CN111922586A - 一种钢筋笼立体焊接模具及钢筋笼立体定位焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于钢筋笼加工技术领域，公开了一种钢筋笼立体焊接模具及钢筋笼立体定位焊接方法，钢筋笼立体焊接模具包括底支架、内支架、外支架和支架驱动装置，构成钢筋笼的多个箍筋能够相互间隔地竖直插装于底支架上，内支架设置于底支架的一侧，外支架设置于底支架的另一侧，构成钢筋笼的多个单片网能够穿过多个箍筋，相互平行且间隔地水平插装于内支架和外支架之间，支架驱动装置能够驱动内支架和外支架相互靠近，使得箍筋和单片网相互贴靠，钢筋笼立体定位焊接方法使用上述钢筋笼立体焊接模具。本发明便于焊接装置对箍筋和单片网进行焊接，生产效率高，人力投入少。

Description

一种钢筋笼立体焊接模具及钢筋笼立体定位焊接方法

技术领域

本发明涉及钢筋笼加工技术领域，尤其涉及一种钢筋笼立体焊接模具及钢筋笼立体定位焊接方法。

背景技术

在隧道修建过程中，盾构机挖出圆形洞孔后需要多个弧形的盾构管片将圆形洞孔固定，为后续工程提供坚固安全的空间。盾构管片是由盾构管片钢筋笼与混凝土锚固结合形成不同尺寸的弧形盾构管片。其中，盾构管片钢筋笼，如图1所示，包括多根箍筋100和多个呈弧形板状的单片网200，多个单片网200平行且相互间隔设置，多根箍筋100同样平行且相互间隔地焊接固定在多个单片网200外侧边缘上，将多个单片网200固定后形成弧形的盾构管片钢筋笼。

现有技术中，盾构管片钢筋笼通常是由人工焊接完成的，人工先将钢筋弯曲成内弧钢筋和外弧钢筋，电焊机将拉筋焊接在内弧钢筋和外弧钢筋上形成单片网200，然后借助于起吊设备将多根箍筋100焊接在多个单片网200上形成盾构管片钢筋笼，整个过程复杂繁琐，生产效率低，人力投入多，焊接质量差，并且焊接工况比较恶劣，对操作人员的安全和健康产生危害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢筋笼立体焊接模具及钢筋笼立体定位焊接方法，在生产钢筋笼时，生产效率高，人力投入少，焊接质量高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种钢筋笼立体焊接模具，包括：

底支架，构成钢筋笼的多个箍筋能够相互间隔地竖直插装于所述底支架上；

内支架，设置于所述底支架的一侧；

外支架，设置于所述底支架的另一侧，构成所述钢筋笼的多个单片网能够穿过多个所述箍筋，相互平行且间隔地水平插装于所述内支架和所述外支架之间；

支架驱动装置，能够驱动所述内支架和所述外支架相互靠近，挤压所述箍筋，使得所述箍筋和所述单片网相互贴靠。

作为优选，还包括底座，所述内支架和所述外支架分别滑动安装于所述底座上，所述支架驱动装置能够驱动所述内支架和/或外支架在所述底座上滑动。

作为优选，所述支架驱动装置包括第一驱动组件，所述第一驱动组件安装于所述底座上，位于所述内支架背离所述外支架的一侧，输出端连接于所述内支架。

作为优选，所述支架驱动装置包括第二驱动组件，所述第二驱动组件安装于所述底座上，位于所述外支架背离所述内支架的一侧，输出端连接于所述外支架。

作为优选，所述底支架包括多组定位板，每组定位板包括两个对称设置的定位板，两个所述定位板之间形成定位槽，每个所述定位槽中能够插装一个所述箍筋。

作为优选，所述内支架朝向所述外支架的一侧，自上而下设置有多排定导轮，所述外支架朝向所述内支架的一侧，自上而下设置有多排定导轮；

所述内支架上的多排所述定导轮与所述外支架上的多排所述定导轮在水平方向上一一相对，每排的多个所述定导轮沿水平方向间隔设置，所述内支架和所述外支架上同一竖直高度处的所述定导轮能够相互配合支撑一个所述单片网。

作为优选，所述定导轮包括：

固定轴，固连于所述内支架或所述外支架；

定导套，转动套装于所述固定轴的外侧。

作为优选，所述内支架朝向所述外支架的一侧设置有两排动导轮，在所述内支架上，一排所述动导轮位于最上排的所述定导轮的上侧，另一排所述动导轮位于最下两排的所述定导轮之间；

