CN109604872A - 一种钢筋梁焊接装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢筋梁焊接装置及方法，属于钢筋焊接技术领域。本发明钢筋梁焊接装置包括钢筋支撑装置、机器人和牵引装置，钢筋支撑装置包括第一支撑装置，第一支撑装置用于固定沿周向布置的多根纵筋的一端；机器人的输出端连接焊头且能带动焊头靠近或者远离纵筋与套设于纵筋上的箍筋的交叉点；牵引装置能带动第一支撑装置和/或机器人沿纵筋的长度方向步进，从而调整机器人与纵筋的相对位置。本发明提供的钢筋梁焊接装置及方法，能够通过牵引装置带动纵筋或机器人移动，以调节纵筋与机器人的相对位置，能够通过机器人带动焊头运动从而依次对箍筋与各根纵筋的交叉点进行焊接，机械化程度更高，加工效率高，极大地降低了劳动强度，适于推广使用。

Description

一种钢筋梁焊接装置及方法

技术领域

本发明涉及钢筋焊接技术领域，尤其涉及一种钢筋梁焊接装置及方法。

背景技术

在钢筋梁的焊接过程中，需要将箍筋与纵筋进行交叉焊接形成立体网。目前，均是完全通过人工将箍筋绑扎于各根纵筋上，再人工手持焊枪来对各个箍筋与各根纵筋的各个交叉点进行焊接，由于钢筋梁的焊点较多，工人需要逐个焊接，所以钢筋梁的加工存在人工劳动强度大、加工效率低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种加工效率更高、人工劳动强度小的钢筋梁焊接装置及方法。

