CN112936577A - 用于大型箱梁的钢筋骨架成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于大型箱梁的钢筋骨架成型方法，包括：将箱梁骨架的内环纵筋按设计排布方式定位于内环纵筋机器人上；将箱梁骨架的外环纵筋按设计排布方式定位于外环纵筋机器人上；将内环纵筋机器人和外环纵筋机器人沿轨道移动至横向箍筋储藏机器人，横向箍筋储藏机器人中储藏有箱梁骨架的横向箍筋；将内环纵筋和外环纵筋插入横向箍筋储藏机器人中储藏的横向箍筋中；进行横向箍筋与内环纵筋、外环纵筋的连接；将连接完成的横向箍筋、内环纵筋和外环纵筋转移至骨架运输机器人上并沿轨道移出工位。本发明采用智能化的装备群，代替传统人工手段，解决传动人工手段制作成型大型箱梁的钢筋骨架的功效低人力投入大、人工劳动量大、安全风险高等问题。

Description

用于大型箱梁的钢筋骨架成型方法

技术领域

本发明涉及一种钢筋骨架成型技术领域，尤其涉及一种用于大型箱梁的钢筋骨架成型方法。

背景技术

在铁路和公路高架桥中，梁截面一般采用箱梁的截面形式，截面配筋梁较大也较复杂。随着工程质量及标准化施工要求不断提高大型箱梁钢筋施工所需的人力物力也不断增加，安全风险不断提高；但是，由于大型箱梁断面大、钢筋数量多且形状特殊、工序交错复杂等原因，传统的人工加工成型钢筋骨架的方法，使得人工消耗较大、工人劳动量大且工效低，且存在巨大安全风险，因此已经无法满足施工需求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的大型箱梁钢筋人工加工成型的方法存在的施工功效低人力投入大、人工劳动量大、安全风险高等问题，提供了一种用于大型箱梁的钢筋骨架成型方法。

本发明采用的技术方案是：

一种用于大型箱梁的钢筋骨架成型方法，其包括步骤：

将箱梁骨架的内环纵筋按设计排布方式定位于内环纵筋机器人上；

将箱梁骨架的外环纵筋按设计排布方式定位于外环纵筋机器人上；

将所述内环纵筋机器人和所述外环纵筋机器人沿轨道移动至横向箍筋储藏机器人，所述横向箍筋储藏机器人中储藏有箱梁骨架的横向箍筋；

将所述内环纵筋和所述外环纵筋插入所述横向箍筋储藏机器人中储藏的所述横向箍筋中；

进行所述横向箍筋与所述内环纵筋、所述外环纵筋的连接；

将连接完成的所述横向箍筋、所述内环纵筋和所述外环纵筋转移至骨架运输机器人上并沿所述轨道移出工位。

作为所述钢筋骨架成型方法的较佳实施方式，所述内环纵筋机器人在完成所有所述内环纵筋的定位后发送信号至所述外环纵筋机器人，且所述内环纵筋机器人沿所述导轨移动一段距离以让出工位给所述外环纵筋机器人。

作为所述钢筋骨架成型方法的较佳实施方式，所述内环纵筋机器人具有形状与所述内环纵筋的横截面分布形状一致的内环传送带，所述内环传送带由第一驱动机构驱使传动，自所述第一驱动机构上采集完成所有所述内环纵筋的定位的信号。

作为所述钢筋骨架成型方法的较佳实施方式，所述外环纵筋机器人在完成所有所述外环纵筋的定位后发送信号至所述内环纵筋机器人，驱使所述内环纵筋机器人和所述外环纵筋机器人沿所述轨道一起移动至所述横向箍筋储藏机器人。

作为所述钢筋骨架成型方法的较佳实施方式，所述外环纵筋机器人具有形状与所述外环纵筋的横截面分布形状一致的外环传动带，所述外环传送带由第二驱动机构驱使传动，自所述第二驱动机构上采集完成所有所述外环纵筋的定位的信号。

作为所述钢筋骨架成型方法的较佳实施方式，所述内环纵筋和所述外环纵筋分别通过喂料机器人喂料至所述内环纵筋机器人和所述外环纵筋机器人上，所述喂料机器人通过喂料轨道沿垂直于所述轨道的方向移动。

