CN110370022A - 一种钢筋骨架成型系统及钢筋骨架成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢筋骨架成型系统及钢筋骨架成型方法，包括盘条机，横筋输送机和焊接机器人分别设置于盘条机的左右两侧，纵筋输送机架设在盘条机的上方；盘条机通过主轴架设可以收缩的钢筋骨架横筋盘条支架，主轴由驱动单元驱动旋转；横筋输送机的输送横筋钢筋条的机头滑动连接在横筋输送机机座的第二滑轨上，第二滑轨平行于主轴设置；纵筋输送机的输送纵筋钢筋条的机头前方设置有切割组件和提拉组件，若干提拉组件将切割下的单个纵筋钢筋条下放到钢筋骨架横筋盘条支架的顶部；焊接机器人的焊接作业机械手焊接横筋和纵筋的十字交叉点。本发明所提供的技术方案，自动化程度高，有效提高钢筋骨架成型的质量和效率。

Description

一种钢筋骨架成型系统及钢筋骨架成型方法

技术领域

本发明属于钢筋工程技术领域，尤其涉及一种钢筋骨架成型系统及钢筋骨架成型方法。

背景技术

在工程建设中，钢筋骨架的制作是一道非常重要的工序。传统形式的钢筋骨架横筋为单个开口式，这种形式的横筋对混凝土约束力太低，而且，目前大多数是施工现场人工手工绑扎成型，工作强度大，工作效率低。然而，螺旋横筋在钢筋骨架的使用中不但节省了钢筋用量，提高了工作效率，而且显著提高了混凝土构件的承载力及抗破坏能力，进而达到了更好的抗震效果。现有钢筋骨架成型技术中，横截面为环状多边形的钢筋骨架产品成型技术正在逐步应用，并且楼房、桥梁等建筑中应用环状多边形截面钢筋骨架的需求很大。使用螺旋横筋的环状多边形截面钢筋骨架的预制工作越来越重要，亟需解决自动化成型提高生产效率。

因此，需要一种钢筋骨架成型系统来提高钢筋骨架预制成型工作的自动化水平，提高工作质量和效率，降低生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢筋骨架成型系统，应用在环状多边形截面钢筋骨架的预制工作中，能够机械化自动化成型，提高工作质量和效率，降低生产成本。

本发明的另一半目的是提供一种钢筋骨架成型方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种钢筋骨架成型系统，包括盘条机、横筋输送机、纵筋输送机和焊接机器人，所述横筋输送机和焊接机器人分别设置于所述盘条机的左右两侧，所述纵筋输送机通过纵筋输送机机架架设在所述盘条机的上方；

所述盘条机通过主轴架设可以收缩的钢筋骨架横筋盘条支架，所述主轴由驱动单元驱动旋转；所述横筋输送机的输送横筋钢筋条的机头通过滑板滑动连接在横筋输送机机座的第二滑轨上，所述第二滑轨平行于所述主轴设置；所述纵筋输送机的输送纵筋钢筋条的机头前方设置有切割组件和提拉组件，若干所述提拉组件将切割下的单个纵筋钢筋条下放到所述钢筋骨架横筋盘条支架的顶部；所述焊接机器人的焊接作业机械手通过滑板滑动连接在焊接机座的第三滑轨上，所述第三滑轨平行于所述主轴设置，所述焊接作业机械手焊接所述钢筋骨架横筋盘条支架的顶部的横筋和纵筋的十字交叉点。

进一步的，所述主轴由第一轴承座、第二轴承座和第三轴承座架设在所述盘条机机座上，所述驱动单元包括电机和大带轮，所述电机安装在所述盘条机机座的后部并且通过输出端的小带轮皮带连接所述大带轮，所述大带轮通过键连接在所述第一轴承座和第二轴承座之间的主轴轴段上。