所述外支架朝向所述内支架的一侧设置有两排动导轮，在所述外支架上，一排所述动导轮位于最上排的所述定导轮的上侧，另一排所述动导轮位于最下两排的所述定导轮之间；

所述内支架上的两排所述动导轮与所述外支架上的两排所述动导轮在水平方向上一一相对，每排的多个所述动导轮沿水平方向间隔设置，所述动导轮能够选择性地伸入所述内支架和所述外支架之间，所述内支架和所述外支架上同一竖直高度处的所述动导轮伸出时能够相互配合支撑一个所述单片网。

作为优选，所述动导轮包括：

导轮驱动装置，安装于所述内支架或所述外支架上；

输出杆，一端连接于所述导轮驱动装置的输出端；

动导套，转动套装于所述输出杆另一端的外侧，所述导轮驱动装置能够通过所述输出杆带动所述动导套伸入所述内支架和所述外支架之间。

作为优选，还包括两个侧定位架，两个所述侧定位架分别位于所述内支架和所述外支架之间贯通通道在水平方向的两侧开口处。

一种钢筋笼立体定位焊接方法，使用上述的钢筋笼立体焊接模具，包括：

步骤一、调节内支架和外支架至第一设定间距；

步骤二、将构成钢筋笼的多个箍筋相互间隔地竖直插装于所述底支架上；

步骤三、将构成所述钢筋笼的多个单片网穿过多个所述箍筋，相互平行且间隔地水平插装于所述内支架和所述外支架之间；

步骤四、调节内支架和外支架至第二设定间距，第二设定间距小于第一设定间距，使得多个箍筋贴靠于多个单片网的外侧；

步骤五、通过焊接装置焊接箍筋和单片网的抵接点。

本发明的有益效果：

底支架的设置能够稳定地支撑箍筋，内支架和外支架相互配合能够稳定地架设单片网，在此基础上，支架驱动装置驱动内支架和外支架相互靠近，使得箍筋和单片网相互贴靠，从而便于焊接装置对箍筋和单片网进行焊接，生产效率高，人力投入少，并且由于底支架、内支架和外支架对箍筋和单片网的定位固定，使得最终成型的钢筋笼焊接质量高。

附图说明

图1是本发明所述的钢筋笼的结构示意图；

图2是本发明实施例所述的钢筋笼立体焊接模具的结构示意图；

图3是本发明实施例所述的钢筋笼立体焊接模具定位支撑箍筋和单片网时的结构示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是图3的截面示意图；

图6是本发明实施例所述的钢筋笼立体焊接模具在焊接作业时的结构示意图。

图中：

100、箍筋；200、单片网；300、焊接装置；

1、底支架；

2、内支架；21、内框架；22、内立柱；23、内卡板；

3、外支架；31、外框架；32、外立柱；33、外卡板；

4、支架驱动装置；41、第一驱动组件；42、第二驱动组件；

5、底座；51、直线导轨；

6、定导轮；61、固定轴；62、定导套；

7、动导轮；71、导轮驱动装置；72、输出杆；73、动导套；

8、侧定位架。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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。

如图1-图6所示，本发明提供了一种钢筋笼立体焊接模具，包括底支架1、内支架2、外支架3和支架驱动装置4。其中，构成钢筋笼的多个箍筋100能够水平相互间隔地竖直插装于底支架1上，内支架2设置于底支架1的一侧，外支架3设置于底支架1的另一侧，构成钢筋笼的多个单片网200能够穿过多个箍筋100，竖直相互平行且间隔地水平插装于内支架2和外支架3之间，支架驱动装置4能够驱动内支架2和外支架3相互靠近，挤压箍筋100，使得箍筋100和单片网200相互贴靠。

本发明中，底支架1的设置能够稳定地支撑箍筋100，内支架2和外支架3相互配合能够稳定地架设单片网200，在此基础上，支架驱动装置4驱动内支架2和外支架3相互靠近，使得箍筋100和单片网200相互贴靠，从而便于焊接装置300对箍筋100和单片网200进行焊接，生产效率高，人力投入少，并且由于底支架1、内支架2和外支架3对箍筋100和单片网200的定位固定，使得最终成型的钢筋笼焊接质量高。

在本实施例中，内支架2朝向外支架3的一侧呈弧形，与单片网200的内弧钢筋一侧随形，外支架3朝向内支架2的一侧呈弧形，与单片网200的外弧钢筋一侧随形。

可选择地，钢筋笼立体焊接模具还包括底座5，底支架1固定安装于底座5上，内支架2和外支架3分别滑动安装于底座5上，支架驱动装置4能够驱动内支架2和/或外支架3在底座5上滑动。