为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种钢筋梁焊接装置，包括：

钢筋支撑装置，其包括第一支撑装置，所述第一支撑装置用于固定沿周向布置的多根纵筋的一端；

机器人，其输出端连接焊头且能带动所述焊头靠近或者远离所述纵筋与套设于所述纵筋上的箍筋的交叉点；以及

牵引装置,其能带动所述第一支撑装置和/或所述机器人沿所述纵筋的长度方向步进，从而调整所述机器人与所述纵筋的相对位置。

在一个实施例中，钢筋梁焊接装置还包括：箍筋上料装置，其能够存储多个套设于所述纵筋上的箍筋且能将所述箍筋输送至焊接工位。

在一个实施例中，所述箍筋上料装置包括：

箍筋输送装置，其能够存储并输送多个所述箍筋；以及

箍筋定位装置，其设置于所述箍筋输送装置的输出端，其能够夹紧所述箍筋输送装置输送来的所述箍筋并能将所述箍筋移动至所述焊接工位。

在一个实施例中，所述箍筋定位装置包括：

第一夹持部，其能够在所述箍筋的两侧夹持或者释放所述箍筋；

第一动力装置，其能够驱动所述第一夹持部夹紧或者释放所述箍筋；以及

第二动力装置，其与所述第一动力装置驱动连接且能够将所述箍筋移动至所述焊接工位。

在一个实施例中，所述箍筋定位装置还包括：

第二夹持部，其能定位所述第一夹持部输送来的箍筋；

第三动力装置，其位于所述焊接工位且其输出端与所述第二夹持部驱动连接。

在一个实施例中，所述焊头包括：

固定电极座，其上设置有固定电极；

移动电极座，其上设置有移动电极；以及

驱动装置，其输出端与所述移动电极座绝缘连接，且能驱动所述移动电极座和所述移动电极相对于所述固定电极移动。

在一个实施例中，所述机器人为六轴机器人。

在一个实施例中，所述纵筋的两侧相对设置有所述机器人和所述焊头。

在一个实施例中，所述钢筋支撑装置还包括：

第二支撑装置，各根所述纵筋均支撑于所述第二支撑装置上。

在所述牵引装置仅能带动所述第一支撑装置沿所述纵筋的长度方向步进的实施方式中，各根所述纵筋均滑动支撑于所述第二支撑装置上。

在所述牵引装置仅能带动所述机器人沿所述纵筋的长度方向步进的实施方式中，各根所述纵筋的另一端均固定支撑于所述第二支撑装置上。

另一方面，本发明采用以下技术方案：

一种基于上述任一项所述的钢筋梁焊接装置的钢筋梁焊接方法，包括如下步骤：

将多根沿周向布置的纵筋支撑于钢筋支撑装置上；

将套设于所述纵筋上的第一箍筋移动至焊接工位；

机器人带动焊头移动并对所述第一箍筋与各根所述纵筋的交叉点焊接；

牵引装置带动各根所述纵筋或所述机器人沿所述纵筋的长度方向步进；

将套设于所述纵筋上的第二箍筋移动至焊接工位；

机器人带动所述焊头移动并对所述第二箍筋与各根所述纵筋的交叉点焊接。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的钢筋梁焊接装置及方法，能够通过牵引装置带动纵筋或机器人沿纵筋的长度方向移动，以调节纵筋与机器人的相对位置，使机器人与纵筋上的各个箍筋靠近，然后通过机器人带动焊头运动从而依次对某一箍筋与各根纵筋的交叉点进行焊接，机械化程度更高，加工效率高，极大地降低了劳动强度，适于推广使用。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的钢筋梁焊接装置的结构俯视图；

图2是本发明具体实施方式提供的第一支撑装置配合于导轨时的侧视图；

图3是本发明具体实施方式提供的箍筋上料装置的结构俯视图；

图4是图3中A处的局部放大图；

图5是本发明具体实施方式提供的箍筋上料装置的结构主视图；

图6是本发明具体实施方式提供的箍筋上料装置的结构仰视图；

图7是本发明具体实施方式提供的机器人和焊头的结构主视图；

图8是本发明具体实施方式提供的焊头的结构主视图；

图9是本发明具体实施方式提供的焊头的结构侧视图。

附图标记：

1、牵引装置；2、焊头；3、机器人；4、第一支撑装置；5、箍筋上料装置；6、第二支撑装置；

11、齿条；12、齿轮；

21、固定电极座；22、移动电极座；23、固定电极；24、移动电极；25、驱动装置；26、变压器；

31、底座；32、本体；33、大臂；34、小臂；35、腕部；36、手部、37、端部；

51、箍筋输送装置；52、箍筋定位装置；511、链条；512、挡片；521、第一夹持部；522、第一动力装置；523、第二动力装置；524、第二夹持部；525、第三动力装置。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明的具体实施方式提供了一种钢筋梁焊接装置，如图1所示，其包括钢筋支撑装置、牵引装置1、焊头2、机器人3和箍筋上料装置5，钢筋支撑装置包括第一支撑装置4和第二支撑装置6，沿周向布置的多根纵筋的前端(本文中的前、后是相对于纵筋的前进方向而言的)支撑于第一支撑装置4上，且各根纵筋均滑动支撑于第二支撑装置6上，牵引装置1能带动第一支撑装置4和纵筋沿纵筋的长度方向(钢筋梁焊接时，纵筋是大致沿水平方向设置的)步进，从而调整纵筋与机器人3的相对位置(图1中的箭头M指示的即为纵筋的移动方向，该方向为远离第二支撑装置6的方向)，使纵筋的需要与箍筋焊接的部位移动至焊接工位(焊接工位为靠近机器人3的位置)，箍筋上料装置5能够将套设于纵筋上的箍筋移动至焊接工位，机器人3的输出端连接焊头2且能带动焊头2依次靠近各根纵筋与套设于各根纵筋上的箍筋的交叉点，从而使得焊头2对各根纵筋与箍筋的交叉点进行焊接。具体地，箍筋可以但不局限为呈矩形或者圆形。

