CN111113063A - 双块式轨枕钢筋制作及安装系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于双块式轨枕自动化生产领域，具体是一种双块式轨枕钢筋制作及安装系统。包括钢筋制作系统和钢筋安装系统。钢筋制作系统包括数控弯箍机、工业机器人、抓取工装、焊接平台、传送带和电焊机，数控弯箍机独立设置在一处，传送带布设在数控弯箍机旁，焊接平台设置在传送带端部上方，工业机器人设置有两台且对称设置在传送带两侧，设置在传送带另一侧。钢筋安装系统包括门市支架、夹具、弯钩机、桁架分离机构、桁架钢筋平移架和钢筋组装平台，门式支架设置在钢筋组装平台外侧，门式支架上部两侧设置道轨，轨道上安装有可以沿其移动的夹具，钢筋组装平台设置在门式支架下方且与传送带连接。
Description
技术领域
本发明属于双块式轨枕自动化生产领域，具体是一种双块式轨枕钢筋制作及安装系统。
背景技术
双块式轨枕预制所需的箍筋和桁架钢筋均采用现场制作方式，然后工人现场手动入模组装及安装。传统人工制作钢筋时需要配合机械设备弯制成型箍筋和桁架钢筋然后人工焊接成型，然后人工分离整摞桁架钢筋依次将箍筋和桁架钢筋放入模具内预留槽口内，最后利用冷拔钢丝将箍筋和桁架钢筋连接在一起且用压板压住桁架钢筋。这种人工+机械的方式存在人员投入大、劳动强度高、作业时间长、质量不可控、施工效率慢等问题。另一方面，人工弯制成型和焊接钢筋存在安全隐患和职业健康危害，对施工人员身体有很大影响。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提供一种双块式轨枕钢筋制作及安装系统。
本发明采取以下技术方案：一种双块式轨枕钢筋制作及安装系统，包括钢筋制作系统和钢筋安装系统。
钢筋制作系统包括数控弯箍机、工业机器人、抓取工装、焊接平台、传送带和电焊机，数控弯箍机独立设置在一处，传送带布设在数控弯箍机旁，焊接平台设置在传送带端部上方，工业机器人设置有两台且对称设置在传送带两侧，其中一台工业机器人端部安装抓取工装，另一台工业机器人上安装电焊机，设置在传送带另一侧。
钢筋安装系统包括门市支架、夹具、弯钩机、桁架分离机构、桁架钢筋平移架和钢筋组装平台，门式支架设置在钢筋组装平台外侧，门式支架上部两侧设置道轨，轨道上安装有可以沿其移动的夹具，钢筋组装平台设置在门式支架下方且与传送带连接；钢筋组装平台两侧设置有弯钩机；钢筋组装平台与桁架分离机构错位设置，两者中间用桁架钢筋平移架连接运输。
抓取工装底部两侧分别设置有左侧凹槽和右侧凹槽，左侧凹槽和右侧凹槽之间设置可移动凹槽，可移动凹槽端部连接气缸，并通过气缸伸缩实现凹槽的移动。
焊接平台倾斜设置，焊接平台上设置有压板和限位挡块，限位挡块沿焊接平台上下左右分别设置有一块，其中上部、左侧以及右侧的限位挡块固定在焊接平台上，下部的限位挡块安装在气缸上。
夹具包括压板旋转装置、钢筋按压板、桁架抓手和钢筋防脱落顶板，夹具下侧中部安装压板旋转装置，压板旋转装置安装在夹具内侧中心位置，钢筋按压板、桁架抓手和钢筋防脱落顶板以中心线左右对称布设，钢筋方脱落顶板通过气缸连接在夹具底部，桁架抓手底部设置有两个并排设置的凹槽。
压板旋转装置包括设置在夹具底部中心的旋转架，旋转架的两侧通过气缸与勾架固定连接，勾架上设置有穿孔。
桁架分离机构包括分离机构、支架和提升气缸，支架中部安装提升气缸，提升气缸下端连接长板，长板两端通过中轴连接分离机构，分离机构上部两侧对称设置有正置梯形，分离机构下部两侧对称设置有倒置梯形，正置梯形和倒置梯形的端部连接伸缩气缸。
