CN113020767A - 一种用于焊接钢筋骨架的机械手及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于焊接钢筋骨架的机械手及其使用方法，属于焊接技术领域。机械手包括底座，在所述底座上包括第一滑块和第二滑块，第一滑块和第二滑块能够在第一方向做相反和相向运动，第一滑块上设有第一压紧件，第二滑块设有第二压紧件，第一压紧件和第二压紧件能够在第二方向上运动，第一方向和第二方向垂直，第一压紧件和第二压紧件上设有一对用于夹持两个钢筋交叉点的夹持件，所述一对夹持件能够通电对两个钢筋交叉点进行焊接固定。通过该机械手可以快速实现对钢筋骨架中螺旋箍筋与主筋之间的焊接。

Description

一种用于焊接钢筋骨架的机械手及其使用方法

技术领域

本公开属于焊接技术领域，具体是涉及一种用于焊接钢筋骨架的机械手及其使用方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

现有的建筑物中梁或立柱钢筋骨架多是由多根纵向排列的主筋以及围束在主筋上的螺旋箍筋组成。

发明人发现目前的钢筋骨架中围束在主筋上螺旋箍筋与主筋之间普遍采用两种方式固定；第一种是操作人员手持钢筋捆扎机将螺旋箍筋与主筋之间通过钢丝捆绑起来，这种固定方式固定不牢靠，且浪费大量的钢丝，第二，人工将螺旋箍筋与主筋相交的地方焊接起来，这种方式不仅焊接效率低，且对操作人员的焊接水平有较高的要求。

公开内容

针对现有技术存在的技术问题，本公开提供了一种用于焊接钢筋骨架的机械手及其使用方法,通过该机械手可以快速实现对钢筋骨架中螺旋箍筋与主筋之间的焊接。

本公开实施例提供了一种用于焊接钢筋骨架的机械手，该机械手包括底座，在所述底座上包括第一滑块和第二滑块，第一滑块和第二滑块能够在第一方向做相反和相向运动，第一滑块上设有第一压紧件，第二滑块设有第二压紧件，第一压紧件和第二压紧件能够在第二方向上运动，第一方向和第二方向垂直，第一压紧件和第二压紧件上设有一对用于夹持两个钢筋交叉点的夹持件，所述一对夹持件能够通电对两个钢筋交叉点进行焊接固定。

进一步地，所第一滑块和第二滑块均能够在第三方向上进行移动，所述第三方向垂直于第一方向和第二方向组成的平面。

进一步地，所述底座上设有驱动第一滑块和第二滑块运动的驱动机构，

进一步地，所述驱动机构包括丝杠，所述滑块设置在丝杠上，丝杠长度方向的一端安装有驱动电极。

进一步地，第一滑块和第二滑块相邻的端部上设有通孔，所述滑块上固定驱动气缸，驱动气缸伸缩杆端部的端部连接夹持件。

进一步地，所述底座上设有图像识别系统和控制器，所述图像识别系统包括摄像头和图像处理器，摄像头、图像处理器以及控制器相互连接，所述控制器与驱动机构的动力元件相连接。

进一步地，所述夹持件能够围绕压紧件的轴线旋转。

本公开实施例还提供了基于上述任一项所述的一种用于焊接钢筋骨架的机械手的使用方法，该方法包括如下过程：

在对两个相交的钢筋交叉点进行焊接的时候，控制第一压紧件上夹持件移动到两个钢筋交叉点的上方，第二压紧件上夹持件移动到两个钢筋交叉点的下方；

分别控制第一滑块和第二滑块靠近两个钢筋交叉点，然后控制第一压紧件和第二压紧件运动使得两个夹持件夹紧两个钢筋的交叉点；

最后给两个压紧件上夹持件进行通电，进而两个钢筋的交叉点进行电阻焊接。

本公开实施例还提供了一种焊接设备，该设备包括上述任一项所述的一种用于焊接钢筋骨架的机械手。

本公开的有益效果如下：

本公开提供的机械手可以通过控制左滑块和右滑块移动到两个钢筋的交叉点的周围，然后控制左伸缩杆和右伸缩杆上的压块分别处于两个钢筋交叉点的上下端，逐渐缩小两个压块之间距离来夹紧两个钢筋交叉点进行焊接，这样通过该机械手可以替代人工对钢筋骨架中螺旋箍筋与主筋之间的焊接工作，提高了焊接的质量和效率。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例提供的现有钢筋骨架结构示意图；

图2为本公开实施例提供的现有钢筋骨架中主筋和螺旋箍筋相交的节点图；

图3为本公开实施例提供的用于焊接钢筋骨架的机械手的结构图；

图4为本公开实施例提供的用于焊接钢筋骨架的机械手中底座的结构图。

图中：1、底座，2、左滑块，3、右滑块，4、左伸缩杆，5、右伸缩杆，6、左压块，7、右压块，8、丝杠底座，9、丝杠电机，10、丝杠，11、驱动气缸，12、第一钢筋，13、第二钢筋。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本公开使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