本具体实施方式提供的钢筋梁焊接装置，将各根纵筋的一端滑动支撑于第二支撑装置6上，然后将各根纵筋的另一端穿过各个箍筋后固定于第一支撑装置4上，且能够通过牵引装置1带动纵筋移动，当一个箍筋焊接完成后，牵引装置1带动纵筋步进预设距离(纵筋的步进长度即为相邻两个箍筋间的间距)以调节纵筋与焊接工位的相对位置，通过箍筋上料装置5再次向焊接工位输送一个箍筋，然后通过机器人3带动焊头2运动从而依次对各根纵筋与套设于各根纵筋上的箍筋的交叉点进行焊接，如此重复直至完成钢筋梁的焊接完成，机械化程度更高，加工效率高，极大地降低了劳动强度，适于推广使用。

牵引装置1可以但不局限为电机、气缸等动力装置。为了保证纵筋作直线运动，如图2所示，可以设置直线状的导轨，第一支撑装置4滑动设置于导轨上。可选地，导轨为齿条11，第一支撑装置4设置有与齿条11啮合的齿轮12，牵引装置1为设置于第一支撑装置4上的电机且电机能驱动齿轮12沿齿条11运动。或者，可选地，第一支撑装置4上设置有车轮或者导向块等，车轮或者导向块滑动配合于导轨上的导向槽中。

第一支撑装置4可以但不局限为呈盘状，第一支撑装置4上沿周向设置多个用于固定纵筋的固定部(图中未示出)。固定部的结构不限，可以固定纵筋即可，例如固定部可以为卡爪，或者固定部包括供纵筋穿过的套筒，套筒上设置有螺纹孔，螺纹孔中螺纹连接有螺钉，通过螺钉的旋入套筒中的长度来固定或者松开纵筋。

请再次参阅图1，沿纵筋的前进方向第二支撑装置6位于第一支撑装置4后侧，且优选地，沿纵筋的前进方向第二支撑装置6位于箍筋上料装置5的后侧，各根纵筋均支撑于第二支撑装置6上，且各根纵筋的前端穿过多个箍筋后固定于第一支撑装置4上。第二支撑装置6可以但不局限为呈盘状，第二支撑装置6上设置供各根纵筋穿过的通孔；第二支撑装置6也可以为可转动地支撑辊，支撑辊优选但不局限为沿垂直于纵筋的方向设置，位于不同高度的纵筋可以由位于不同高度的支撑辊支撑。沿纵筋的前进方向上，用于支撑同一纵筋的支撑辊的数量不作限制，可以为一个或至少两个平行间隔设置的支撑辊。

如图1以及图3至图6所示，箍筋上料装置5包括箍筋输送装置51和箍筋定位装置52，箍筋输送装置51能够存储并输送多个箍筋，箍筋定位装置52设置于箍筋输送装置51的输出端，其能够夹紧箍筋输送装置51输送来的箍筋并带动箍筋移动至焊接工位。

其中，箍筋输送装置51至少包括两条间隔设置的链条511，两条链条511之间形成用于输送箍筋的通道，每条链条511上均设置有若干个挡片512，两条链条511中相对的两个挡片512用于夹紧箍筋。当箍筋被挡片512夹住后，在链条511转动过程中，能够带动箍筋移动，实现箍筋的自动输送。

在本实施方式中，箍筋输送装置51包括四条链条511，通道的两侧均设置有两条链条511，位于同一侧的两条链条511沿箍筋的高度方向间隔设置。也就是说，每两条链条511组成一组，两组链条511夹持箍筋的两个不同高度的位置，保证箍筋在移动过程中定位准确，防止箍筋发生移位。可理解地，其他实施方式中通道的每侧可以设置两条以上的链条511。链条511绕设在沿水平方向布置的链轮上，链轮由电机驱动，在此不再赘述。

