CN111496451A - 用于管片钢筋笼的自动焊接系统及其施工方法 - Google Patents

用于管片钢筋笼的自动焊接系统及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于管片钢筋笼的自动焊接系统及其施工方法，包括：依次设置的单片焊接装置、吊运装置以及总装焊接装置；该单片焊接装置包括第一焊接机械手以及与第一焊接机械手相对设置且可沿竖直方向转动的第一固定件；该总装焊接装置包括第二焊接机械手以及与第二焊接机械手相对设置且可沿竖直方向转动的第二固定件；吊运装置，以供从单片焊接装置中吊运网片单元至总装焊接装置。本发明有效地解决了管片钢筋笼焊接质量不稳定的问题，利用自动焊接系统对管片钢筋笼进行焊接，减少了人工用量，降低了人力成本，提高了标准化程度，保证钢筋笼成品质量的一致性，减少了人为因素对质量的影响，提升生产效率。

Description

用于管片钢筋笼的自动焊接系统及其施工方法
技术领域
本发明涉及建筑施工领域，特指一种用于管片钢筋笼的自动焊接系统及其施工方法。
背景技术
随着社会发展，地铁、隧道等地下建筑日趋增多，目前用于地下建筑的管片钢筋笼通常是由人工焊接而成，但实际焊接过程中，由于受到人为因素的影响，不同焊点的焊接质量不一致，使得焊接质量不稳定，导致不同焊工制作成形的钢筋笼质量差别大，对后续的施工质量造成影响，另外人工焊接成本较高，且焊接速度慢，施工效率低下。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种用于管片钢筋笼的自动焊接系统及其施工方法，解决了管片钢筋笼焊接质量不稳定的问题，利用自动焊接系统对管片钢筋笼进行焊接，减少了人工用量，降低了人力成本，提高了标准化程度，保证钢筋笼成品质量的一致性，减少了人为因素对质量的影响，提升生产效率。
实现上述目的的技术方案是：
本发明提供了一种用于管片钢筋笼的自动焊接系统，包括依次设置的单片焊接装置、吊运装置以及总装焊接装置；
该单片焊接装置包括第一焊接机械手以及与第一焊接机械手相对设置且可沿水平方向转动的第一固定件，通过固定钢筋于第一固定件，进而转动第一固定件并利用第一焊接机械手焊接连接钢筋以形成网片单元；
该总装焊接装置包括第二焊接机械手以及与第二焊接机械手相对设置且可沿水平方向转动的第二固定件，通过固定若干网片单元于第二固定件，并穿设若干箍筋以环箍住若干网片单元，进而转动第二固定件并利用第二焊接机械手焊接连接若干网片单元和箍筋以形成管片钢筋笼；
吊运装置，以供从单片焊接装置中吊运网片单元至总装焊接装置。
本发明采用用于管片钢筋笼的自动焊接系统，通过单片焊接装置将钢筋焊接成片状的网片单元，进而利用吊运装置将若干网片单元吊运至总装焊接装置中，固定于第二固定件，并利用箍筋环箍住若干网片单元，焊接连接后形成一体的管片钢筋笼，再利用吊运装置将管片钢筋笼从总装焊接装置中向外吊运，解决了管片钢筋笼焊接质量不稳定的问题，利用自动焊接系统对管片钢筋笼进行焊接，减少了人工用量，降低了人力成本，提高了标准化程度，保证钢筋笼成品质量的一致性，减少了人为因素对质量的影响，提升生产效率。
本发明用于管片钢筋笼的自动焊接系统的进一步改进在于，该第一固定件包括台座、转动连接于台座的顶部的固定板以及间隔安装于固定板的第一夹具，通过第一夹具固定钢筋于固定板，进而转动固定板并利用第一焊接机械手焊接连接钢筋以形成网片单元。
本发明用于管片钢筋笼的自动焊接系统的进一步改进在于，该固定板对应网片单元呈弧形。
本发明用于管片钢筋笼的自动焊接系统的进一步改进在于，该第一固定件相对设置于第一焊接机械手的两侧。
本发明用于管片钢筋笼的自动焊接系统的进一步改进在于，该第二固定件包括基座、转动连接于基座的限位架以及相对设置于限位架的两侧的第二夹具，该限位架间隔开设有若干供定位箍筋的定位槽；
通过第二夹具固定若干网片单元于限位架，进而对应定位槽穿设若干箍筋以环箍住若干网片单元，转动限位架并利用第二焊接机械手焊接连接若干网片单元和箍筋以形成管片钢筋笼。
