CN114247972B - 钢筋笼自动滚焊设备及钢筋笼自动焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢筋笼自动滚焊设备及钢筋笼自动焊接方法，所述自动滚焊设备用于焊接钢筋笼，所述钢筋笼包括纵长延伸的主筋和环绕在所述主筋上的环筋，所述自动滚焊设备包括滚焊机和控制系统，沿所述钢筋笼进给方向，所述滚焊机包括顺次设置的进线架、焊接主机、环筋料盘、环筋旋转机构和钢筋笼牵引机构，钢筋笼牵引机构牵引所述主筋使其到达所述焊接主机，所述环筋旋转机构将缠绕在所述环筋料盘上的环筋以一定的涨力绕在所述主筋上，所述焊接主机将所述环筋焊接在所述主筋上。在整个焊接过程中，设备运行参数全部由电气化自动控制，无需复杂的计算和目测定位，大幅提高了生产效率。

Description

钢筋笼自动滚焊设备及钢筋笼自动焊接方法

【技术领域】

本发明涉及一种钢筋笼自动滚焊设备及钢筋笼自动焊接方法，属于建筑桩基施工设备技术领域。

【背景技术】

在建筑桩基施工技术领域，现有的钢筋笼滚焊机通常采用半自动焊接方式，通过滚焊机驱动钢筋笼主筋的旋转来带动环筋箍绕在其表面，并由人工手持焊枪对每一个主筋和环筋的交叉点进行焊接，在实际生产中生产效率比较低，钢筋笼整体扭曲度大，不容易组织规模化生产。主筋和箍筋由于焊接点量多，工人粗心点就焊不好，出现漏焊、脱焊，而且常常烧伤主筋致使主筋强度受损，导致钢筋笼成品各项性能指标均较低。

为提高生产率和钢筋笼的质量，要利用机械自动化设备焊接钢筋笼上的纵筋和环筋，并在焊接过程中确保焊接质量和降低主筋1强度损失，这就需要有一种自动化控制程度高的灌注桩钢筋笼滚焊机。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种钢筋笼自动滚焊设备及钢筋笼自动焊接方法，可提高焊接效率以及焊接质量，安全可靠。

本发明的目的是通过以下技术方案实现：

一种钢筋笼自动滚焊设备，用于焊接钢筋笼，所述钢筋笼包括纵长延伸的主筋和环绕在所述主筋上的环筋，所述自动滚焊设备包括滚焊机和控制系统，沿所述钢筋笼进给方向，所述滚焊机包括顺次设置的进线架、焊接主机、环筋料盘、环筋旋转机构和钢筋笼牵引机构，钢筋笼牵引机构牵引所述主筋使其到达所述焊接主机，所述环筋旋转机构将缠绕在所述环筋料盘上的环筋以一定的涨力绕在所述主筋上，所述焊接主机将所述环筋焊接在所述主筋上。

优选的，所述进线架的数量为至少两个，所述至少两个进线架间隔设置。

优选的，所述进线架包括底座、由所述底座支撑的进线机架和进线主板，所述进线主板上安装有若干圆周均布的托筋滚轮。

优选的，所述焊接主机包括主旋转机构和旋转电极，所述主旋转机构包括电极轮，所述旋转电极包括电极板，所述主筋到达所述电极轮外围时，所述电极板将所述环筋焊接在所述主筋上。

优选的，所述控制系统包括焊接变压器，所述焊接变压器为中频变压器，配备焊接控制器及水冷冷却器。

优选的，所述牵引机构包括自动锁筋牵引盘、与所述自动锁筋牵引盘相连的牵引小车、可供所述牵引小车移动的牵引架，所述自动锁筋牵引盘可操作地锁住所述主筋前端，所述牵引小车在所述牵引架上移动带动所述钢筋笼向前移动。