定位装置设置在箍筋输送装置51的输出端且在通道的两侧对称布置。定位装置包括第一夹持部521、第一动力装置522、第二动力装置523、第二夹持部524和第三动力装置525，第一夹持部521位于链条511的输出端且能够夹紧箍筋，第一动力装置522与第一夹持部521连接，用于带动第一夹持部521移动，便于夹紧或者松开箍筋，可选地，第一动力装置522带动第一夹持部521沿垂直于纵筋的长度方向移动；第二动力装置523与第一动力装置522连接，用于驱动第一动力装置522和箍筋沿纵筋的长度方向移动；第二夹持部524位于焊接工位且能够定位箍筋，第三动力装置525与第二夹持部524连接，用于带动第二夹持部524移动，便于定位箍筋，可选地，第三动力装置525带动第二夹持部524沿垂直于纵筋的长度方向移动。通过第一夹持部521与第二夹持部524的配合，使得箍筋能够准确到达焊接工位并在焊接工位定位，在焊接过程中也不会发生移位。

在本实施方式中，第一夹持部521为两个夹爪，第一动力装置522为两个第一气缸，每个夹爪由一个第一气缸驱动。第二动力装置523为两个第二气缸，每个第一气缸由一个第二气缸带动，直至箍筋自链条511的输出端到达焊接工位。第二夹持部524为两个电磁铁，第三动力装置525为两个第三气缸，每个电磁铁由一个第三气缸驱动，利用磁吸在焊接工位定位箍筋，此时夹爪可以松开箍筋然后回位，焊接装置可以进行焊接。为了保证稳定夹紧定位箍筋，夹爪和电磁铁均设置有四个，四个夹爪和四个电磁铁分别分为两组，与链条511的排布方式相同，用于夹紧定位箍筋的两个不同高度的位置。当然，除了上述夹爪和电磁铁，夹持部还可以选择带有凹槽的夹块或者其他能够固定箍筋的结构，在此不作限制；除了上述气缸，动力装置还可以选择由电机通过齿轮齿条、蜗轮蜗杆等形成的直线运动，在此不作限制。需要说明地是，其他实施方式中也可以不设置第三动力装置525和第二夹持部524，第一夹持部521在箍筋焊接完毕后再回位。

机器人3可以但不局限为六轴机器人，即六轴关节机器人，六轴机器人能够带动焊头2在水平面和竖直面运动，从而能够带动焊头2沿周向依次到达箍筋与各根纵筋的交叉点。如图7所示，六轴机器人可以但不局限为包括通过电机转轴依次转动连接的底座31、本体32、大臂33、小臂34、腕部35、手部36和端部37，本体32可在水平面内转动(图中箭头A指示的是本体32的转动方向)、大臂33和小臂34可在第一竖直平面内摆动(图中箭头B和C分别指示的是大臂33和小臂34的摆动方向)，腕部35可在与第一竖直平面垂直的第二竖直平面内转动，手部36可在第一竖直平面内摆动(图中箭头D指示的是手部36的转动方向)，端部37可在第二竖直平面内转动，端部37连接焊头2。可以理解地是，其他实施方式中可以采用其他结构的能够带动焊头2在水平面和竖直面运动的六轴机器人或者其他轴数量的机器人，例如五轴机器人或者六个轴以上的机器人，能够在箍筋套设于纵筋上并移动至焊接工位时，带动焊头2沿周向依次到达各个交叉点即可。为了提高工作效率，纵筋的两侧相对设置有机器人3，每个机器人3的输出端上均连接有焊头2。

如图8和图9所示，焊头2优选但不局限为包括固定电极座21、移动电极座22和驱动装置25，固定电极座21上设置有固定电极23，移动电极座22上设置有移动电极24，驱动装置25的输出端与移动电极座22绝缘连接，固定电极23和移动电极24可以但不局限为分别与变压器26的次级电连接，驱动装置25能驱动移动电极座22和移动电极24相对于固定电极23移动，以使固定电极23和移动电极24夹紧钢筋通电进行焊接。驱动装置25可以但不局限为气缸。需要说明地是，焊头2的结构并不局限于上述情况，可以根据具体的焊接类型来选择焊头2的种类。