本发明用于管片钢筋笼的自动焊接系统的进一步改进在于，该限位架的横截面对应网片单元呈弧形。
本发明用于管片钢筋笼的自动焊接系统的进一步改进在于，还包括设置于单片焊接装置与总装焊接装置之间且供暂时放置网片单元的放置架，该放置架间隔开设有与网片单元相匹配的若干卡槽，通过网片单元插设于卡槽内，使得网片单元固定置于放置架。
本发明提供了一种用于管片钢筋笼的自动焊接系统的施工方法，包括如下步骤：
提供自动焊接系统，将钢筋对应固定于单片焊接装置的第一固定件，转动第一固定件并利用第一焊接机械手焊接连接钢筋，以形成网片单元；
利用吊运装置将网片单元吊运至总装焊接装置，将若干网片单元固定于总装焊接装置的第二固定件，并穿设若干箍筋以环箍住若干网片单元，转动第二固定件并利用第二焊接机械手焊接连接若干网片单元和箍筋，以形成管片钢筋笼。
本发明用于管片钢筋笼的自动焊接系统的施工方法的进一步改进在于，该第一固定件包括台座、转动连接于台座顶部的固定板以及间隔安装于固定板的第一夹具；
利用第一夹具固定钢筋于固定板，转动固定板，并利用第一焊接机械手焊接连接钢筋，以形成网片单元。
本发明用于管片钢筋笼的自动焊接系统的施工方法的进一步改进在于，该第二固定件包括基座、转动连接于基座的限位架以及相对设置于限位架的两侧的第二夹具，该限位架间隔开设有若干供定位箍筋的定位槽；
利用第二夹具固定若干网片单元于限位架，对应定位槽穿设若干箍筋以环箍住若干网片单元，转动限位架并利用第二焊接机械手连接若干网片单元和箍筋，以形成管片钢筋笼。
附图说明
图1为本发明用于管片钢筋笼的自动焊接系统中单片焊接装置的俯视图。
图2为本发明用于管片钢筋笼的自动焊接系统中总装焊接装置的俯视图。
图3为本发明用于管片钢筋笼的自动焊接系统中放置架的侧面剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明采用用于管片钢筋笼的自动焊接系统，通过单片焊接装置将钢筋焊接成片状的网片单元，进而利用吊运装置将若干网片单元吊运至总装焊接装置中，固定于第二固定件，并利用箍筋环箍住若干网片单元，焊接连接后形成一体的管片钢筋笼，再利用吊运装置将管片钢筋笼从总装焊接装置中向外吊运，解决了管片钢筋笼焊接质量不稳定的问题，利用自动焊接系统对管片钢筋笼进行焊接，减少了人工用量，降低了人力成本，提高了标准化程度，保证钢筋笼成品质量的一致性，减少了人为因素对质量的影响，提升生产效率。下面结合附图对本发明用于管片钢筋笼的自动焊接系统进行说明。
参阅图1，图1为本发明用于管片钢筋笼的自动焊接系统中单片焊接装置的俯视图。下面结合图1，对本发明用于管片钢筋笼的自动焊接系统进行说明。
如图1和图2所示，本发明用于管片钢筋笼的自动焊接系统，包括依次设置的单片焊接装置11、吊运装置以及总装焊接装置12；
该单片焊接装置11包括第一焊接机械手111以及与第一焊接机械手111相对设置且可沿水平方向转动的第一固定件112，通过固定钢筋于第一固定件112，进而转动第一固定件112并利用第一焊接机械手111焊接连接钢筋以形成网片单元14，转动第一固定件112时，第一焊接机械手111可从不同角度对钢筋进行焊接，以使得钢筋更加牢固地焊接连接；
该总装焊接装置12包括第二焊接机械手121以及与第二焊接机械手121相对设置且可沿水平方向转动的第二固定件122，通过固定若干网片单元于第二固定件122，并穿设若干箍筋以环箍住若干网片单元14，进而转动第二固定件122并利用第二焊接机械手121焊接连接若干网片单元14和箍筋以形成管片钢筋笼；
吊运装置，以供从单片焊接装置11中吊运网片单元14至总装焊接装置12。
具体的，结合图3所示，还包括设置于单片焊接装置11与总装焊接装置12之间且供暂时放置网片单元14的放置架13，该放置架13间隔开设有与网片单元14相匹配的若干卡槽，通过网片单元14插设于卡槽内，使得网片单元14固定置于放置架13，吊运装置将制作完成的网片单元14暂时放置于放置架13上，后续总装焊接管片钢筋笼时利用吊运装置从放置架13上取出若干网片单元14吊运至总装焊接装置12即可。