优选的，所述牵引机构包括还包括托笼装置，所述托笼装置包括支撑组件，所述支撑组件在所述自动锁筋牵引盘的后侧支撑所述钢筋笼。

一种钢筋笼自动焊接方法，运用权利要求1所述的钢筋笼自动滚焊设备焊接钢筋笼，所述方法包括如下步骤：

S1、上料、穿主筋：用行车将主筋放在进线架内，用行车将装有环筋的环筋料盘装到环筋旋转机构上，将主筋沿着进线架的托筋滚轮穿入到焊接工位并由自动锁筋牵引盘锁住主筋；

S2、固定环筋：将环筋料盘内的环筋穿过绕丝臂到电极板焊接位置，然后将环筋扣牢在主筋上；

S3、焊接：主筋由自动锁筋牵引盘锁持并直线移动，旋转电极旋转，同时，环筋自动缠绕在主筋上，旋转电极上的电极板开始对压持的环筋和主筋的交叉点进行焊接；

S5、焊接完成：根据钢筋笼的规格和长度焊接至末端后，滚焊机自动停止焊接。

优选的，在所述步骤S3中，所述自动锁筋牵引盘带动所述钢筋笼移到超过托笼装置后，所述托笼装置的支撑组件抬起并托住钢筋笼；随着所述钢筋笼的不断移动，不同的托笼装置依次抬起。

优选的，所述方法包括如下步骤：

S6、自动脱笼：自动锁筋牵引盘松开锁持住的主筋，所述牵引小车自动向后慢速运行几秒钟后停止，使钢筋笼与自动锁筋牵引盘分离；所述钢筋笼与自动锁筋牵引盘分离后，所述托笼装置同步下降，回复至初始位置。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本机适用于灌注桩钢筋笼及预应力管桩钢筋笼的焊接成型。在整个焊接过程中，设备运行参数全部由电气化自动控制，无需复杂的计算和目测定位，大幅提高了生产效率。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施例提供的钢筋笼滚焊机主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的进线架；

图4是图1的滚焊机旋转电极；

图5是图1的滚焊机主旋转机构；

图6是图1的局部放大图，示出了包括旋转电极和主旋转机构的焊接主机；

图7是图2的局部放大图，示出了包括旋转电极和主旋转机构的焊接主机；

图8是图1的局部放大图，示出了部分牵引机构

图9是图8的自动锁筋牵引盘；

图10是图1的另一立体图；

图11是图1的托笼装置位于第二状态的结构视图；

图12是图11的俯视图；

图13是图1制造的钢筋笼结构立体图；

图14是图13的局部正视图；

图15是图13的局部立体图；

图16是图13的侧视图；

图17是图5的立体图。

其中，200、滚焊机；20、进线架；24、焊接主机；26、主旋转机构；28、旋转电极；30、环筋料盘；32、环筋2放松旋转机构；36、牵引机构；38、牵引架；40、托笼装置；42、自动锁筋牵引盘；44、牵引小车；46、焊接变压器；48、托筋滚轮；50、进线主板；56、法兰；58、滑块；60、调节螺杆；62、定位螺丝；64、三角板；66、电极臂；68、方锁块；70、扳动手柄；72、连杆；74、支持板；76、弹簧；78、调节螺母；80、电极板；82、电极轮；86、电刷；88、导电环；90、链轮；92、轴承；94、定位架；96、支座；98、固定转套；102、第一牵引盘；104、第一放松盘；106、第二牵引盘；108、第二放松盘；110、导柱；112、顶杆；114、定位杆；116、锁筋套；118、气缸；120、垫盖；122、压盖；124、螺母套；126、后盖；128、横臂；130、拉杆；132、钢筋挡板。

【具体实施方式】

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请结合图1、图2和图10，本实施例提供一种钢筋笼滚焊机200，用于焊接钢筋笼。钢筋笼包括纵长延伸的主筋1和环绕在主筋1上的环筋2。将焊接过程中，主筋1先焊接环筋2的一端定义为主筋1前端。

钢筋笼滚焊机200主要由进线架20、焊接主机24、环筋旋转机构32、牵引机构36、焊接变压器46、环筋料盘30及电气操作台等组成。

本实施例还提供一种自动滚焊设备，自动滚焊设备包括滚焊机200及其控制系统。沿钢筋笼进给方向，自动滚焊设备包括顺次设置的进线架20、焊接主机24、环筋料盘30、环筋旋转机构32和钢筋笼牵引机构36，钢筋笼牵引机构36牵引主筋1使其到达焊接主机24，环筋旋转机构32配合焊接主机24(的主旋转机构26)将缠绕在环筋料盘30上的环筋2以一定的涨力绕在主筋1上，焊接主机24将环筋2焊接在主筋1上。进一步地，在制造钢筋笼之前，筋旋转机构32通过将环筋料盘30反向转动将钢筋旋转盘绕，进行备料工作。