作为所述钢筋骨架成型方法的较佳实施方式，所述轨道的布置方向与所述内环纵筋、所述外环纵筋的纵长方向一致，所述横向箍筋储藏机器人移动于所述轨道上，垂直于所述轨道在所述横向箍筋储藏机器人的前端出口的两侧设置有电磁装置的移动导轨，所述电磁装置通过电磁棒逐道吸取所述横向箍筋储藏机器人中储藏的所述横向箍筋，与插入的所述内环纵筋、所述外环纵筋按照设计间距进行连接。

作为所述钢筋骨架成型方法的较佳实施方式，所述横向箍筋储藏机器人包括用于储藏所述横向箍筋的箍筋箱以及设置于所述箍筋箱的背部、用于推抵所述横向箍筋至所述前端出口的推杆机构。

作为所述钢筋骨架成型方法的较佳实施方式，所述箍筋箱内设置有供所述横向箍筋的底部搁置且配合所述推杆机构的推拉进行水平移动传动的传动机构。

作为所述钢筋骨架成型方法的较佳实施方式，所述内环纵筋机器人和所述外环纵筋机器人在移动至所述横向箍筋储藏机器人时，发送信号至所述横向箍筋储藏机器人进行横向箍筋与所述内环纵筋、所述外环纵筋的连接。

由于采用上述技术方案，使得本发明能够具有以下有益效果：采用智能化的装备群，代替传统人工手段，可借助PLC控制装备群进行全自动智能装配，解决传动人工手段制作成型大型箱梁的钢筋骨架的功效低人力投入大、人工劳动量大、安全风险高等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的用于大型箱梁的钢筋骨架成型方法中的装配群的整体布局图。

图2为本发明实施例中内环纵筋定位步骤的示意图。

图3为本发明实施例中外环纵筋定位步骤的示意图。

图4为本发明实施例中内、外环纵筋机器人向横向箍筋储藏机器人移动步骤的示意图。

图5为本发明实施例中内、外环纵筋插入横向箍筋储藏机器人的步骤的示意图。

图6为本发明实施例中内、外环纵筋与横向箍筋连接的步骤的示意图。

图7为本发明实施例中骨架运输机器人运输箱梁骨架的步骤的示意图。

图8为本发明实施例中内、外环纵筋机器人退出箱梁骨架的步骤的示意图。

图9为本发明实施例中骨架运输机器人运输箱梁骨架的步骤的示意图。

图10为本发明实施例中下一段箱梁骨架的纵筋定位步骤的示意图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

参见图1，为实现本发明用于大型箱梁的钢筋骨架成型方法的装备群的整体示意图。其中，主要涉及的装备有：轨道10、喂料机器人1及其喂料轨道100、内环纵筋机器人2、外环纵筋机器人3、横向箍筋储藏机器人4、电磁装置5及其移动导轨6，以及骨架运输机器人7。

其中，轨道10的数量为两条，两条轨道10均为一字型轨道，相互平行地布置在操作工位的两侧。内环纵筋机器人2、外环纵筋机器人3、横向箍筋储藏机器人4以及骨架运输机器人7均沿两条轨道10移动，通过在内环纵筋机器人2、外环纵筋机器人3、横向箍筋储藏机器人4以及骨架运输机器人7的底部设置滑靴，滑靴由电机控制于轨道10上移动。

喂料机器人1设置在轨道10的旁侧、靠近内环纵筋机器人2和外环纵筋机器人3的位置，且喂料机器人1优选通过喂料轨道100沿垂直于轨道10的方向移动，喂料轨道100垂直设置于轨道10的前端旁侧，喂料机器人1可沿喂料轨道100移动，以调节与内环纵筋机器人2和外环纵筋机器人3之间的相对位置，进一步地，喂料机器人1可采用皮带或齿条齿轮传动机构进行纵筋喂料，喂料机器人1的高度可调，如采用液压升降支架承载上方的皮带或齿条齿轮传动机构，将纵筋自喂料入口向内环纵筋机器人2和外环纵筋机器人3上进行送料，相比于传统人工送料的方式，高效便捷且更加安全。液压升降支架及皮带或齿条齿轮传动机构的具体结构可依循现有技术，在此不赘。