较佳地，吊运装置包括起重机以及吊钩，通过吊钩勾住网片单元14或管片钢筋笼以吊运网片单元14或管片钢筋笼。
作为本发明的一较佳实施方式，第一固定件112包括台座1121、转动连接于台座1121的顶部的固定板1122以及间隔安装于固定板1122的第一夹具1123，通过第一夹具1123固定钢筋于固定板1122，进而转动固定板1122并利用第一焊接机械手111焊接连接钢筋以形成网片单元14。
进一步的，该固定板1122对应网片单元14呈弧形。
具体的，该第一固定件112相对设置于第一焊接机械手111的两侧。
较佳地，该固定板1122可通过转动轴与台座1121转动连接，或者该固定板1122也可铰接于台座1121，进而利用气缸顶推固定板1122，使得固定板1122转动。
具体的，钢筋包括预先制作好的外弧筋142和呈类U形的内弧筋141，内弧筋141的两端弯折形成弯折段以供与外弧筋142焊接连接，固定板1122对应弯折段与外弧筋142的连接处形成有L形缺口，在焊接此处时，可通过转动固定板1122使得固定板1122与水平面呈90°，此时第一焊接机械手111可通过该L形缺口对弯折段与外弧筋142进行焊接连接。
进一步的，该第二固定件122包括基座1221、转动连接于基座1221的限位架1222以及相对设置于限位架1222的两侧的第二夹具1224，该限位架1222间隔开设有若干供定位箍筋的定位槽1223；
通过第二夹具1224固定若干网片单元14于限位架1222，对应定位槽1223穿设若干箍筋以环箍住若干网片单元14，转动限位架1222并利用第二焊接机械手121焊接连接若干网片单元14和箍筋以形成管片钢筋笼。
较佳地，该第二夹具1224于限位架的侧部间隔设置有若干个，待网片单元14插设于相对两个第二夹具1224中后，收紧第二夹具1224，以夹固住网片单元14。
具体的，该限位架1222的横截面对应网片单元14呈弧形。
较佳地，该第二固定件122相对设置于第二焊接机械手121的两侧。
较佳地，该基座1221底部设有滑轨，基座1221滑设于滑轨，基座1221可沿滑轨来回滑动，以保证第二焊接机械手121能够充分焊接连接网片单元14和箍筋。
具体的，该限位架1222包括呈U形的U形部以及封堵于U形部的开口处的弧形部，该弧形部对称分为两段且对应的端部转动连接于U形部对应的端部，即弧形部可从中部向两侧分开，从而敞开U形部的开口，以便穿设箍筋，待箍筋穿设完毕后将弧形部闭合，从而封闭U形部的开口，达到进一步固定网片单元和箍筋的目的，在转动过程中，两者也不会发生相对位移。
本发明的具体实施方法如下：
预先将钢筋制作成外弧筋、内弧筋以及若干供连接于外弧筋与内弧筋之间的支撑筋，可使用气缸弯折外弧筋和内弧筋，且内弧筋的端部弯折形成供与外弧筋相连接的弯折段；
将外弧筋和内弧筋对应通过第一夹具1123固定于固定板1122上，且外弧筋与弯折段的连接处位于固定板1122的L形缺口处，利用第一夹具1123夹固并定位支撑筋；
转动固定板1122，使得固定板1122与水平面呈30°夹角，第一焊接机械手111伸缩转动并焊接连接支撑筋和外弧筋以及内弧筋，再转动固定板1122，使得固定板1122与水平面呈90°夹角，第一焊接机械手111通过固定板1122的L形缺口对外弧筋和弯折段进行焊接，使得外弧筋与内弧筋固定连接，此时焊接完成，转动固定板1122，使得固定板1122与水平面水平，松开第一夹具1123，利用吊运装置将焊接形成的网片单元14吊运至放置架13；
转动限位架1222，使得限位架1222的弧形部朝上并呈敞开状态，利用吊运装置将放置架13上的若干网片单元14吊运至限位架1222中，并利用限位架1222两侧的第二夹具1224固定住网片单元14，对应限位架1222上的定位槽1223穿设箍筋，以环箍住若干网片单元14，闭合弧形部以封闭U形部的开口，从而进一步固定网片单元14和箍筋；
