并牵引纵筋沿着成品平台行走。
48、优选的方案中，散筋装置由从内到位依次布置的纵筋散捆平台、分筋平台和匀筋平台；
49、纵筋散捆平台上设有多个反复升降的纵筋散捆顶块和多个纵筋散捆胶带机，纵筋散捆平台用于将成捆的纵筋大致打散、理顺和摊平；
50、分筋平台上设有多个分筋胶带机，用于通过控制分筋胶带机的输送速度将纵筋进一步打散；
51、在匀筋平台上设有多个反复升降的匀筋顶块和匀筋胶带机，匀筋平台用于将纵筋进一步打散和摊平；
52、纵筋散捆胶带机、分筋胶带机和匀筋胶带机的输送方向均为纵筋滑座的方向。
53、优选的方案中，纵筋上料装置上设有多个动阶台和定阶台，动阶台远离纵筋滑座的一侧设有多个从低到高的阶台，每级阶台靠近纵筋滑座的一侧较低，另一侧较高, 动阶台做往复升降运动；
54、定阶台远离纵筋滑座的一侧设有多个从低到高的阶台，每级阶台靠近纵筋滑座的一侧较低，另一侧较高，定阶台顶部设有斜坡，斜坡靠近纵筋滑座的一侧较低，另一侧较高；
55、动阶台升降过程中与定阶台对齐时，定阶台每级的阶台上仅能容纳一根纵筋。
56、优选的方案中，落筋伸缩臂为两组，分别位于纵筋滑座上方的两侧，落筋伸缩臂的伸缩方向为朝向纵筋滑座的方向，落筋伸缩臂的顶部设有斜面，靠近纵筋滑座的一端较低，以便于落在落筋伸缩臂上的纵筋向纵筋滑架滚落。
57、优选的方案中，在落筋伸缩臂的顶部端头设有落筋传感器，落筋传感器采用霍尔传感器、磁传感器或反射式光电传感器，用于检测是否有纵筋落下。
58、优选的方案中，所述的滑架锁定机构为一组可升降的连接销，用于将两组纵筋滑架临时固定连接。
59、优选的方案中，所述的网片架的顶面和一端开放，另一端对钢筋网片限位，但是设有可供排列好的纵筋穿过的空间，底层的纵筋从高于钢筋网片底部的上表面内侧穿过；
60、在网片架的两侧设有滑动的网片定位爪，网片定位爪上设有至少一个可伸缩的定位机构，用于固定住位于第一的钢筋网片；
61、在网片架还设有网片位置采集摄像头，用于采集当前位于第一的钢筋网片的位置，以使网片定位爪的定位机构将当前位于第一的钢筋网片的位置固定。
62、优选的方案中，块体焊接装置为多关节机械臂，在机械臂的自由端设有块体焊接头；
63、或者块体焊接装置设有可沿纵向行走的块体焊接门架，在块体焊接门架上设有多个块体焊接游车，块体焊接游车上设有焊接头升降装置装置，焊接头升降装置装置与块体焊接头连接。
64、优选的方案中，在块体焊接门架或块体焊接头上设有块体焊点采集相机。
65、优选的方案中，所述的纵筋牵引装置设有沿纵向行走的牵引架，牵引架上设有纵筋固定装置，牵引架上还设有单向锁定装置和牵引缸，单向锁定装置与成品平台上的牵引导轨连接，牵引缸一端与单向锁定装置连接，牵引缸另一端与牵引架连接；
66、牵引架上还设有使纵筋端头对齐的纵筋端头挡板。
67、优选的方案中，所述的纵筋固定装置设有相对布置的第一咬合头和第二咬合头，第一咬合头与第二咬合头之间相对滑动设置，在第一咬合头和第二咬合头之间设有多个供纵筋穿过的胶套，第一咬合头和第二咬合头相对侧设有咬合齿，第一咬合头与第二咬合头之间的相对滑动使胶套变形，以将纵筋端头与牵引架之间固定。
68、优选的方案中，所述的纵筋固定装置设有两组可临时固定的移动挡板，移动挡板设有可供纵筋空腔，在空腔内设有多个相对布置的棘齿，棘齿用于在纵筋穿过时，将纵筋端头与牵引架之间固定。
69、优选的方案中，单向锁定装置内设有多组相对布置的单向限位爪，单向限位爪通过转销与单向锁定装置的壳体连接，转销上还设有圈簧，以使单向限位爪趋于沿单个方向将牵引导轨顶住。
70、优选的方案中，还设有复位杆，复位杆位于单向限位爪和牵引导轨之间，以使单向限位爪与牵引导轨脱离。
71、优选的方案中，还包括钢筋网片成型系统，两侧设有移动导轨，移动导轨上设有移动焊接门架，移动焊接门架上设有多个移动焊接小车，移动焊接小车上设有可升降的焊接头；
72、移动导轨之间设有钢筋网片成型平台，钢筋网片成型平台上设有多个钢筋定位夹具，用于固定钢筋单元件。
73、优选的方案中，还设有搬运机械臂，搬运机械臂用于移动成型平台。
74、本发明提供的一种现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作方法及装备，通过工业化智能化的方式进行现浇箱梁钢筋部品的生产。在工业化生产过程中，能够得到高精度的钢筋单元件和钢筋块体，通过智能化的系统，包括传感器和算法，能够确保钢筋单元件和钢筋块体的尺寸精度，从而确保钢筋部品的质量。采用机械化的生产方式，能够大幅提高生产效率，降低劳动强度。对施工现场而言，该方法能够有效减少现场作业的施工人数，仅留少部分人在现场进行箱梁成型的模块化拼装即可，可大大降低施工现场的安全风险。同时，由于箱梁钢筋结构均采用工厂化生产，所以能有效避免施工空窗期，为施工企业的工期保驾护航。本发明重构了现浇箱梁钢筋部品施工的流程和装备，大幅提高桥梁建造的效率和安全性，在重复施工过程中，还能够有效降低综合成本，具有极大的应用效益。