本具体实施方式还提供了一种基于上述钢筋梁焊接装置的钢筋梁焊接方法，其包括如下步骤：

将多根沿周向布置的纵筋支撑于钢筋支撑装置上。具体地，将各根钢筋分别支撑于第二支撑装置6上且各根钢筋的前端穿过箍筋上料装置5上的多个箍筋后固定于第一支撑装置4上。

将其中的第一箍筋移动至焊接工位。具体地。箍筋输送装置51的链条511夹持并带动多个箍筋输送至箍筋输送装置51的输出端，然后箍筋定位装置52的第一动力装置522驱动第一夹持部521于最前端的第一箍筋两侧夹持箍筋，箍筋定位装置52的第二动力装置523通过第一动力装置522驱动第一箍筋移动至焊接工位。第二夹持部524接收并定位箍筋，箍筋定位装置52退回至箍筋输送装置51的输出端。

机器人3带动焊头2移动并对第一箍筋与各根纵筋的交叉点焊接。

第一箍筋焊接完成后，牵引装置1带动各根纵筋步进。

将第二箍筋移动至焊接工位。箍筋输送装置51的链条511夹持并带动第二箍筋移动至输出端后，第二箍筋移动至焊接工位的方式与第一箍筋相同，在此不加以赘述。

机器人3带动焊头2移动并对第二箍筋与各根纵筋的交叉点焊接。

其中，机器人3带动焊头2移动并对箍筋与各根纵筋的交叉点焊接具体如下：纵筋两侧的机器人3分别带动其上的焊头2依次移动至箍筋与各根纵筋的各个交叉点，当焊头2移动至其中一个交叉点处时，驱动装置25驱动移动电极24相对于固定电极23移动，以使固定电极23和移动电极24夹紧钢筋通电进行焊接。

需要说明地是，在其他实施方式中，也可以是牵引装置带动机器人3沿纵筋的长度方向步进，机器人步进的距离也优选为纵筋上相邻的两个箍筋间的间距，从而调整机器人与纵筋的相对位置，使得机器人靠近纵筋的需要与箍筋焊接的部位。在牵引装置带动机器人3运动的实施方式中，也可以参照本实施方式设置机器人运动的方式即设置供机器人滑动的直线导轨等，且机器人滑动配合于导轨的方式以及箍筋上料装置等其他部件，均可参照本实施方式进行设置，再此不加以赘述。但是需要指出地是，在牵引装置带动机器人3运动的实施方式中，由于纵筋不需要移动，所以纵筋的两端可以分别可拆卸地固定支撑于第一支撑装置和第二支撑装置上；另外，焊接工位是随机器人位置的改变而改变的，相邻两个焊接工位间的间距即为机器人的步进距离。为了保证第二夹持部524和第三动力装置525始终处于焊接工位，可以令第三动力装置与机器人同步运动，例如将动力装置固定连接于机器人上，或者通过其他动力装置驱动第三动力装置与机器人同步运动。

牵引装置带动机器人3沿纵筋的长度方向步进的实施方式中，钢筋梁焊接方法包括如下步骤：

将多根沿周向布置的纵筋支撑于钢筋支撑装置上。具体地，将各根钢筋分别支撑于不同的支撑装置上，且各根纵筋外周沿纵筋的长度方向套设多个纵筋。

机器人3带动焊头2移动并对第一箍筋与各根纵筋的交叉点焊接。

第一箍筋焊接完成后，牵引装置1带动机器人3步进(步进的距离为纵筋上相邻的两个箍筋间的间距)。

将第二箍筋移动至焊接工位。机器人3带动焊头2移动并对第二箍筋与各根纵筋的交叉点焊接。

需要说明地是，本实施方式提供的钢筋梁焊接装置及方法中，箍筋的上料方式并不局限于上述情况，在其他实施方式中也可以不设置箍筋上料装置，例如通过手动将套设于纵筋上的箍筋移动至焊接工位；或者在焊接开始前预先手动将各个箍筋绑扎于纵筋上。箍筋预先绑扎于纵筋的实施方式中，焊接过程中无需在移动箍筋，纵筋的两端也可以分别可拆卸地固定于第一支撑装置和第二支撑装置上。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢筋梁焊接装置，其特征在于，包括：