转动限位架1222，使得限位架1222的弧形部朝向远离第二焊接机械手121的一侧，利用第二焊接机械手121焊接连接网片单元14和箍筋，转动限位架1222，使得限位架1222的弧形部朝向第二焊接机械手121，利用第二焊接机械手121焊接连接网片单元14和箍筋，焊接完成后转动限位架1222，使得弧形部朝上，打开弧形部松开第二夹具1224，利用吊运装置将焊接好的管片钢筋笼从限位架1222中取出并吊运至指定位置。
本发明还提供了一种用于管片钢筋笼的自动焊接系统的施工方法，该方法包括如下步骤：
提供自动焊接系统，将钢筋对应固定于单片焊接装置11的第一固定件112，转动第一固定件112并利用第一焊接机械手111焊接连接钢筋，以形成网片单元14；
利用吊运装置将网片单元14吊运至总装焊接装置12，将若干网片单元14固定于总装焊接装置12的第二固定件122，并穿设若干箍筋以环箍住若干网片单元14，转动第二固定件122并利用第二焊接机械手121焊接连接若干网片单元14和箍筋，以形成管片钢筋笼。
进一步的，该第一固定件112包括台座1121、转动连接于台座1121顶部的固定板1122以及间隔安装于固定板1122的第一夹具1123；
利用第一夹具1123固定钢筋于固定板1122，转动固定板1122，并利用第一焊接机械手111焊接连接钢筋，以形成网片单元14。
进一步的，该第二固定件122包括基座1221、转动连接于基座1221的限位架1222以及相对设置于限位架1222的两侧的第二夹具1224，该限位架1222间隔开设有若干供定位箍筋的定位槽1223；
利用第二夹具1224固定网片单元14于限位架1222，对应定位槽1223穿设若干箍筋以环箍住若干网片单元14，转动限位架1222并利用第二焊接机械手121连接若干网片单元14和箍筋，以形成管片钢筋笼。
本发明提供的施工方法实际实施的具体操作方式如下：
预先将钢筋制作成外弧筋、内弧筋以及若干供连接于外弧筋与内弧筋之间的支撑筋，可使用气缸弯折外弧筋和内弧筋，且内弧筋的端部弯折形成供与外弧筋相连接的弯折段；
将外弧筋和内弧筋对应通过第一夹具1123固定于固定板1122上，且外弧筋与弯折段的连接处位于固定板1122的L形缺口处，利用第一夹具1123夹固并定位支撑筋；
转动固定板1122，使得固定板1122与水平面呈30°夹角，第一焊接机械手111伸缩转动并焊接连接支撑筋和外弧筋以及内弧筋，再转动固定板1122，使得固定板1122与水平面呈90°夹角，第一焊接机械手111通过固定板1122的L形缺口对外弧筋和弯折段进行焊接，使得外弧筋与内弧筋固定连接，此时焊接完成，转动固定板1122，使得固定板1122与水平面水平，松开第一夹具1123，利用吊运装置将焊接形成的网片单元14吊运至放置架13；
转动限位架1222，使得限位架1222的弧形部朝上并呈敞开状态，利用吊运装置将放置架13上的若干网片单元14吊运至限位架1222中，并利用限位架1222两侧的第二夹具1224固定住网片单元14，对应限位架1222上的定位槽1223穿设箍筋，以环箍住若干网片单元14，闭合弧形部以封闭U形部的开口，从而进一步固定网片单元14和箍筋；
转动限位架1222，使得限位架1222的弧形部朝向远离第二焊接机械手121的一侧，利用第二焊接机械手121焊接连接网片单元14和箍筋，转动限位架1222，使得限位架1222的弧形部朝向第二焊接机械手121，利用第二焊接机械手121焊接连接网片单元14和箍筋，焊接完成后转动限位架1222，使得弧形部朝上，打开弧形部松开第二夹具1224，利用吊运装置将焊接好的管片钢筋笼从限位架1222中取出并吊运至指定位置。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于管片钢筋笼的自动焊接系统，其特征在于，包括依次设置的单片焊接装置、吊运装置以及总装焊接装置；