在本实施例中，底座5上设置有两组直线导轨51，内支架2上固设有滑块，通过滑块滑动设置于一组直线导轨51上，外支架3上固设有滑块，通过滑块滑动设置于另一组直线导轨51上，每组的多个直线导轨51相互平行且间隔设置，如图3和图4所示，每组设置有三个直线导轨51。

具体地，支架驱动装置4包括第一驱动组件41，第一驱动组件41安装于底座5上，位于内支架2背离外支架3的一侧，输出端连接于内支架2。

在本实施例中，第一驱动组件41包括连接于底座5的尾座、连接于内支架2的连接耳以及气缸，其中，气缸的缸体转动连接于尾座，气缸的活塞杆转动连接于连接耳。

更为具体地，支架驱动装置4还包括第二驱动组件42，第二驱动组件42安装于底座5上，位于外支架3背离内支架2的一侧，输出端连接于外支架3。

在本实施例中，第二驱动组件42包括连接于底座5的尾座、连接于外支架3的连接耳以及气缸，其中，气缸的缸体转动连接于尾座，气缸的活塞杆转动连接于连接耳。

可选择地，底支架1包括多组定位板，每组定位板包括两个对称设置的定位板，两个定位板之间形成定位槽，每个定位槽中能够插装一个箍筋100。

在本实施例中，每组的两个定位板的上端相背弯折形成导向部，便于箍筋100插装于两个定位板之间的定位槽中。

可选择地，内支架2朝向外支架3的一侧，自上而下设置有多排定导轮6，外支架3朝向内支架2的一侧，自上而下设置有多排定导轮6。其中，内支架2上的多排定导轮6与外支架3上的多排定导轮6在水平方向上一一相对，每排的多个定导轮6沿水平方向间隔设置，内支架2和外支架3上同一竖直高度处的定导轮6能够相互配合支撑一个单片网200。

具体地，定导轮6包括固定轴61和定导套62，其中，固定轴61固连于内支架2或外支架3，定导套62通过轴承转动套装于固定轴61的外侧，单片网200从一侧插入内支架2和外支架3之间时，依次通过定导套62的转动进行输送，直至架设于同一高度位置处的两排定导套62之上。

可选择地，内支架2朝向外支架3的一侧设置有两排动导轮7，在内支架2上，一排动导轮7位于最上排的定导轮6的上侧，另一排动导轮7位于最下两排的定导轮6之间；外支架3朝向内支架2的一侧设置有两排动导轮7，在外支架3上，一排动导轮7位于最上排的定导轮6的上侧，另一排动导轮7位于最下两排的定导轮6之间。其中，内支架2上的两排动导轮7与外支架3上的两排动导轮7在水平方向上一一相对，每排的多个动导轮7沿水平方向间隔设置，动导轮7能够选择性地伸入内支架2和外支架3之间，内支架2和外支架3上同一竖直高度处的动导轮7伸出时能够相互配合支撑一个单片网200。

具体地，动导轮7包括导轮驱动装置71、输出杆72和动导套73。其中，导轮驱动装置71安装于内支架2或外支架3上，输出杆72的一端连接于导轮驱动装置71的输出端，动导套73通过轴承转动套装于输出杆72另一端的外侧，导轮驱动装置71能够通过输出杆72带动动导套73伸入内支架2和外支架3之间。

在本实施例中，内支架2包括内框架21以及固定于内框架21上的多个内立柱22。每排的多个定导轮6一一对应地安装于多个内立柱22上，其中，固定轴61垂直固连于内立柱22的内侧。每排的多个动导轮7一一对应地安装于多个内立柱22上，其中，导轮驱动装置71为气缸，通过支架固定于内立柱22的外侧，输出杆72连接于气缸的活塞，从内立柱22的外侧穿入内侧，气缸能够带动输出杆72伸缩，从而使得动导套73从内立柱22中伸出或缩回内立柱22之内。

外支架3包括外框架31以及固定于外框架31上的多个外立柱32。每排的多个定导轮6一一对应地安装于多个内立柱22上，其中，固定轴61垂直固连于外立柱32的内侧。每排的多个动导轮7一一对应地安装于多个外立柱32上，其中，导轮驱动装置71为气缸，通过支架固定于外立柱32的外侧，输出杆72连接于气缸的活塞，从外立柱32的外侧穿入内侧，气缸能够带动输出杆72伸缩，从而使得动导套73从外立柱32中伸出或缩回外立柱32之内。