1.一种现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作方法，其特征是包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作方法，其特征是：步骤s1中，钢筋网片（8）的组装在钢筋网片成型平台（1）上完成，在钢筋网片成型平台（1）上设有多个钢筋定位夹具（3），整形后的钢筋单元件（2）摆放在钢筋网片成型平台（1）上，并由钢筋定位夹具（3）固定；
3.根据权利要求1所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作方法，其特征是：步骤s2中，网片架（9）的顶面和一端开放，另一端对钢筋网片（8）限位，但是可供排列好的纵筋（21）穿过，位于底层的纵筋（21），从钢筋网片（8）的内侧穿过；
4.根据权利要求1所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作方法，其特征是：步骤s3中，将成捆的纵筋（21）抖散，以限宽单根上料的方式进行单根上料；
5.根据权利要求4所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作方法，其特征是：步骤s4中，将两层纵筋滑架同时移动，使纵筋（21）的端头穿过网片架（9）和钢筋网片（8）并与纵筋牵引装置（20）连接，由纵筋牵引装置（20）牵引纵筋（21）行走。
6.根据权利要求5所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作方法，其特征是：步骤s5~s7中，在纵筋牵引装置（20）与网片架（9）之间设有块体焊接装置（10），块体焊接装置（10）用于将纵筋（21）与钢筋网片（8）焊接连接。
7.根据权利要求5所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作方法，其特征是：在块体焊接装置（10）上设有识别装置，用于根据设计要求识别钢筋单元件（2）之间的焊点位置。
8.根据权利要求2或7所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作方法，其特征是：识别装置采用具有特定间距的双摄像头视觉定位识别方式，将采集的双摄像头图像分别进行二值化处理，标记当前视野工作范围内的交点位置，利用双摄像头图像视觉差结合三角函数计算出交点位置坐标，将交点位置坐标与设计坐标进行比对，当误差值在预设范围内，则在交点位置进行焊接，若误差值超出预设范围，则跳过当前焊接点，处理下一处焊接点，并报警。
9.根据权利要求7所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作方法，其特征是：识别装置采用单摄像头视觉定位识别方式，块体焊接装置（10）的块体焊接头（104）采用笛卡尔坐标机构进行驱动，块体焊接装置（10）纵向移动，识别装置反馈钢筋网片（8）的图像使块体焊接头（104）与位于第一片位置的钢筋网片（8）对齐，块体焊接装置（10）的块体焊接游车（102）横向移动，识别装置反馈当前纵筋（21）的图像使块体焊接头（104）与当前纵筋（21）对齐，块体焊接头（104）将第一层的纵筋（21）与钢筋网片（8）焊接；
10.根据权利要求5所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作方法，其特征是：纵筋牵引装置（20）沿着牵引导轨（111）行走，纵筋牵引装置（20）由单向锁定装置（207）和牵引缸（208）实现牵引，单向锁定装置（207）用于单向的锁定在牵引导轨（111）上，牵引缸（208）为液压缸或气缸，用于拖动整个纵筋牵引装置（20）和纵筋（21）行走；
11.根据权利要求1所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作方法，其特征是还包括以下步骤：s9、分别制作底板块体（200）、两组腹板块体（300）、两组拉钩筋块体（500）和两组顶板块体（400）；
12.根据权利要求11所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作方法，其特征是：还包括在各个块体固定设置拉钩筋（22）的步骤；
13.一种现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作装备，其特征是：包括钢筋块体焊接系统，钢筋块体焊接系统设有沿纵向依次布置的纵筋滑座（12）、网片架（9）、块体焊接装置（10）、纵筋牵引装置（20）和成品平台（11）；
14.根据权利要求13所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作装备，其特征是：散筋装置由从内到位依次布置的纵筋散捆平台（15）、分筋平台（16）和匀筋平台（17）；
15.根据权利要求13所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作装备，其特征是：纵筋上料装置（18）上设有多个动阶台（181）和定阶台（182），动阶台（181）远离纵筋滑座（12）的一侧设有多个从低到高的阶台，每级阶台靠近纵筋滑座（12）的一侧较低，另一侧较高, 动阶台（181）做往复升降运动；