进一步的，所述钢筋骨架横筋盘条支架包括若干伸缩支臂和若干横臂梁，所述主轴在所述第二轴承座和第三轴承座的轴段上同轴心设置有若干等间距间隔的安装圆盘，所述安装圆盘的外圆周上安装所述伸缩支臂的安装端，位于同一边线上的若干所述伸缩支臂的伸出端安装所述横臂梁。

进一步的，所述伸缩支臂包括框架，所述框架内侧底板安装液压缸，所述液压缸输出端通过转接头连接有滑杆，所述滑杆滑动穿过所述框架顶部的导向孔后，所述滑杆的头部设置有连接所述横臂梁的安装孔，所述框架的底部设置有两个支耳，所述支耳上设置有与所述安装圆盘连接的安装孔。

进一步的，所述第三轴承座的底部设置有滑槽，所述第三轴承座通过所述滑槽与所述盘条机机座的第一滑轨相连，所述第三轴承座的底部设置有定位锁紧结构，所述第三轴承座与所述主轴的轴端具体采用圆柱滚子轴承连接。

进一步的，所述横筋输送机的输送横筋钢筋条的机头前方设置有导向组件和加热组件，所述加热组件对输出的横筋钢筋条进行加热软化。

进一步的，所述纵筋输送机的切割组件设置在导向套管的末端，包括电动砂轮及其进给导轨支架，所述电动砂轮带动高速旋转的砂轮片沿着所述进给导轨支架往复动作完成切割所述纵筋钢筋条的作业。

进一步的，若干所述纵筋输送机的提拉组件设置在所述纵筋输送机机架的横梁底板的镂空部位的上方，所述提拉组件包括气缸和连接在所述气缸工作端的夹头，所述夹头为电磁铁夹头，完成所述纵筋钢筋条的导向吸附和到位后的放下工作。

相应的本发明实施例还提供一种钢筋骨架成型系统的钢筋骨架成型方法，包括：利用上述任意一项所述的钢筋骨架成型系统进行钢筋骨架成型工作，具体的作业包括以下几步：

步骤一，盘横筋，所述横筋输送机输出的横筋钢筋条的端头固定连接在所述盘条机的钢筋骨架横筋盘条支架的外圆周上，所述主轴由驱动单元驱动旋转，带动所述钢筋骨架横筋盘条支架旋转，根据设定的螺距，所述横筋输送机的机头沿着所述第二滑轨向外移动，横筋盘完后切断横筋钢筋条，并将端头固定在所述钢筋骨架横筋盘条支架的外圆周上；

步骤二，下纵筋，所述纵筋输送机的机头向前输送纵筋钢筋条，所述纵筋钢筋条沿着所述提拉组件的底部导向夹头部分输送，达到设定长度后，由所述切割组件切断，单根纵筋钢筋条由提拉组件下放到所述钢筋骨架横筋盘条支架的顶部并抵接在所述钢筋骨架横筋盘条支架的外圆周上的横筋钢筋条的弧顶处；

步骤三，焊接，所述焊接机器人的焊接作业机械手焊接所述钢筋骨架横筋盘条支架的顶部的横筋和纵筋的十字交叉点，所述焊接机器人沿着所述第三滑轨往复移动完成单根纵筋钢筋条与螺旋横筋的焊接工作；

通过重复步骤二和步骤三，完成整个圆周的纵筋钢筋条与螺旋横筋的焊接工作；

步骤四，下架，拆卸下所述主轴外轴端的支撑轴承座，所述钢筋骨架横筋盘条支架启动到缩小状态，将焊接好的钢筋骨架从悬臂的主轴外轴端拉出，所述钢筋骨架横筋盘条支架启动到撑开状态，安装好所述主轴外轴端的支撑轴承座，准备下一次的钢筋骨架成型工作。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

本发明钢筋骨架成型系统及钢筋骨架成型方法，通过沿转动组件旋转轴线中心对称设置的两组滑动手臂组件，能够同时作出取料、上料动作；设置在长臂内部的气缸驱动推杆结构，能够保证每个工件的夹持位置均可以单独夹紧，有效减少了夹持失误的情况。本发明所提供的方案能够有效提高取料、上料的工作效率，降低生产成本。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为本发明钢筋骨架成型系统立体结构示意图；