在本实施例中，内环纵筋机器人2和外环纵筋机器人3分别为两个，且两个内环纵筋机器人2位于两个外环纵筋机器人3的内侧。内环纵筋机器人2主要为具有形状与内环纵筋的横截面分布形状一致的内环传送带，内环传送带由第一驱动机构驱使传动；外环纵筋机器人则主要为具有形状与外环纵筋的横截面分布形状一致的外环传动带，外环传送带由第二驱动机构驱使传动。其中，第一驱动机构和第二驱动机构可采用电机驱动，由电机驱动主动轮转动以带动与之配合的内环传送带或外环传送带进行传动，该内环传送带和外环传送带可采用齿条，则主动轮采用齿轮；若该内环传送带和外环传送带采用皮带，则主动轮采用滚轮。齿轮齿条及皮带传动可依循现有技术，在此不赘。进一步地，在内环传送带和外环传送带上分别按照内环纵筋和外环纵筋的分布间距设置有卡环，来卡住下料至传送带上的内环纵筋和外环纵筋。卡环采用自动开合式卡环，由无源接近开关通过磁力感觉感知是否有纵筋落入卡环内，若有则关闭卡环将掉落的纵筋固定其中。

进一步地，内环传送带由特殊形状的内环支撑架支设成型外形与箱梁骨架的内环纵筋的横截面排布形状一致，该内环支撑架的底部通过滑靴滑设在轨道10上，滑靴由电机控制，于轨道10上进行滑移。

同样地，外环传送带由特殊形状的外环支撑架支设成型外形与箱梁骨架的外环纵筋的横截面排布形状一致，该外环支撑架的底部通过滑靴滑设在轨道10上，滑靴由电机控制，于轨道10上进行滑移。

横向箍筋由多个半成品钢筋组成，需要提前连接形成整体，然后储藏在横向箍筋储藏机器人4中，横向箍筋储藏机器人4主要包括用于储藏横向箍筋的箍筋箱，箍筋箱前后贯通以供内环纵筋和外环纵筋插入，箍筋箱的前端出口是横向箍筋与内、外环纵筋焊接连接的工位，箍筋箱的背部设置有用于将内部横向箍筋逐渐抵推至前端出口的推杆机构，推杆机构可以是电动推杆机构，也可以采用液压推杆机构或气缸推杆机构等。箍筋箱内进一步可设置有供横向箍筋的底部搁置且配合推杆机构的推拉进行水平移动传动的传动机构，如由电机驱动的齿轮齿条传动机构或者皮带滚轮传动机构等，确保箍筋箱内剩余的横向箍筋能够被整体移动。

轨道10的布置方向与内环纵筋、外环纵筋的纵长方向一致，横向箍筋储藏机器人4通过底部滑靴移动于轨道10上，滑靴由电机控制滑行。垂直于轨道10在横向箍筋储藏机器人4的前端出口的两侧设置有电磁装置5的移动导轨6，移动导轨6垂直于轨道10设置，电磁装置5主要由电磁棒以及为电磁棒供电的电箱构成，电箱的底部通过滑靴滑动在移动导轨上，滑靴由电机控制滑行。电磁棒通电后，可以吸附住横向箍筋储藏机器人前端出口处的最前一道横向箍筋，将该最前一道横向箍筋从箍筋箱内取出，采用焊接机器人进行该最前一道横向箍筋与已定位的内环纵筋、外环纵筋之间的焊接固定，并且，重复采用该方法按照横向箍筋的设计间距逐道从箍筋箱中取出横向箍筋，可配合箍筋箱和内、外环纵筋机器人沿轨道的移动，进行钢筋焊接位置的准确定位，确保横向箍筋间距符合设计要求。

较佳地，为确保电磁棒每次仅吸附固定最外侧的一道横向箍筋，而不会连带吸附多余的横向箍筋，可以箍筋箱的前端出口处合适活动挡板或分筋板，活动挡板或分筋板可采用升降或开合的方式设置在箍筋箱的前端出口处，目的是将最外侧的一道横向箍筋与箍筋箱中剩余的横向箍筋进行分隔。活动挡板或分筋板的升降或开合可采用液压、电机、气缸等驱动来实现。