请结合图1和图3，进线架20包括进线底座54、由进线底座54支撑的进线基架52和进线主板50，进线主板50上安装有若干圆周均布的托筋滚轮48。进线架20的作用是支承和导向，便于主筋1穿入到滚焊机200焊接工位。

进线架20的数量为至少两个，至少两个进线架20间隔设置。

请结合图4、图5、图6、图7、图17，焊接主机24由主旋转机构26和旋转电极28组成。主旋转机构26由机架84、链轮90、轴承92、固定转套98、法兰56、导电环88、电刷86、电极轮82、定位架94和支座96等组成。旋转电极28由滑座、滑块58、调节螺杆60、三角板64、电极臂66、方锁块68、电极板80、弹簧76、调节螺母78、连杆72和扳动手柄70等组成。整个旋转电极28固定在主旋转机构26的法兰56上。

主旋转机构26包括电极轮82，旋转电极28包括电极板80及与电极板80相连的电极臂66，电极臂66通过电刷86、导电环88与焊接变压器46次级线圈的一端连接，电极轮82与焊接变压器46的次级线圈的另一端连接。主筋1到达电极轮82外围时，电极板80将环筋2焊接在主筋1上。

旋转电极28包括三角板64，电极臂66与三角板64相连；旋转电极28还包括滑动配接的滑块58和滑座，三角板64与滑块58相连。三角板64还设有导向模芯69。导向模芯69为一导向螺栓，固定在三角板64上，进行旋转导向或指示。

滑座固定于法兰56，三角板64与滑块58通过定位螺丝62与调节螺杆60的配合实现固定。

滑块58沿电极轮82的切向方向与滑座滑动配接，三角板64的纵长延伸方向的中心线与滑块58的滑动方向呈角度设置。

旋转电极28还包括支撑电极板80的支撑板79、支撑所述支撑板79的第一支撑杆77、三角板64与第一支撑杆77通过连杆机构连接。

连杆机构包括相连的扳动手柄70和连杆72，连杆72呈方括号状，连杆72的一端与扳动手柄70连接，连杆72的另一端与第一支撑杆77相连。

扳动手柄70纵长延伸，扳动手柄70的一端与三角板64相连，扳动手柄70的另一端设置有两个安装位，两个安装位择一地与连杆72的一端相连。从而实现可调节。

旋转电极28还包括第二支撑杆75，第二支撑杆75的一端支撑所述支撑板79，第二支撑杆75的另一端与支持板74相连，支持板74与三角板64相连。

第二支撑杆75上套设有调节螺母78，调节螺母78与支持板74上表面之间设置有调节弹簧76，支持板74的下侧设置有螺母73，螺母73与支持板74的下表面间隔设置。

旋转电极28固定在主旋转机构26的法兰56上，主旋转机构26包括电动机及由电动机驱动的链轮90，链轮90带动轴承92、固定转套98、法兰56、导电环88旋转，并带动旋转电极28一起旋转。

为便于环筋2螺旋缠绕于主筋1外，主旋转机构26还具有导筋机构285。导筋机构285跟随旋转电极28一同旋转，其转速大于环筋料盘30的旋转速度，进一步地，导筋机构285的转速为环筋料盘30的旋转速度的两倍以上。导筋机构285与环筋料盘30同向转动。具体的，结合图4、图6所示，导筋机构285固定安装于法兰56上，随法兰56一同旋转，提供环筋移动路径。导筋机构285包括螺旋支架281、以及安装于螺旋支架281上的导向组件282。导向组件282将环筋在径向上限位，使其沿螺旋支架281延伸方向一同延伸，进而环筋自环筋料盘30上送出后按照导筋机构285进行导向盘绕在主筋外。