图2为本发明钢筋骨架成型系统主视结构示意图；

图3为本发明钢筋骨架成型系统的盘条机立体结构示意图；

图4为本发明钢筋骨架成型系统的盘条机主视结构示意图；

图5为本发明钢筋骨架成型系统的盘条机的伸缩支臂结构示意图；

附图标记说明：1、盘条机；101、盘条机机座；101a、第一滑轨；102、主轴；102a、安装圆盘；103、伸缩支臂；103a、框架；103b、液压缸；103c、转接头；103d、滑杆；103e、支耳；104、横臂梁；105、大带轮；106、接口盘；107、第一轴承座；108、第二轴承座；109、第三轴承座；110、电机；2、横筋输送机；201、横筋输送机机座；202、第二滑轨；203、加热组件；3、纵筋输送机；301、纵筋输送机机架；302、切割组件；303、提拉组件；303a、夹头；4、焊接机器人；401、焊接机座；402、第三滑轨。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种钢筋骨架成型系统及钢筋骨架成型方法，机械化自动化程度高，能够提高钢筋骨架成型的质量和效率。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考附图，图1为本发明钢筋骨架成型系统立体结构示意图；图2为本发明钢筋骨架成型系统主视结构示意图；图3为本发明钢筋骨架成型系统的盘条机立体结构示意图；图4为本发明钢筋骨架成型系统的盘条机主视结构示意图；图5为本发明钢筋骨架成型系统的盘条机的伸缩支臂结构示意图。

首先对本发明一种钢筋骨架成型系统一具体实施方式中，如图1～2所示，一种钢筋骨架成型系统包括盘条机1、横筋输送机2、纵筋输送机3和焊接机器人4，横筋输送机2和焊接机器人4分别设置于盘条机1的左右两侧，纵筋输送机3通过纵筋输送机机架301架设在盘条机1的上方。

盘条机1通过主轴102架设可以收缩的钢筋骨架横筋盘条支架，主轴102由驱动单元驱动旋转；横筋输送机2的输送横筋钢筋条的机头通过滑板滑动连接在横筋输送机机座201的第二滑轨202上，第二滑轨202平行于主轴102设置；纵筋输送机3的输送纵筋钢筋条的机头前方设置有切割组件302和提拉组件303，若干提拉组件303将切割下的单个纵筋钢筋条下放到钢筋骨架横筋盘条支架的顶部；焊接机器人4的焊接作业机械手通过滑板滑动连接在焊接机座401的第三滑轨402上，第三滑轨402平行于主轴102设置，焊接作业机械手焊接钢筋骨架横筋盘条支架的顶部的横筋和纵筋的十字交叉点。

工作时，横筋输送机2向盘条机1的钢筋骨架横筋盘条支架输送横筋钢筋条进行缠绕，同时横筋输送机2按照设定的螺距沿着第二滑轨202向外移动，纵筋输送机3输出纵筋钢筋条并完成切断由提拉组件303将切割下的单个纵筋钢筋条下放到钢筋骨架横筋盘条支架的顶部，焊接机器人4的焊接作业机械手完成钢筋骨架横筋盘条支架的顶部的横筋和纵筋的十字交叉点的焊接。

在本发明的一具体实施方式中，如图1～4所示，主轴102由第一轴承座107、第二轴承座108和第三轴承座109架设在盘条机机座101上，驱动单元包括电机110和大带轮105，电机110通过底座螺栓安装在盘条机机座101的后部，并且电机110通过输出端的小带轮皮带连接大带轮105，大带轮105通过键安装在第一轴承座107和第二轴承座108之间的主轴102轴段上。

在本发明的一具体实施方式中，如图3和图4所示，钢筋骨架横筋盘条支架包括若干伸缩支臂103和若干横臂梁104，主轴102在第二轴承座108和第三轴承座109的轴段上同轴心设置有若干等间距间隔的安装圆盘102a，安装圆盘102a的外圆周上通过螺栓安装伸缩支臂103的安装端，位于同一边线上的若干伸缩支臂103的伸出端通过螺栓安装横臂梁104。