钢筋组装平台包括传送带、顶块和弯钩机，传送带两侧设置弯钩机，传送带下方设置顶块，顶块底部设置升降油缸。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明结构简单、设计合理且投入成本低，安装布设方便且占用面积小。
2、本发明使用操作简便，操作难度低。
3、本发明减少人员投入、降低劳动强度。
4、本发明简化作业工序，提高作业速度，合理有效的提高施工效率。
5、本发明解决了人工弯制焊接所造成的弯制长度及角度不足、焊接不饱满、长度不足、烧伤钢筋的问题，保证了箍筋及桁架钢筋制作质量。
6、本发明现场制作挂钩避免了漏挂和箍筋歪斜等情况，消除钢筋贴膜现象。
7、本发明自动旋转压板限制钢筋位置，消除人为漏压和压不到位的情况，保证钢筋位置固定，放置钢筋上浮和偏移。
7、本发明全过程自动制作及安装钢筋，精准控制降低安全隐患，无人员操作消除职业健康危害。
附图说明
图1为本发明提供的箍筋焊接示意图；
图2为本发明提供的钢筋安装系统示意图；
图3为本发明提供的钢筋组装平台示意图；
图4为本发明提供的抓取工装示意图；
图5为本发明提供的焊接平台示意图；
图6为本发明提供的夹具示意图；
图7为桁架钢筋平移架结构示意图；
图8为压板旋转装置结构示意图；
图9为桁架分离机构示意图；
图10为桁架分离机构局部示意图；
图中，1-箍筋；2-数控弯箍机；3-工业机器人；4-抓取工装；4.1-左侧凹槽；4.2-右侧凹槽；4.3-可移动凹槽；5-电焊机；6-焊接平台；6.1-压板；6.2-限位挡块；6.3-气缸；7-传送带；8-双块式轨枕模具；9-门式支架；10-夹具；11-钢筋组装平台；12-弯钩机；13-桁架钢筋平移架；14-桁架分离机构；14.1-分离机构；14.2-支架；14.3-提升气缸；14.4-长板；14.5-中轴；14.6-伸缩气缸；14.7-正置梯形；14.8-倒置梯形；15-桁架钢筋；16-压板旋转装置；18-钢筋按压板；19-桁架抓手；20-钢筋防脱落顶板；21-旋转架；22-气缸；23-勾架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
如图1、图2、图3所示，一种双块式轨枕钢筋制作及安装系统，包括钢筋制作系统和钢筋安装系统。
钢筋制作系统包括数控弯箍机2、工业机器人3、抓取工装4、焊接平台6、传送带7和电焊机5，数控弯箍机2独立设置在一处，传送带7布设在数控弯箍机2旁，焊接平台6设置在传送带7端部上方，工业机器人3设置有两台且对称设置在传送带7两侧，其中一台工业机器人3端部安装抓取工装4，另一台工业机器人3上安装电焊机5，设置在传送带另一侧。
钢筋安装系统包括门市支架9、夹具10、弯钩机12、桁架分离机构14、桁架钢筋平移架13和钢筋组装平台11，门式支架9设置在钢筋组装平台11外侧，门式支架9上部两侧设置道轨，轨道上安装有可以沿其移动的夹具10，钢筋组装平台11设置在门式支架9下方且与传送带7连接；钢筋组装平台11两侧设置有弯钩机；钢筋组装平台11与桁架分离机构14错位设置，两者中间用桁架钢筋平移架13连接运输。
抓取工装4底部两侧分别设置有左侧凹槽4.1和右侧凹槽4.2，左侧凹槽4.1和右侧凹槽4.2之间设置可移动凹槽4.3，可移动凹槽4.3端部连接气缸，并通过气缸伸缩实现凹槽的移动。通过移动抓取箍筋一侧钢筋，最左侧凹槽限制箍筋另一侧，保证可抓起和摆放至焊接平台上。