具体的，螺旋支架281包括邻近环筋料盘30的外导端、以及邻近主旋转机构26(法兰56)，螺旋支架281的两端为沿轴向上的相对邻近关系。外导端所在位置的直径大于内导端所在位置的直径，螺旋支架281的外导端(标号283所指一端)向内导端(标号282所指一端)向内螺旋延伸，便于环筋2导出。多个导向组件282自外导端间隔分布至内导端。外导端和内导端各自设置一导向组件282，以便于环筋的导入和导出。导向组件282包括导向辊283、以及位于导向辊283径向外侧的限位板284。环筋2被限位在限位板284和导向辊283之间，限位板284和导向辊283将环筋2径向限位。环筋2依次穿过多个导向组件282，多个导向组件282通过位置的排布将环筋2移动路径进行限定。导向辊283通过转动使环筋逐步释放并按照导筋机构285提供的路径向主筋移动，并进行盘绕。

工作时电动机拖动链轮90使轴承92、固定转套98、法兰56、导电环88旋转，并带动旋转电极28一起旋转。在旋转的同时，环筋2的钢筋料穿过绕线模绕在主筋1上。并通过焊接信号使焊接变压器46导通，进行对主筋1和环筋2交叉点通电焊接，与此同时牵引架38上牵引小车44的自动锁筋牵引盘42锁持主筋1由变频电动机经减速器减速使小车在牵引架38上直线向前移动。旋转电极28的电极臂66通过电刷86导电环88与焊接变压器46次级的一端连接。电极臂66可根据焊接骨架直径大小调节。在旋转机构的中心安装了电极轮82，并同焊接变压器46的次级线圈的另一端连接。各电极同主机互相绝缘。在开始起动焊接后，整个焊接过程中根据钢筋笼规格自动调节环筋2各段尺寸，完成整个钢筋笼子的焊接过程后，自动停机。扳动电极臂66的扳动手柄70使电极板80松开，点动牵引小车44使钢筋笼尾端离开环筋旋转机构32后，把“脱笼”旋钮置“开”位置，牵引小车44自动向前慢速运行几秒钟后停止，使钢筋笼与小车分离，钢筋笼吊离滚焊机牵引架38。随后牵引小车44自动高速返回到穿钢筋的位置。

环筋旋转机构32通过电动机经多级减速将环筋料盘30旋转，将环筋2有一定涨力绕在电极轮82外周边的主筋1上。环筋料盘30转速根据主机旋转速度来匹配调速。

焊接变压器46为中频变压器，配备焊接控制器及水冷冷却器。

请结合图1、图2、图8和图9，牵引机构36主要由牵引架38、托笼装置40、牵引小车44、自动锁筋牵引盘42组成。自动锁筋牵引盘42安装在牵引小车44横臂128上，由牵引盘、放松盘、气缸118、钢筋挡板132、若干圆周均布的锁筋套116、定位杆114、顶杆112、拉杆130、导柱110、压盖122、垫盖120、螺母套124和后盖126等构成，其锁筋和放松动作由气缸118带动来完成。

具体的，牵引机构36包括自动锁筋牵引盘42、与自动锁筋牵引盘42相连的牵引小车44、可供牵引小车44移动的牵引架38，牵引架38设置于机架100上，或与机架100一体结构。自动锁筋牵引盘42可操作地锁住主筋1的前端，牵引小车44在牵引架38上移动带动钢筋笼向前移动。

牵引机构36包括还包括托笼装置40，托笼装置40包括支撑组件41，支撑组件41在自动锁筋牵引盘42的后侧支撑钢筋笼。

自动锁筋牵引盘42可操作地锁住主筋1前端，牵引小车44拉动自动锁筋牵引盘42向前移动。

自动锁筋牵引盘42包括间隔设置的第一牵引盘102和第一放松盘104、连接第一牵引盘102和第一放松盘104的第一组锁筋套116，主筋1前端可被第一组锁筋套116锁住。

第一组锁筋套116沿垂直于第一牵引盘102和第一放松盘104的方向延伸，第一组锁筋套116包括多个锁筋套，多个锁筋套沿第一牵引盘102和第一放松盘104的圆周方向均匀间隔设置。

自动锁筋牵引盘42包括间隔设置的第二牵引盘106和第二放松盘108、连接第二牵引盘106和第二放松盘108的第二组锁筋套117，主筋1前端可被第二组锁筋套117锁住；第二牵引盘106与第一放松盘104相邻设置。