如图1所示为本公开实施例提供的钢筋骨架模型图，该钢筋骨架主要包括多根纵向排列的主筋以及围束在主筋上的螺旋箍筋组成，其中多根纵向排列的主筋的截面为一个矩形，通过将螺旋箍筋和主筋的交叉点固定在一起形成一个稳定的钢筋骨架。

图2为现有的钢架骨架中的螺旋箍筋与主筋相对接的局部结构图，在这里我们可以假设螺旋箍筋为第一钢筋12，主筋为第二钢筋13，或者主筋为第一钢筋12，螺旋箍筋为第二钢筋13。正如背景技术所述，目前的螺旋箍筋与主筋普遍采用人工通过手持钢筋捆扎机对两者进行固定或者进行焊接固定，这些方法不仅浪费大量的钢丝,，且对操作人员的焊接技术需要较高的要求。为了解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种焊接钢筋骨架的机械手。

需要说明的，本公开实施例提供的用于焊接钢筋骨架的机械手不仅仅限于对钢筋骨架中的螺旋箍筋与主筋之间的焊接，也可以应用于任何两个钢筋相交在一起之间的焊接。

具体地，如图3所示，本实施例中焊接机械手主要包括底座1以及设置在底座上左滑块2和右滑块3，其中左滑块2和右滑块3滑动设置在所述底座1上，并且左滑块1和右滑块2在水平方向进行可以进行相向运动和相反运动(假设滑块移动的方向为X方向)，所述左滑块1上设置有一个左伸缩杆4，所述左伸缩杆4可以在左滑块1的竖直方向做上下运动(假设伸缩杆的运动方向为Z方向)，左伸缩杆4的底部上设有左压块6，通过左伸缩杆的上下运动可以实现左压块与第一钢筋12和第二钢筋13的交叉点进行接触。

进一步地，所述右滑块3与左滑块2一样，同时设有一个右伸缩杆5以及在所述右伸缩杆的底部设有右压块7，其中左压块和右滑块上设有一对电极，比如正极设置在左滑块，负极设置在右滑块或者正极设置在右滑块，负极设置在左滑块上，左右滑块为导电体，通过给左滑块和右滑块上的电极通电对第一钢筋12和第二钢筋13之间进行电阻焊接。

当然，作为本领域的技术人员来说，也可以将左压块和右压块直接设置成一对电极，通过这对电极对钢筋的交叉点进行夹持和焊接栓双重工作。

进一步地，如图4所示，本实施例中底座设有两个突出的平台11用于安装左滑块和右滑块，其中两个平台之间设有一个凹槽12用于实现滑块上的伸缩运动。

所以，上述实施例提供的机械手可以通过控制左滑块2和右滑块3移动到两个钢筋的交叉点的周围，然后控制左伸缩杆和右伸缩杆上的压块分别处于两个钢筋交叉点的上下端，逐渐缩小两个压块之间距离来夹紧两个钢筋交叉点进行焊接，这样通过该机械手可以替代人工对钢筋骨架中螺旋箍筋与主筋之间的焊接工作，提高了焊接的质量和效率。

进一步地，如图1所示，本实施例中左滑块2通过丝杠传动机构固定在底座上，所述丝杆传动机构包括丝杠底座8、丝杠电机9以及丝杠10，其中丝杠底座8固定在底座1的上表面上，丝杠10穿过所述左滑块2设置在丝杠底座8上，并且丝杠10长度方向的一端连接丝杠电机9，通过所述丝杠电机9驱动带动所述左滑块2的左右移动。

需要说明的就是，本公开的左滑块2的传动机构不仅仅限于本实施中的丝杠传动机构，也可以通过齿轮齿条结构，或者是液压或者气压传动等结构设置在底座1上，本领域的技术人员可以根据具体工况设置相应的传动机构。

另外，本实施例中右滑块3的传动机构与左滑块传动机构一样，这里就不再做过多的赘述，当然右滑块的传动机构与左滑块传动机构也可以是不一样，具体还要根据具体的工况来确定。

进一步，本实施例中左滑块2和右滑块3相邻的端部设有一个通孔，在所述左滑块和右滑块的顶部分别设有一个驱动气缸11，驱动气缸11的伸缩杆穿过所述滑块上的通孔，左、右压块固定伸缩杆的底部。

进一步地，本实施例中底座1上还设有摄像头、图像处理器以及控制器，其中摄像头与图像处理器相连接，所述图像处理器与控制器，所述控制器还有与丝杠电机9以及滑块上驱动气缸11相连接，当底座运动到第一钢筋和第二钢筋的交叉点的上方的时候，可以通过摄像头进行拍摄，然后图像处理器对摄像头所拍摄的图像进行识别，确定第一钢筋和第二钢筋的交叉点，在确定好交叉点后，控制丝杠电机9和驱动气缸11运动，通过滑块和伸缩杆两者配合运动，可以快速实现对夹持点的识别、夹取以及焊接工作，这样可以避免人工参与定位，极大地提高了焊接的效率。