焊接平台6倾斜设置，焊接平台6上设置有压板6.1和限位挡块6.2，限位挡块6.2沿焊接平台6上下左右分别设置有一块，其中上部、左侧以及右侧的限位挡块6.2固定在焊接平台6上，下部的限位挡块6.2安装在气缸6.3上。
夹具10包括压板旋转装置16、钢筋按压板18、桁架抓手19和钢筋防脱落顶板20，夹具10下侧中部安装压板旋转装置16，压板旋转装置16安装在夹具10内侧中心位置，钢筋按压板18、桁架抓手19和钢筋防脱落顶板20以中心线左右对称布设，钢筋方脱落顶板20通过气缸连接在夹具10底部，桁架抓手19底部设置有两个并排设置的凹槽。
压板旋转装置16包括设置在夹具10底部中心的旋转架21，旋转架21的两侧通过气缸22与勾架23固定连接，勾架23上设置有穿孔。
桁架分离机构14包括分离机构14.1、支架14.2和提升气缸14.3，支架14.2中部安装提升气缸14.3，提升气缸14.3下端连接长板14.4，长板14.4两端通过中轴14.5连接分离机构14.1，分离机构14.1上部两侧对称设置有正置梯形14.7，分离机构14.1下部两侧对称设置有倒置梯形14.8，正置梯形14.7和倒置梯形14.8的端部连接伸缩气缸14.6。通过升降气缸实现升降动作；桁架分离机构底部为左右对称结构，分离机构末端上部为正置梯形，两侧可通过气缸伸缩实现重合，从而挑起桁架钢筋上弦筋；分离机构末端下部为倒置梯形，通过伸缩气缸伸缩可挑起桁架钢筋下弦筋，在分离机构末端可沿中轴旋转180°实现桁架钢筋的翻转倒置。
钢筋组装平台11包括传送带11.1、顶块11.2和弯钩机11.3，传送带11.1两侧设置弯钩机11.3，传送带11.1下方设置顶块11.2，顶块11.2底部设置升降油缸。传送带是将箍筋运送到指定位置；顶块底部连接气缸，通过气缸伸缩实现顶块升降，箍筋到达指定位置后定位升起；弯钩机是采用低碳钢冷拔丝现场弯制两端均有勾的挂钩连接件，并将箍筋和桁架钢筋连接在一起。
本发明的工作过程如下：不同型号的冷轧钢筋通过桁架钢筋数控生产线放料、矫直、焊接、剪切、码放后一排桁架钢筋运输至桁架分离机构上，通过桁架分离机构分离出两个桁架钢筋后翻转并排放置在桁架钢筋平移架，桁架钢筋运至钢筋组装平台前面。于此同时，数控弯箍机通过放料、矫直、弯制成型未封闭的箍筋，由安装抓取工装的工业机器人将箍筋抓取放置到焊接平台上，焊接平台通过挤压限位定形，安装电焊机的工业机器人通过设定坐标定位箍筋焊接处进行二氧化碳保护焊，焊接完成后焊接平台放松使箍筋滑落至传送带上，经传送带运输至钢筋组装平台指定位置。两根箍筋到达指定位置后组装平台下方托架升起使箍筋升起一定高度，夹具夹起桁架钢筋平移架上的两根桁架钢筋运至钢筋组装平台上方，弯钩机采用冷拔钢筋在箍筋和桁架钢筋上弯制挂钩，使得挂钩勾住箍筋和桁架钢筋，弯钩完成后组装平台下方托架下降至原有位置使得挂钩上下分别勾住箍筋和桁架钢筋，保持箍筋悬挂在桁架钢筋下方，夹具夹起组装完成的钢筋升至一定高度，通过坐标位置定位准确平移至模具内腔对应内腔正上方，对位后夹具缓慢下降将钢筋放入模具内腔预留凹槽里，夹具放松下压后压板旋转装置夹起模具中间压板旋转90度使压板压牢桁架钢筋，放置钢筋引布料和振动导致钢筋上浮和钢筋脱落现象。入模安装完成后夹具返回钢筋组装平台上方等待下一组钢筋组装及安装。待模具内内腔全部安装完成后模具进入下一工序。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。
Claims (7)
1.一种双块式轨枕钢筋制作及安装系统，其特征在于：包括钢筋制作系统和钢筋安装系统，