上述动导轮7的设置，便于插装顶部和底部的单片网200，避免了顶部和底部的单片网200与箍筋100之间的干涉影响插装。在插装顶部的单片网200时，先将顶部的动导轮7缩回，然后再插装单片网200，插装完毕后，将单片网200抬升，之后再将动导轮7伸出对单片网200进行支撑；在插装底部的单片网200时，先将底部的动导轮7伸出，然后再将单片网200插装至动导轮7之上，之后将底部的动导轮7缩回，使得单片网200落至下层的定导轮6之上，之后再将动导轮7伸出以承接倒数第二层的单片网200。

具体地，内支架2还包括固定于内框架21上的多个内卡板23，内立柱22沿竖直方向延伸，内卡板23沿水平方向延伸，内卡板23朝向外支架3一侧设置有多个竖直贯通的内压槽，多个内压槽与多个定位槽一一正对；外支架3还包括固定于外框架31上的多个外卡板33，外立柱32沿竖直方向延伸，外卡板33沿水平方向延伸，外卡板33朝向内支架2一侧设置有多个竖直贯通的外压槽，多个外压槽与多个定位槽一一正对。箍筋100的两侧分别卡装内压槽和外压槽中，内支架2和外支架3相互靠近时，能够通过内卡板23和外卡板33挤压箍筋100的两侧，使其紧贴单片网200。

可选择地，钢筋笼立体焊接模具还包括两个侧定位架8，两个侧定位架8分别位于内支架2和外支架3之间贯通通道在水平方向的两侧开口处，用于在焊接时对单片网200的两端进行抵靠定位。

具体地，两个侧定位架8呈板状，分别可拆卸地垂直安装于底座5上。

本实施例还提供了一种钢筋笼立体定位焊接方法，使用上述的钢筋笼立体焊接模具，包括如下步骤：

步骤一、调节内支架2和外支架3至第一设定间距。

在此步骤中，支架驱动装置4的气缸伸出第一段行程，带动内支架2和外支架3在直线导轨51上相向滑动至第一设定间距，此时，内支架2和外支架3上，成对设置的定导轮6和动导轮7之上能够放置单片网200。

步骤二、将构成钢筋笼的多个箍筋100相互间隔地竖直插装于底支架1上。

此步骤中，将构成钢筋笼所需的全部箍筋100依次插入到底支架1的定位槽中。

步骤三、将构成钢筋笼的多个单片网200穿过多个箍筋100，相互平行且间隔地水平插装于内支架2和外支架3之间。

此步骤中，在插装单片网200之前，先拆卸一侧的侧定位架8，待将所有的单片网200插装完毕后，再将拆下的侧定位架8装回。

在插装顶部的单片网200时，先将顶部的动导轮7缩回，然后再插装单片网200，插装完毕后，将单片网200抬升，之后再将动导轮7伸出对单片网200进行支撑；在插装底部的单片网200时，先将底部的动导轮7伸出，然后再将单片网200插装至动导轮7之上，之后将底部的动导轮7缩回，使得单片网200落至下层的定导轮6之上，之后再将动导轮7伸出以承接倒数第二层的单片网200。

步骤四、调节内支架2和外支架3至第二设定间距，第二设定间距小于第一设定间距，使得多个箍筋100贴靠于多个单片网200的外侧。

在此步骤中，支架驱动装置4的气缸伸出第二段行程，带动内支架2和外支架3在直线导轨51上相向滑动继续向内靠拢至第二设定间距，在内卡板23和外卡板33的挤压下，箍筋100的两侧紧贴单片网200。

步骤五、通过焊接装置300焊接箍筋100和单片网200的抵接点。

在此步骤中，焊接装置300为焊接机器人，设置有两台，一台焊接机器人位于内支架2背离外支架3的一侧，另一台位于外支架3背离内支架2的一侧，通过焊接机器人依次对箍筋100和单片网200的抵接点进行焊接形成钢筋笼。

焊接完成后，自动抓取机构，如机械手等，将钢筋笼固定，然后，支架驱动装置4的气缸收缩全部行程，带动内支架2和外支架3复位，最后，自动抓取机构将钢筋笼从内支架2和外支架3之间取出。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢筋笼立体焊接模具，其特征在于，包括：

底支架(1)，构成钢筋笼的多个箍筋(100)能够相互间隔地竖直插装于所述底支架(1)上；

内支架(2)，设置于所述底支架(1)的一侧；

外支架(3)，设置于所述底支架(1)的另一侧，构成所述钢筋笼的多个单片网(200)能够穿过多个所述箍筋(100)，相互平行且间隔地水平插装于所述内支架(2)和所述外支架(3)之间；