优选地，本实施例中的摄像头安装在所述底座的底面上，这样便于进行图像的拍摄。

进一步地，本实施例中丝杠底座也可以在沿着垂直于滑块移动方向(也就是Y轴方向上)滑动，所述丝杠底座与底座的连接形式也可以采取左滑块或者右滑块的传动结构，这里就不再做过多的赘述，这样本实施例中的焊接机械手总共包括6个自由度，当底座移动到第一钢筋和第二钢筋的上方时候，可以通过控制滑块在Z方向上移动，这样可以避免底座的移动，通过控制滑块的在X轴和Y轴上移动，可以实现对多个交叉点的焊接。

需要说明的就是，为了确保第一钢筋12和第二钢筋13的夹持点位于两个夹持块的中心位置上确保夹持过程的稳定性，本实施例中的夹持块也可以围绕伸缩杆的轴线旋转，比如设置在滑块上的驱动气缸通过一个旋转架设置在滑块顶部，当准备通过两个夹持块夹持钢筋的交叉点时，可以事先通过转动旋转架使得第一钢筋和第二钢筋的交叉点位于两个夹持块的中心连接线上，然后控制两个压块夹紧交叉点，这样能保证交叉点位于两个压块的中心。

下面详细说明一下基于上述一种用于焊接钢筋骨架的机械手的使用方法，

首先，控制焊接机械手的底座运到第一钢筋和第二钢筋交叉点的上方，通过底座上的摄像头拍摄图像，然后经图像处理器进行识别确定交叉点位置，通过控制器控制滑块移动到指定位置上；控制左伸缩件上的压块移动到两个钢筋交叉点的上方，右伸缩件上的压块移动到两个钢筋交叉点的下方；

控制左滑块和右滑块上的伸缩杆移动，使得左右滑伸缩杆上的压块将第一钢筋和第二钢筋的交叉点夹紧在一起；

最后，给压块的电极通电，进而实现第一钢筋和第二钢筋之间的电阻焊接。

上述公开的焊接方法简单，易操作，可以快速实现对螺旋箍筋和主筋之间的焊接。

最后，本公开另外一些实施例还公开了一种焊接设备或者焊接生产线，该焊接设备，包括上述一种焊接钢筋骨架的机械手，该焊接设备包括一种多自由度的机械臂，在所述机械臂的端部连接上述焊接机械手的底座，所述焊接设备可以放置在钢筋骨架的周围，通过机械臂以及焊接机械手的相互配合运动实现对钢筋骨架中螺旋箍筋和主筋的交叉点进行焊接。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本公开的权利要求范围当中。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种用于焊接钢筋骨架的机械手，其特征在于，包括底座，在所述底座上包括第一滑块和第二滑块，第一滑块和第二滑块能够在第一方向做相反和相向运动，第一滑块上设有第一压紧件，第二滑块设有第二压紧件，第一压紧件和第二压紧件能够在第二方向上运动，第一方向和第二方向垂直，第一压紧件和第二压紧件上设有一对用于夹持两个钢筋交叉点的夹持件，所述一对夹持件能够通电对两个钢筋交叉点进行焊接固定。

2.如权利要求1所述的一种用于焊接钢筋骨架的机械手，其特征在于，所第一滑块和第二滑块均能够在第三方向上进行移动，所述第三方向垂直于第一方向和第二方向组成的平面。

3.如权利要求2所述的一种用于焊接钢筋骨架的机械手，其特征在于，所述底座上设有驱动第一滑块和第二滑块运动的驱动机构。

4.如权利要求3所述的一种用于焊接钢筋骨架的机械手，其特征在于，所述驱动机构包括丝杠，所述滑块设置在丝杠上，丝杠长度方向的一端安装有驱动电极。

5.如权利要求1所述的一种用于焊接钢筋骨架的机械手，其特征在于，第一滑块和第二滑块相邻的端部上设有通孔，所述滑块上固定驱动气缸，驱动气缸伸缩杆端部的端部连接夹持件。

6.如权利要求1所述的一种用于焊接钢筋骨架的机械手，其特征在于，所述底座上设有图像识别系统和控制器，所述图像识别系统包括摄像头和图像处理器，摄像头、图像处理器以及控制器相互连接，所述控制器与驱动机构的动力元件相连接。

7.如权利要求1所述的一种用于焊接钢筋骨架的机械手，其特征在于，所述夹持件能够围绕压紧件的轴线旋转。

8.基于权利要求1-7任一项所述的一种用于焊接钢筋骨架的机械手的使用方法，其特征在于，包括如下过程：

在对两个相交的钢筋交叉点进行焊接的时候，控制第一压紧件上夹持件移动到两个钢筋交叉点的上方，第二压紧件上夹持件移动到两个钢筋交叉点的下方；

分别控制第一滑块和第二滑块靠近两个钢筋交叉点，然后控制第一压紧件和第二压紧件运动使得两个夹持件夹紧两个钢筋的交叉点；

最后给两个压紧件上夹持件进行通电，进而给两个钢筋的交叉点进行电阻焊接。

9.一种焊接设备，其特征在于，包括上述权利要求1-7任一项所述的一种用于焊接钢筋骨架的机械手。

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