骨架运输机器人7设置在轨道10的最后段，用于将焊接完成的由多道横向箍筋和内、外环纵筋构成的箱梁骨架单元沿轨道10运输至下一工位，进行后续安装或吊装工作等。

下面结合图2～10来对本发明用于大型箱梁的钢筋骨架成型方法的整个过程做进一步详细说明。

第1步：首先进行内环纵筋的定位。

此步骤的机械装备主要涉及：内环纵筋机器人2和喂料机器人1。对位完毕后，同时启动喂料机器人及内环纵筋定位机器人2，喂料机器人1将内环纵筋逐根送料至内环纵筋机器人2的内环传动带上，喂料机器人的出料口与内环传送带上的卡环平行且对准，卡环在接收到内环纵筋后关闭，内环传送带在第一驱动机构的驱使启动传动，将卡有内环纵筋的卡环逐个向前传送，直至内环传送带上的所有卡环内均卡设有内环纵筋，完成所有内环纵筋的定位，此时第一驱动机构感应到传送行程结束的信息，将该信息发送至外环纵筋机器人的第二驱动机构。

第2步：进行外环纵筋的定位。

此步骤的机械设备主要涉及：外环纵筋机器人3和喂料机器人1。将两个内环纵筋机器人2相对地向内运动一段近距离，将外环纵筋机器人3移动到原内环纵筋机器人的位置，与喂料机器人1对位完毕。喂料机器人1将外环纵筋逐根送料至外环纵筋机器人3的外环传动带上，喂料机器人的出料口与外环传送带上的卡环平行且对准，卡环在接收到外环纵筋后关闭，外环传送带在第二驱动机构的驱使启动传动，将卡有外环纵筋的卡环逐个向前传送，直至外环传送带上的所有卡环内均卡设有外环纵筋，完成所有外环纵筋的定位，此时第二驱动机构感应到传送行程结束的信息，将该信息发送至内环纵筋机器人和外环纵筋机器人底部滑靴的电机。

第3步：内、外环纵筋定位结构后，将内环纵筋机器人2和外环纵筋机器人3分别相向向内移动一段距离，目的是让内、外环纵筋的两端悬挑出来。

第4步：内环纵筋机器人2和外环纵筋机器人3带着内、外环纵筋整体沿轨道10向前方横向箍筋储藏机器人4移动，直到内、外环纵筋的前端插入横向箍筋储藏机器人4中，目的是对内、外环纵筋和横向箍筋进行竖直面内的相对定位，但是还没有进行内、外环纵筋和横向箍筋的连接。

第5步：位于前侧的一组内环纵筋机器人和外环纵筋机器人继续向前移动，知道将内、外环纵筋插入横向箍筋储藏机器人的最前侧的横向箍筋中。将电磁装置5沿电磁导轨6移动至电磁棒抵触横向箍筋储藏机器人的前端出口，电磁棒通电，将箍筋箱中最前侧一道横向箍筋吸附在电磁棒上，箍筋箱带着剩余的横向箍筋沿轨道后退一段距离，让出电磁棒上所吸附的最前侧一道横向箍筋与内、外环纵筋进行焊接的工位，可采用焊接机器人进行焊接工作，待该最前侧一道箍筋与内、外环纵筋焊接完成后，电磁棒断电并沿电磁轨道移出工位。

将内环纵筋机器人和外环纵筋机器人向前移动一环横向箍筋的距离，将箍筋箱移回到下一环横向箍筋的焊接工位，利用箍筋箱背部的推杆机构将箍筋箱内剩余的骨架整体向前推抵至当前最前一道横向箍筋代替原最前一道横向箍筋的位置，移回电磁棒，重复上述步骤，进行当前最前一道横向箍筋与内、外环纵筋的焊接工作。循环进行，完成整段内、外内环纵筋上所有横向箍筋的焊接工作，成型第一段箱梁骨架单元的制作。

第6步：将骨架运输机器人7移动至成型的第一段箱梁骨架单元的底部，沿轨道10向下一工位进行运输。

第7步：第一段箱梁骨架单元完全落于骨架运输机器人7上，退出内环纵筋机器人2和外环纵筋机器人3，并退回至初始位置，即退回至内环纵筋机器人与喂料机器人对位的状态。

第8步：在初始位置进行第二段箱梁骨架单元的内、外环纵筋定位。

第9步：第二段箱梁骨架单元的内、外环纵筋定位完成，利用内环纵筋机器人和外环纵筋机器人将第二段箱梁骨架单元的内、外纵筋运输至横向箍筋储藏机器人附近；从第3步～第9步开始循环操作，直至整个箱梁骨架成型结束。