支架驱动装置(4)，能够驱动所述内支架(2)和所述外支架(3)相互靠近，挤压所述箍筋(100)，使得所述箍筋(100)和所述单片网(200)相互贴靠。

2.根据权利要求1所述的钢筋笼立体焊接模具，其特征在于，还包括底座(5)，所述内支架(2)和所述外支架(3)分别滑动安装于所述底座(5)上，所述支架驱动装置(4)能够驱动所述内支架(2)和/或外支架(3)在所述底座(5)上滑动。

3.根据权利要求2所述的钢筋笼立体焊接模具，其特征在于，所述支架驱动装置(4)包括第一驱动组件(41)，所述第一驱动组件(41)安装于所述底座(5)上，位于所述内支架(2)背离所述外支架(3)的一侧，输出端连接于所述内支架(2)。

4.根据权利要求2所述的钢筋笼立体焊接模具，其特征在于，所述支架驱动装置(4)包括第二驱动组件(42)，所述第二驱动组件(42)安装于所述底座(5)上，位于所述外支架(3)背离所述内支架(2)的一侧，输出端连接于所述外支架(3)。

5.根据权利要求1所述的钢筋笼立体焊接模具，其特征在于，所述底支架(1)包括多组定位板，每组定位板包括两个对称设置的定位板，两个所述定位板之间形成定位槽，每个所述定位槽中能够插装一个所述箍筋(100)。

6.根据权利要求1所述的钢筋笼立体焊接模具，其特征在于，所述内支架(2)朝向所述外支架(3)的一侧，自上而下设置有多排定导轮(6)，所述外支架(3)朝向所述内支架(2)的一侧，自上而下设置有多排定导轮(6)；

所述内支架(2)上的多排所述定导轮(6)与所述外支架(3)上的多排所述定导轮(6)在水平方向上一一相对，每排的多个所述定导轮(6)沿水平方向间隔设置，所述内支架(2)和所述外支架(3)上同一竖直高度处的所述定导轮(6)能够相互配合支撑一个所述单片网(200)。

7.根据权利要求6所述的钢筋笼立体焊接模具，其特征在于，所述定导轮(6)包括：

固定轴(61)，固连于所述内支架(2)或所述外支架(3)；

定导套(62)，转动套装于所述固定轴(61)的外侧。

8.根据权利要求6所述的钢筋笼立体焊接模具，其特征在于，所述内支架(2)朝向所述外支架(3)的一侧设置有两排动导轮(7)，在所述内支架(2)上，一排所述动导轮(7)位于最上排的所述定导轮(6)的上侧，另一排所述动导轮(7)位于最下两排的所述定导轮(6)之间；

所述外支架(3)朝向所述内支架(2)的一侧设置有两排动导轮(7)，在所述外支架(3)上，一排所述动导轮(7)位于最上排的所述定导轮(6)的上侧，另一排所述动导轮(7)位于最下两排的所述定导轮(6)之间；

所述内支架(2)上的两排所述动导轮(7)与所述外支架(3)上的两排所述动导轮(7)在水平方向上一一相对，每排的多个所述动导轮(7)沿水平方向间隔设置，所述动导轮(7)能够选择性地伸入所述内支架(2)和所述外支架(3)之间，所述内支架(2)和所述外支架(3)上同一竖直高度处的所述动导轮(7)伸出时能够相互配合支撑一个所述单片网(200)。

9.根据权利要求8所述的钢筋笼立体焊接模具，其特征在于，所述动导轮(7)包括：

导轮驱动装置(71)，安装于所述内支架(2)或所述外支架(3)上；

输出杆(72)，一端连接于所述导轮驱动装置(71)的输出端；

动导套(73)，转动套装于所述输出杆(72)另一端的外侧，所述导轮驱动装置(71)能够通过所述输出杆(72)带动所述动导套(73)伸入所述内支架(2)和所述外支架(3)之间。

10.一种钢筋笼立体定位焊接方法，其特征在于，使用权利要求1-9任一所述的钢筋笼立体焊接模具，包括：

步骤一、调节内支架(2)和外支架(3)至第一设定间距；

步骤二、将构成钢筋笼的多个箍筋(100)相互间隔地竖直插装于所述底支架(1)上；

步骤三、将构成所述钢筋笼的多个单片网(200)穿过多个所述箍筋(100)，相互平行且间隔地水平插装于所述内支架(2)和所述外支架(3)之间；

步骤四、调节内支架(2)和外支架(3)至第二设定间距，第二设定间距小于第一设定间距，使得多个箍筋(100)贴靠于多个单片网(200)的外侧；

步骤五、通过焊接装置(300)焊接箍筋(100)和单片网(200)的抵接点。

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