所述的钢筋制作系统包括数控弯箍机（2）、工业机器人（3）、抓取工装（4）、焊接平台（6）、传送带（7）和电焊机（5），数控弯箍机（2）独立设置在一处，传送带（7）布设在数控弯箍机（2）旁，焊接平台（6）设置在传送带（7）端部上方，工业机器人（3）设置有两台且对称设置在传送带（7）两侧，其中一台工业机器人（3）端部安装抓取工装（4），另一台工业机器人（3）上安装电焊机（5），设置在传送带另一侧；
所述的钢筋安装系统包括门市支架（9）、夹具（10）、弯钩机（12）、桁架分离机构（14）、桁架钢筋平移架（13）和钢筋组装平台（11），门式支架（9）设置在钢筋组装平台（11）外侧，门式支架（9）上部两侧设置道轨，轨道上安装有可以沿其移动的夹具（10），钢筋组装平台（11）设置在门式支架（9）下方且与传送带（7）连接；钢筋组装平台（11）两侧设置有弯钩机；钢筋组装平台（11）与桁架分离机构（14）错位设置，两者中间用桁架钢筋平移架（13）连接运输。
2.根据权利要求1所述的双块式轨枕钢筋制作及安装系统，其特征在于：所述的抓取工装（4）底部两侧分别设置有左侧凹槽（4.1）和右侧凹槽（4.2），左侧凹槽（4.1）和右侧凹槽（4.2）之间设置可移动凹槽（4.3），可移动凹槽（4.3）端部连接气缸，并通过气缸伸缩实现凹槽的移动。
3.根据权利要求1所述的双块式轨枕钢筋制作及安装系统，其特征在于：所述的焊接平台（6）倾斜设置，焊接平台（6）上设置有压板（6.1）和限位挡块（6.2），限位挡块（6.2）沿焊接平台（6）上下左右分别设置有一块，其中上部、左侧以及右侧的限位挡块（6.2）固定在焊接平台（6）上，下部的限位挡块（6.2）安装在气缸（6.3）上。
4.根据权利要求1所述的双块式轨枕钢筋制作及安装系统，其特征在于：所述的夹具（10）包括压板旋转装置（16）、钢筋按压板（18）、桁架抓手（19）和钢筋防脱落顶板（20），夹具（10）下侧中部安装压板旋转装置（16），压板旋转装置（16）安装在夹具（10）内侧中心位置，钢筋按压板（18）、桁架抓手（19）和钢筋防脱落顶板（20）以中心线左右对称布设，钢筋方脱落顶板（20）通过气缸连接在夹具（10）底部，桁架抓手（19）底部设置有两个并排设置的凹槽。
5.根据权利要求4所述的双块式轨枕钢筋制作及安装系统，其特征在于：所述的压板旋转装置（16）包括设置在夹具（10）底部中心的旋转架（21），旋转架（21）的两侧通过气缸（22）与勾架（23）固定连接，勾架（23）上设置有穿孔。
6.根据权利要求1所述的双块式轨枕钢筋制作及安装系统，其特征在于：所述的桁架分离机构（14）包括分离机构（14.1）、支架（14.2）和提升气缸（14.3），支架（14.2）中部安装提升气缸（14.3），提升气缸（14.3）下端连接长板（14.4），长板（14.4）两端通过中轴（14.5）连接分离机构（14.1），分离机构（14.1）上部两侧对称设置有正置梯形（14.7），分离机构（14.1）下部两侧对称设置有倒置梯形（14.8），正置梯形（14.7）和倒置梯形（14.8）的端部连接伸缩气缸（14.6）。
7.根据权利要求1所述的双块式轨枕钢筋制作及安装系统，其特征在于：所述的钢筋组装平台（11）包括传送带（11.1）、顶块（11.2）和弯钩机（11.3），传送带（11.1）两侧设置弯钩机（11.3），传送带（11.1）下方设置顶块（11.2），顶块（11.2）底部设置升降油缸。
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