在本发明的一具体实施方式中，如图5所示，伸缩支臂103包括框架103a，框架103a内侧底板通过螺栓底面法兰安装液压缸103b，液压缸103b输出端螺纹连接转接头103c，转接头103c另一端螺纹连接有滑杆103d，滑杆103d滑动穿过框架103a顶部的导向孔后，滑杆103d的头部设置有连接横臂梁104的安装孔，在滑杆103d和框架103a顶部的导向孔设置有防止周向转动的滑动键条。

框架103a的底部设置有两个对称的支耳103e，支耳103e上设置有与安装圆盘102a连接的安装孔。伸缩支臂103的液压缸103b带动滑杆103d完成伸缩动作，进一步带动横臂梁104伸缩，进而完成所述钢筋骨架横筋盘条支架的缩小和展开两种状态的转换。

在本发明的一具体实施方式中，如图1～4所示，第三轴承座109的底部设置有滑槽，第三轴承座109通过滑槽与盘条机机座101的第一滑轨101a相连，第三轴承座109的底部设置有定位锁紧结构，所述锁紧结构通过螺栓将第三轴承座109的底部紧固到盘条机机座101上。第三轴承座109与主轴102的轴端具体采用圆柱滚子轴承连接。所述圆柱滚子轴承的内圈过盈连接在主轴102的轴端轴段，所述圆柱滚子轴承的其余部分连接在第三轴承座109的座孔中，拆卸时，圆柱滚子轴承的内圈可以分离。

在本发明的一具体实施方式中，如图1～2所示，横筋输送机2的输送横筋钢筋条的机头前方设置有导向组件和加热组件203，加热组件203对输出的横筋钢筋条进行加热软化。加热组件203可以采用中频线圈对通过其中间孔的横筋钢筋条进行连续加热，便于盘条机1的钢筋骨架横筋盘条支架对横筋钢筋条进行缠盘加工。

在本发明的一具体实施方式中，如图1～2所示，纵筋输送机3的切割组件302设置在导向套管的末端，包括电动砂轮及其进给导轨支架，电动砂轮带动高速旋转的砂轮片沿着进给导轨支架往复动作完成切割纵筋钢筋条的作业。

在本发明的一具体实施方式中，如图1～2所示，纵筋输送机3的若干提拉组件303设置在纵筋输送机机架301的横梁底板的镂空部位的上方，提拉组件303包括气缸和连接在气缸工作端的夹头303a，夹头303a为电磁铁夹头，完成纵筋钢筋条的导向吸附和到位后的放下工作。夹头303a的端部为半圆形导向槽，并且上部设置有电磁铁线圈，从纵筋输送机3的输出机头输出的纵筋钢筋条依次通过夹头303a的端部为半圆形导向槽，完成吸住夹持。

本发明一种钢筋骨架成型系统一具体实施方式中，还包括控制系统，使用工业计算机完成各个控制参数的输入，并且控制焊接机器人4进行相应的焊接作业，焊接机器人4需要配备摄像头组件对需要焊接的横筋和纵筋交叉点的位置进行抓取，便于定位需要焊接的位置点。

基于上述钢筋骨架成型系统，本发明还提供一种钢筋骨架成型系统的钢筋骨架成型方法，利用上述的钢筋骨架成型系统进行钢筋骨架成型工作，具体的作业包括以下几步：

步骤一，盘横筋，横筋输送机2输出的横筋钢筋条的端头使用卡具固定连接在盘条机1的钢筋骨架横筋盘条支架的外圆周上，主轴102由电机110通过皮带传动系统驱动旋转，带动钢筋骨架横筋盘条支架旋转，根据设定的螺距，横筋输送机2的机头沿着第二滑轨202向外移动，横筋盘完后人工切断横筋钢筋条，并将端头使用卡具固定在钢筋骨架横筋盘条支架的外圆周上。