16.根据权利要求13所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作装备，其特征是：落筋伸缩臂（19）为两组，分别位于纵筋滑座（12）上方的两侧，落筋伸缩臂（19）的伸缩方向为朝向纵筋滑座（12）的方向，落筋伸缩臂（19）的顶部设有斜面，靠近纵筋滑座（12）的一端较低，以便于落在落筋伸缩臂（19）上的纵筋（21）向纵筋滑架滚落。
17.根据权利要求16所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作装备，其特征是：在落筋伸缩臂（19）的顶部端头设有落筋传感器（191），落筋传感器（191）采用霍尔传感器、磁传感器或反射式光电传感器，用于检测是否有纵筋（21）落下。
18.根据权利要求13所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作装备，其特征是：所述的滑架锁定机构（132）为一组可升降的连接销，用于将两组纵筋滑架临时固定连接。
19.根据权利要求13所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作装备，其特征是：所述的网片架（9）的顶面和一端开放，另一端对钢筋网片（8）限位，但是设有可供排列好的纵筋（21）穿过的空间，底层的纵筋（21）从高于钢筋网片（8）底部的上表面内侧穿过；
20.根据权利要求13所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作装备，其特征是：块体焊接装置（10）为多关节机械臂，在机械臂的自由端设有块体焊接头（104）；
21.根据权利要求13所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作装备，其特征是：在块体焊接门架（101）或块体焊接头（104）上设有块体焊点采集相机（105）。
22.根据权利要求13所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作装备，其特征是：所述的纵筋牵引装置（20）设有沿纵向行走的牵引架（201），牵引架（201）上设有纵筋固定装置，牵引架（201）上还设有单向锁定装置（207）和牵引缸（208），单向锁定装置（207）与成品平台（11）上的牵引导轨（111）连接，牵引缸（208）一端与单向锁定装置（207）连接，牵引缸（208）另一端与牵引架（201）连接；
23.根据权利要求22所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作装备，其特征是：所述的纵筋固定装置设有相对布置的第一咬合头（202）和第二咬合头（204），第一咬合头（202）与第二咬合头（204）之间相对滑动设置，在第一咬合头（202）和第二咬合头（204）之间设有多个供纵筋（21）穿过的胶套（203），第一咬合头（202）和第二咬合头（204）相对侧设有咬合齿（205），第一咬合头（202）与第二咬合头（204）之间的相对滑动使胶套（203）变形，以将纵筋（21）端头与牵引架（201）之间固定。
24.根据权利要求22所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作装备，其特征是：所述的纵筋固定装置设有两组可临时固定的移动挡板（211），移动挡板（211）设有可供纵筋（21）空腔，在空腔内设有多个相对布置的棘齿（212），棘齿（212）用于在纵筋（21）穿过时，将纵筋（21）端头与牵引架（201）之间固定。
25.根据权利要求22所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作装备，其特征是：单向锁定装置（207）内设有多组相对布置的单向限位爪（2071），单向限位爪（2071）通过转销（2072）与单向锁定装置（207）的壳体连接，转销（2072）上还设有圈簧（2073），以使单向限位爪（2071）趋于沿单个方向将牵引导轨（111）顶住。
26.根据权利要求25所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作装备，其特征是：还设有复位杆（2074），复位杆（2074）位于单向限位爪（2071）和牵引导轨（111）之间，以使单向限位爪（2071）与牵引导轨（111）脱离。
27.根据权利要求13所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作装备，其特征是：还包括钢筋网片成型系统，两侧设有移动导轨（5），移动导轨（5）上设有移动焊接门架（4），移动焊接门架（4）上设有多个移动焊接小车（42），移动焊接小车（42）上设有可升降的焊接头；
28.根据权利要求27所述的现浇箱梁钢筋部品工业化智能制作装备，其特征是：还设有搬运机械臂（6），搬运机械臂（6）用于移动成型平台（1）。