所述单片焊接装置包括第一焊接机械手以及与所述第一焊接机械手相对设置且可沿水平方向转动的第一固定件，通过固定钢筋于所述第一固定件，进而转动所述第一固定件并利用所述第一焊接机械手焊接连接所述钢筋以形成网片单元；
所述总装焊接装置包括第二焊接机械手以及与所述第二焊接机械手相对设置且可沿水平方向转动的第二固定件，通过固定若干所述网片单元于所述第二固定件，并穿设若干箍筋以环箍住若干所述网片单元，进而转动所述第二固定件并利用所述第二焊接机械手焊接连接若干所述网片单元和所述箍筋以形成管片钢筋笼；
所述吊运装置，以供从所述单片焊接装置中吊运所述网片单元至所述总装焊接装置。
2.如权利要求1所述的用于管片钢筋笼的自动焊接系统，其特征在于，所述第一固定件包括台座、转动连接于所述台座的顶部的固定板以及间隔安装于所述固定板的第一夹具，通过所述第一夹具固定所述钢筋于所述固定板，进而转动所述固定板并利用所述第一焊接机械手焊接连接所述钢筋以形成所述网片单元。
3.如权利要求2所述的用于管片钢筋笼的自动焊接系统，其特征在于，所述固定板对应所述网片单元呈弧形。
4.如权利要求1所述的用于管片钢筋笼的自动焊接系统，其特征在于，所述第一固定件相对设置于所述第一焊接机械手的两侧。
5.如权利要求1所述的用于管片钢筋笼的自动焊接系统，其特征在于，所述第二固定件包括基座、转动连接于所述基座的限位架以及相对设置于所述限位架的两侧的第二夹具，所述限位架间隔开设有若干供定位所述箍筋的定位槽；
通过所述第二夹具固定若干所述网片单元于所述限位架，进而对应所述定位槽穿设若干所述箍筋以环箍住若干所述网片单元，转动所述限位架并利用所述第二焊接机械手焊接连接若干所述网片单元和所述箍筋以形成所述管片钢筋笼。
6.如权利要求5所述的用于管片钢筋笼的自动焊接系统，其特征在于，所述限位架的横截面对应所述网片单元呈弧形。
7.如权利要求1所述的用于管片钢筋笼的自动焊接系统，其特征在于，还包括设置于所述单片焊接装置与所述总装焊接装置之间且供暂时放置所述网片单元的放置架，所述放置架间隔开设有与所述网片单元相匹配的若干卡槽，通过所述网片单元插设于所述卡槽内，使得所述网片单元固定置于所述放置架。
8.一种如权利要求1所述的用于管片钢筋笼的自动焊接系统的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供所述自动焊接系统，将钢筋对应固定于所述单片焊接装置的第一固定件，转动所述第一固定件并利用所述第一焊接机械手焊接连接所述钢筋，以形成网片单元；
利用所述吊运装置将所述网片单元吊运至所述总装焊接装置，将若干所述网片单元固定于所述总装焊接装置的第二固定件，并穿设若干所述箍筋以环箍住若干所述网片单元，转动所述第二固定件并利用所述第二焊接机械手焊接连接若干所述网片单元和所述箍筋，以形成管片钢筋笼。
9.如权利要求8所述的用于管片钢筋笼的自动焊接系统的施工方法，其特征在于，所述第一固定件包括台座、转动连接于所述台座顶部的固定板以及间隔安装于所述固定板的第一夹具；
利用所述第一夹具固定所述钢筋于所述固定板，转动所述固定板，并利用所述第一焊接机械手焊接连接所述钢筋，以形成所述网片单元。
10.如权利要求8所述的用于管片钢筋笼的自动焊接系统的施工方法，其特征在于，所述第二固定件包括基座、转动连接于所述基座的限位架以及相对设置于所述限位架的两侧的第二夹具，所述限位架间隔开设有若干供定位所述箍筋的定位槽；
利用所述第二夹具固定若干所述网片单元于所述限位架，对应所述定位槽穿设若干所述箍筋以环箍住若干所述网片单元，转动所述限位架并利用所述第二焊接机械手焊接连接若干所述网片单元和所述箍筋，以形成所述管片钢筋笼。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114473276A (zh) * 2022-01-26 2022-05-13 山西路桥第七工程有限公司 隧道拱架焊接机器人

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