步骤二，下纵筋，纵筋输送机3的机头向前输送纵筋钢筋条，纵筋钢筋条沿着提拉组件303的底部的夹头303a部分输送，达到设定长度后，由切割组件302的电动砂轮切断，单根纵筋钢筋条由提拉组件303的气缸下放到钢筋骨架横筋盘条支架的顶部并抵接在钢筋骨架横筋盘条支架的外圆周上的横筋钢筋条的弧顶处。

步骤三，焊接，焊接机器人4的焊接作业机械手焊接钢筋骨架横筋盘条支架的顶部的横筋和纵筋的十字交叉点，焊接机器人4沿着第三滑轨402往复移动完成单根纵筋钢筋条与螺旋横筋的焊接工作；

通过重复步骤二和步骤三，完成整个圆周的纵筋钢筋条与螺旋横筋的焊接工作；

步骤四，下架，拆卸下主轴102外轴端的第三轴承座109，第三轴承座109松开锁紧结构沿着第一滑轨101a外移，使用吊具移走。钢筋骨架横筋盘条支架启动到缩小状态即所有的伸缩支臂103的液压缸103b带动滑杆103d和横臂梁104收缩，将焊接好的钢筋骨架从悬臂的主轴102外轴端拉出，钢筋骨架横筋盘条支架启动到撑开状态，安装好主轴102外轴端的第三轴承座109，准备下一次的钢筋骨架成型工作。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种钢筋骨架成型系统，其特征在于：包括盘条机（1）、横筋输送机（2）、纵筋输送机（3）和焊接机器人（4），所述横筋输送机（2）和焊接机器人（4）分别设置于所述盘条机（1）的左右两侧，所述纵筋输送机（3）通过纵筋输送机机架（301）架设在所述盘条机（1）的上方；

所述盘条机（1）通过主轴（102）架设可以收缩的钢筋骨架横筋盘条支架，所述主轴（102）由驱动单元驱动旋转；所述横筋输送机（2）的输送横筋钢筋条的机头通过滑板滑动连接在横筋输送机机座（201）的第二滑轨（202）上，所述第二滑轨（202）平行于所述主轴（102）设置；所述纵筋输送机（3）的输送纵筋钢筋条的机头前方设置有切割组件（302）和提拉组件（303），若干所述提拉组件（303）将切割下的单个纵筋钢筋条下放到所述钢筋骨架横筋盘条支架的顶部；所述焊接机器人（4）的焊接作业机械手通过滑板滑动连接在焊接机座（401）的第三滑轨（402）上，所述第三滑轨（402）平行于所述主轴（102）设置，所述焊接作业机械手焊接所述钢筋骨架横筋盘条支架的顶部的横筋和纵筋的十字交叉点。

2.根据权利要求1所述的钢筋骨架成型系统，其特征在于：所述主轴（102）由第一轴承座（107）、第二轴承座（108）和第三轴承座（109）架设在所述盘条机机座（101）上，所述驱动单元包括电机（110）和大带轮（105），所述电机（110）安装在所述盘条机机座（101）的后部并且通过输出端的小带轮皮带连接所述大带轮（105），所述大带轮（105）通过键连接在所述第一轴承座（107）和第二轴承座（108）之间的主轴（102）轴段上。

3.根据权利要求2所述的钢筋骨架成型系统，其特征在于：所述钢筋骨架横筋盘条支架包括若干伸缩支臂（103）和若干横臂梁（104），所述主轴（102）在所述第二轴承座（108）和第三轴承座（109）的轴段上同轴心设置有若干等间距间隔的安装圆盘（102a），所述安装圆盘（102a）的外圆周上安装所述伸缩支臂（103）的安装端，位于同一边线上的若干所述伸缩支臂（103）的伸出端安装所述横臂梁（104）。