钢筋支撑装置，其包括第一支撑装置(4)，所述第一支撑装置(4)用于固定沿周向布置的多根纵筋的一端；

机器人(3)，其输出端连接焊头(2)且能带动所述焊头(2)靠近或者远离所述纵筋与套设于各根所述纵筋上的箍筋的交叉点；以及

牵引装置(1),其能带动所述第一支撑装置(4)和/或所述机器人(3)沿所述纵筋的长度方向步进，从而调整所述纵筋与所述机器人的相对位置。

2.根据权利要求1所述的钢筋梁焊接装置，其特征在于，还包括：

箍筋上料装置(5)，其能够存储多个套设于所述纵筋上的箍筋且能将所述箍筋输送至焊接工位。

3.根据权利要求2所述的钢筋梁焊接装置，其特征在于，

所述箍筋上料装置(5)包括：

箍筋输送装置(51)，其能够存储并输送多个所述箍筋；以及

箍筋定位装置(52)，其设置于所述箍筋输送装置(51)的输出端，其能够夹紧所述箍筋输送装置(51)输送来的所述箍筋并能将所述箍筋移动至所述焊接工位。

4.根据权利要求2所述的钢筋梁焊接装置，其特征在于，

所述箍筋定位装置(52)包括：

第一夹持部(521)，其能够在所述箍筋的两侧夹持或者释放所述箍筋；

第一动力装置(522)，其能够驱动所述第一夹持部(521)夹紧或者释放所述箍筋；以及

第二动力装置(523)，其与所述第一动力装置(522)驱动连接且能够将所述箍筋移动至所述焊接工位。

5.根据权利要求4所述的钢筋梁焊接装置，其特征在于，

所述箍筋定位装置(52)还包括：

第二夹持部(524)，其能定位所述第一夹持部(521)输送来的箍筋；

第三动力装置(525)，其位于所述焊接工位且其输出端与所述第二夹持部(524)驱动连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的钢筋梁焊接装置，其特征在于，

所述焊头(2)包括：

固定电极座(21)，其上设置有固定电极(23)；

移动电极座(22)，其上设置有移动电极(24)；以及

驱动装置(25)，其输出端与所述移动电极座(22)绝缘连接，且能驱动所述移动电极座(22)和所述移动电极(24)相对于所述固定电极(23)移动。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的钢筋梁焊接装置，其特征在于，

所述机器人(3)为六轴机器人。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的钢筋梁焊接装置，其特征在于，

所述纵筋的两侧相对设置有所述机器人(3)和所述焊头(2)。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的钢筋梁焊接装置，其特征在于，

所述钢筋支撑装置还包括第二支撑装置(6)；

当所述牵引装置(1)仅能带动所述第一支撑装置(4)沿所述纵筋的长度方向步进时，各根所述纵筋均滑动支撑于所述第二支撑装置(6)上；

当所述牵引装置(1)仅能带动所述机器人(3)沿所述纵筋的长度方向步进时，各根所述纵筋的另一端均固定支撑于所述第二支撑装置(6)上。

10.一种基于如权利要求1至9中任一项所述的钢筋梁焊接装置的钢筋梁焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

将多根沿周向布置的纵筋支撑于钢筋支撑装置上；

将套设于所述纵筋上的第一箍筋移动至焊接工位；

机器人(3)带动焊头(2)移动并对所述第一箍筋与各根所述纵筋的交叉点焊接；

牵引装置(1)带动各根所述纵筋或所述机器人沿所述纵筋的长度方向步进；

将套设于所述纵筋上的第二箍筋移动至焊接工位；

机器人(3)带动所述焊头(2)移动并对所述第二箍筋与各根所述纵筋的交叉点焊接。