第二组锁筋套117和第一组锁筋套116结构相同且位置对应，第二组锁筋套117和第一组锁筋套116在主筋1的延伸方向上共同将主筋1的前端锁持住。

自动锁筋牵引盘42包括连接第一牵引盘102、第一放松盘104、第二牵引盘106的导柱110；自动锁筋牵引盘42还包括连接第二放松盘108、第二牵引盘106、第一放松盘104的顶杆112。

自动锁筋牵引盘42还包括连接第二牵引盘106和第二放松盘108的定位杆114，定位杆114的数量至少为两个，至少两个定位杆114间隔设置。

第一组锁筋套116和第二组锁筋套117位置对应且由气缸118驱动，锁筋套的锁筋和放松动作由气缸118带动来完成。

气缸118的至少一部分设置在第二牵引盘106和第二放松盘108之间，气缸118靠近第二放松盘108的一侧设置有螺栓，螺栓穿过第二放松盘108的中心开孔，并通过垫盖120、压盖122、螺母套124的配合实现固定。

自动锁筋牵引盘42还包括横臂128，横臂128一端穿过第一牵引盘102、第一放松盘104的中心开孔与第二牵引盘106相连，横臂128的另一端连接有钢筋挡板132，钢筋挡板132与牵引小车44通过螺栓固定。

牵引架38上设有可供牵引小车44移动的导轨，牵引小车44由电机经减速机构减速后被驱动在导轨上直线移动。牵引架38位于机架100两侧的支架，轨道为固定于牵引机38(机架)上的轨道槽或链条105。如图11、图12所示，轨道为设置于牵引架上的链条105。小车具有被电机驱动的链轮，齿轮构造的链轮啮合于链条105上，通过转动在链条105的导向下进行直线往复移动。牵引小车44通过伺服电机驱动。

如图11、图12所示，托笼装置40包括支撑组件41，支撑组件41具有第一状态和第二状态，在第一状态，支撑组件41与钢筋笼的下侧间隔一定距离，在第二状态，支撑组件41与钢筋笼接触而支撑钢筋笼。

自动锁筋牵引盘42包括锁筋套116/117，支撑组件41在第二状态时，锁筋套116/117锁持钢筋笼的主筋1的前端，支撑组件41钢筋笼的下侧支撑钢筋笼，避免钢筋笼发生非期望的弯曲。

牵引小车44拉动自动锁筋牵引盘42向前移动，自动锁筋牵引盘42向前每移动超过一支撑组件41后，相应的支撑组件41从第一状态切换至第二状态。托笼装置40根据牵引小车自初始位置向前移动的距离控制从第一状态切换至第二状态。具体的，牵引小车44通过伺服电机驱动。伺服电机与托笼装置40的动力组件401相联动控制。伺服电机电性连接一控制器，该控制器还电性连接托笼装置40，根据伺服电机的伺服信号确定牵引小车的行走距离，根据该行走距离控制相应的托笼装置40从第一状态切换至第二状态，进而无需设置其他传感器组件，判断逻辑简单，可靠性强。在伺服电机反转复位时，控制装置控制所有托笼装置40恢复至第一状态。

托笼装置40的数量为多个，多个托笼装置40在钢筋笼的移动方向上间隔设置。

随着自动锁筋牵引盘42的向前移动，多个托笼装置40依次抬起使其支撑组件41从第一状态切换至第二状态，从而在钢筋笼延伸方向的多个位置支撑钢筋笼。

滚焊机200将钢筋笼焊接完毕后，锁筋套116/117松开钢筋笼，多个托笼装置40的支撑组件41从第二状态切换至第一状态。

牵引架38包括可供牵引小车44移动的轨道，当多个托笼装置40的支撑组件41从第二状态切换至第一状态时，轨道支撑钢筋笼。

轨道(链条105)的数量为两个，两个轨道平行且间隔设置，支撑组件41包括间隔设置的第一支撑件第二支撑件，第一支撑件和第二支撑件平行且间隔设置，第一支撑件和第二支撑件位于两个轨道之间，分别为平行四连杆机构，并由马达或气缸118驱动。

支撑组件41(的支撑板405)还具有第三状态，支撑组件41在第三状态的高度高于在第二状态的高度。在卸载钢筋笼时，可以将支撑组件41切换至第三状态，将钢筋笼从机架上向上承托，便于卸载钢筋笼。