4.根据权利要求3所述的钢筋骨架成型系统，其特征在于：所述伸缩支臂（103）包括框架（103a），所述框架（103a）内侧底板安装液压缸（103b），所述液压缸（103b）输出端通过转接头（103c）连接有滑杆（103d），所述滑杆（103d）滑动穿过所述框架（103a）顶部的导向孔后，所述滑杆（103d）的头部设置有连接所述横臂梁（104）的安装孔，所述框架（103a）的底部设置有两个支耳（103e），所述支耳（103e）上设置有与所述安装圆盘（102a）连接的安装孔。

5.根据权利要求4所述的钢筋骨架成型系统，其特征在于：所述第三轴承座（109）的底部设置有滑槽，所述第三轴承座（109）通过所述滑槽与所述盘条机机座（101）的第一滑轨（101a）相连，所述第三轴承座（109）的底部设置有定位锁紧结构，所述第三轴承座（109）与所述主轴（102）的轴端具体采用圆柱滚子轴承连接。

6.根据权利要求1所述的钢筋骨架成型系统，其特征在于：所述横筋输送机（2）的输送横筋钢筋条的机头前方设置有导向组件和加热组件（203），所述加热组件（203）对输出的横筋钢筋条进行加热软化。

7.根据权利要求1所述的钢筋骨架成型系统，其特征在于：所述纵筋输送机（3）的切割组件（302）设置在导向套管的末端，包括电动砂轮及其进给导轨支架，所述电动砂轮带动高速旋转的砂轮片沿着所述进给导轨支架往复动作完成切割所述纵筋钢筋条的作业。

8.根据权利要求7所述的钢筋骨架成型系统，其特征在于：若干所述纵筋输送机（3）的提拉组件（303）设置在所述纵筋输送机机架（301）的横梁底板的镂空部位的上方，所述提拉组件（303）包括气缸和连接在所述气缸工作端的夹头（303a），所述夹头（303a）为电磁铁夹头，完成所述纵筋钢筋条的导向吸附和到位后的放下工作。

9.一种钢筋骨架成型系统的钢筋骨架成型方法，其特征在于：利用如权利要求1～8任意一项所述的钢筋骨架成型系统进行钢筋骨架成型工作，具体的作业包括以下几步：

步骤一，盘横筋，所述横筋输送机（2）输出的横筋钢筋条的端头固定连接在所述盘条机（1）的钢筋骨架横筋盘条支架的外圆周上，所述主轴（102）由驱动单元驱动旋转，带动所述钢筋骨架横筋盘条支架旋转，根据设定的螺距，所述横筋输送机（2）的机头沿着所述第二滑轨（202）向外移动，横筋盘完后切断横筋钢筋条，并将端头固定在所述钢筋骨架横筋盘条支架的外圆周上；

步骤二，下纵筋，所述纵筋输送机（3）的机头向前输送纵筋钢筋条，所述纵筋钢筋条沿着所述提拉组件（303）的底部导向夹头部分输送，达到设定长度后，由所述切割组件（302）切断，单根纵筋钢筋条由提拉组件（303）下放到所述钢筋骨架横筋盘条支架的顶部并抵接在所述钢筋骨架横筋盘条支架的外圆周上的横筋钢筋条的弧顶处；

步骤三，焊接，所述焊接机器人（4）的焊接作业机械手焊接所述钢筋骨架横筋盘条支架的顶部的横筋和纵筋的十字交叉点，所述焊接机器人（4）沿着所述第三滑轨（402）往复移动完成单根纵筋钢筋条与螺旋横筋的焊接工作；

通过重复步骤二和步骤三，完成整个圆周的纵筋钢筋条与螺旋横筋的焊接工作；

步骤四，下架，拆卸下所述主轴（102）外轴端的支撑轴承座，所述钢筋骨架横筋盘条支架启动到缩小状态，将焊接好的钢筋骨架从悬臂的主轴（102）外轴端拉出，所述钢筋骨架横筋盘条支架启动到撑开状态，安装好所述主轴（102）外轴端的支撑轴承座，准备下一次的钢筋骨架成型工作。