上述第一驱动机构、第二驱动机构、各电机、电磁机构等可配合采用PLC控制系统进行数字控制，以提高整个系统的智能化。本发明用于大型箱梁的钢筋骨架成型方法，采用智能化的装备群，代替传统人工手段，可借助PLC控制装备群进行全自动智能装配，解决传动人工手段制作成型大型箱梁的钢筋骨架的功效低人力投入大、人工劳动量大、安全风险高等问题。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

虽然本申请已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本申请，在没有脱离本申请精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本申请的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.一种用于大型箱梁的钢筋骨架成型方法，其特征在于，包括步骤：

将箱梁骨架的内环纵筋按设计排布方式定位于内环纵筋机器人上；

将箱梁骨架的外环纵筋按设计排布方式定位于外环纵筋机器人上；

将所述内环纵筋机器人和所述外环纵筋机器人沿轨道移动至横向箍筋储藏机器人，所述横向箍筋储藏机器人中储藏有箱梁骨架的横向箍筋；

将所述内环纵筋和所述外环纵筋插入所述横向箍筋储藏机器人中储藏的所述横向箍筋中；

进行所述横向箍筋与所述内环纵筋、所述外环纵筋的连接；

将连接完成的所述横向箍筋、所述内环纵筋和所述外环纵筋转移至骨架运输机器人上并沿所述轨道移出工位。

2.如权利要求1所述的用于大型箱梁的钢筋骨架成型方法，其特征在于：所述内环纵筋机器人在完成所有所述内环纵筋的定位后发送信号至所述外环纵筋机器人，且所述内环纵筋机器人沿所述导轨移动一段距离以让出工位给所述外环纵筋机器人。

3.如权利要求2所述的用于大型箱梁的钢筋骨架成型方法，其特征在于：所述内环纵筋机器人具有形状与所述内环纵筋的横截面分布形状一致的内环传送带，所述内环传送带由第一驱动机构驱使传动，自所述第一驱动机构上采集完成所有所述内环纵筋的定位的信号。

4.如权利要求2所述的用于大型箱梁的钢筋骨架成型方法，其特征在于：所述外环纵筋机器人在完成所有所述外环纵筋的定位后发送信号至所述内环纵筋机器人，驱使所述内环纵筋机器人和所述外环纵筋机器人沿所述轨道一起移动至所述横向箍筋储藏机器人。

5.如权利要求5所述的用于大型箱梁的钢筋骨架成型方法，其特征在于：所述外环纵筋机器人具有形状与所述外环纵筋的横截面分布形状一致的外环传动带，所述外环传送带由第二驱动机构驱使传动，自所述第二驱动机构上采集完成所有所述外环纵筋的定位的信号。

6.如权利要求1所述的用于大型箱梁的钢筋骨架成型方法，其特征在于：所述内环纵筋和所述外环纵筋分别通过喂料机器人喂料至所述内环纵筋机器人和所述外环纵筋机器人上，所述喂料机器人通过喂料轨道沿垂直于所述轨道的方向移动。

7.如权利要求1所述的用于大型箱梁的钢筋骨架成型方法，其特征在于：所述轨道的布置方向与所述内环纵筋、所述外环纵筋的纵长方向一致，所述横向箍筋储藏机器人移动于所述轨道上，垂直于所述轨道在所述横向箍筋储藏机器人的前端出口的两侧设置有电磁装置的移动导轨，所述电磁装置通过电磁棒逐道吸取所述横向箍筋储藏机器人中储藏的所述横向箍筋，与插入的所述内环纵筋、所述外环纵筋按照设计间距进行连接。

8.如权利要求7所述的用于大型箱梁的钢筋骨架成型方法，其特征在于：所述横向箍筋储藏机器人包括用于储藏所述横向箍筋的箍筋箱以及设置于所述箍筋箱的背部、用于推抵所述横向箍筋至所述前端出口的推杆机构。

9.如权利要求8所述的用于大型箱梁的钢筋骨架成型方法，其特征在于：所述箍筋箱内设置有供所述横向箍筋的底部搁置且配合所述推杆机构的推拉进行水平移动传动的传动机构。

10.如权利要求1所述的用于大型箱梁的钢筋骨架成型方法，其特征在于：所述内环纵筋机器人和所述外环纵筋机器人在移动至所述横向箍筋储藏机器人时，发送信号至所述横向箍筋储藏机器人进行横向箍筋与所述内环纵筋、所述外环纵筋的连接。

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