具体的，托笼装置40还包括驱动支撑组件41的动力组件401。托笼装置40安装于机架100上。多个托笼装置40沿轴向(机架的长度方向)间隔排布。支撑组件41以平行四连杆结构进行第一状态(收拢状态或卧倒状态)切换至第二状态(支撑状态)的切换。平行四连杆的底边呈水平设置，从而支撑边在上下运动过程中保持水平状态，以此在第二状态下将钢筋笼水平平稳承托。

机架100(牵引架38)具有平行的两侧支架，并支撑平行的链条105。机架100还设有将两侧支架相固定连接的横板。托笼装置40固定安装于横板上。托笼装置40的动力组件401包括固定安装于机架上的伸缩缸401。伸缩缸401通过直线往复伸缩使得支撑组件41在第一状态和第二状态之间切换。进一步地，伸缩缸401为伸缩液缸或气缸。为避免油液泄漏导致的安全事故，并且考虑到难以清理及布置油箱等问题，伸缩缸401优选采用气缸。

支撑组件40包括沿轴向(小车移动方向、机架长度方向)前后布置的第一固定底板408和第二固定底板409、相平行的第一侧板403和第二侧板404、支撑板405。支撑板405的轴向两端分别可相对转动地连接第一侧板403和第二侧板404的上端。第一侧板403和第二侧板404的下端分别可转动地支撑于第一固定底板408和第二固定底板409。第一固定底板408和第二固定底板409各自上固定设有支撑耳板406、407将第一侧板403和第二侧板404转动支撑。第一侧板403通过一下枢转轴410转动连接于第一固定底板408的支撑耳板406上。第一侧板403的下端与下枢转轴410固定连接。第二侧板404通过另一下枢转轴转动连接于第二固定底板409的支撑耳板407上。两个下枢转轴之间构成平行四连杆机构的下底边，支撑板405构成平行四连杆机构的支撑边。

伸缩缸401的伸缩杆固定连接一传动板402的一端(图11中为下端)。该传动板402的另一端(图11中为上端)固定连接下枢转轴。伸缩缸401的伸缩杆推动传动板402水平往复移动，传动板402带动下枢转轴410进行水平往复移动，进而推动第一侧板403和第二侧板404进行卧倒或竖起，最终使得支撑板405上下移动，形成第一状态和第二状态的期望切换。

支撑组件40包括平行的两套平行四连杆机构，也即，第一侧板403和第二侧板404、支撑板405均成对存在，并沿横向(横板长度方向)相对设置，形成上述间隔设置的第一支撑件第二支撑件。进一步地，为将钢筋笼稳定承托，支撑板405的轴向长度大于环筋的导程。两个支撑板405共用同一枢转轴411，并且，两个支撑板405沿横向的间隔距离大于钢筋笼的两个主筋1(下述实施例钢筋笼的主筋10和主筋20之间的周向间距)之间的周向间隔距离。

以下为滚焊机200的主要技术参数：

以下为滚焊机200的工作过程：

①上料、穿主筋→②固定环筋→③起动焊接→④焊接过程→⑤焊接完成→⑥自动脱笼→⑦托笼装置复位→⑧吊离钢筋笼→⑨牵引小车高速复位

上料、穿主筋1：用行车将主筋1放在进线架20内，用行车将装有环筋2的环筋料盘30装到环筋旋转机构32工位。将主筋1沿着进线架20托筋滚轮48穿入到滚焊机200焊接工位并由自动锁筋牵引盘42锁住主筋1。

固定环筋2：将环筋料盘30内的环筋2穿过绕丝臂到电极板80焊接位置，然后将环筋2扣牢或焊接在主筋1上。

起动焊接：根据规格开始焊接钢筋笼，主筋1由自动锁筋牵引盘42锁持并直线移动，旋转电极28旋转，同时，环筋2自动缠绕在主筋1上，环筋2各段间距可由预设参数进行调节。

焊接过程：旋转电极28上的电极板80开始对压持的环筋2和主筋1的交叉点进行焊接。焊接好的钢筋笼移动一段距离后，第一组托笼装置40抬起，托住钢筋笼以防钢筋笼因自重而变形。随着钢筋笼不断移动，后面的几组托笼装置40依次抬起。

焊接完成：当根据钢筋笼的规格和长度焊接至末端后，滚焊机200自动停止焊接。这时可切断环筋2，点动牵引小车44使钢筋笼尾端离开环筋旋转机构32。

自动脱笼：把“脱笼”旋钮转到“开”位置，自动锁筋牵引盘42松开锁持住的主筋1。随后牵引小车44自动向前慢速运行几秒钟后停止，使钢筋笼与牵引小车44分离。

托笼装置40复位：钢筋笼与牵引小车44分离后，所有托笼装置40同步下降，回复到初始位置。

吊离钢筋笼：待托笼装置40复位后，将钢筋笼吊出。

牵引小车44高速复位：将钢筋笼吊离后，按“自动返回”按钮，牵引小车44自动高速返回到穿钢筋的位置，进行下一只钢筋笼的焊接工作流程。

在开始起动焊接后，整个焊接过程中根据管桩的标准自动调节环筋2各段尺寸，在牵引小车44的向后移动中，当牵引小车44的撞块碰到托架(托笼子架)开关时自动升起，托架采用销子定位，使用极为方便，调节简单。完成整个钢筋笼子的焊接过程后，自动停机(整个过程无须人操作)。扳动电极臂66的松开手柄使电极松开，点动牵引小车44使钢筋笼尾端离开主机料盘架后，把“脱笼”旋钮置“开”位置，“脱笼气缸”通电，小车自动向前正向慢速运行4秒钟后停止，使钢筋笼与小车分离，钢筋笼子滚离焊机料架。按牵引反点，牵引小车44自动高速返回到穿钢筋的位置。

环筋旋转机构32通过电动机经多级减速将环筋料盘30旋转，将环筋有一定涨力绕在主筋1上。环筋料盘30转速(送丝速度)根据主机旋转速度来匹配调速。

焊接变压器46为交叠铁壳式变压器，其初级绕组为盘形，次级绕组由二片铜板组成。

焊机有自动焊接和手动焊接二种焊接模式，工作时可根据需要自行选择。

在需要安装滚焊机200时，参照机械外形及基础图尺寸，划好整机中心线和部件尺寸，开好各处的坑、槽及地脚螺栓孔空。按机器基础图把各部件放至指示位置，校正焊机水平及中心高。牵引机架相对位置按图校正，正确连接。并复查所有尺寸应与图纸相符，穿上地脚螺栓，螺纹应高出螺母留有一定余量，用混凝土灌注，待凝固后，重新精确校正焊机水平度，后将各地脚螺栓紧固。

在安装的同时，将电力控制线以及电源通道敷设好，电源至滚焊机200电控柜的导线为三根120平方毫米的铜芯线。零线为16平方毫米线。接地线为16平方毫米线，控制线为1平方毫米铜芯软线，电控柜至主电机为4平方毫米铜芯软线。至力矩电极及牵引电机为4平方毫米铜芯软线。电控柜、焊接主机24，变压器等应可靠接地。根据电气线路图接通各路电气元件，并严格检查无误，充分熟悉各操作控制按钮作。

根据管桩的规格，选择定位板和固定电极轮82，并逐个固定。旋转电极臂位置调整一般为：当电极头压紧纵径，环径后使弹簧压缩后中心顶杆伸缩间距为5-10毫米。旋转电极28的压力是由弹簧座和调节螺母来调整，可根据焊接钢筋直径大小而定，通常钢筋直径越粗所需调整弹簧压力越大，并固定定位螺栓。根据所焊钢筋直径调整焊接电流，并调整焊接时间。焊接电流的大小取决于焊接笼体钢筋的直径大小，通常钢筋直径越粗，所需电流越大。压力可调节上弹簧座，调正后锁紧螺母锁定。

以下是调试步骤：

1、安装正确无误才可调试。调试时应把选择开关置“调试”。

2、调整焊接信号接近开关和计数信号接近开关与信号盘螺钉之间间距在2mm(接近开关接近螺钉时灯亮)。

3、起动各功能按钮，动作应与所选功能一致(绕丝方向应为面对铜盘顺时针旋转、送丝方向应与绕丝方向一致)。牵引小车44前进方向是远离焊接主机24为正向，反之是反向行动。

4、调整气压、基本参数

①气动总压力调整为0.6MPa。

②每档托架压力调整为0.3Mpa。

5、输入设定和调整各项参数:

先设定头端、前端密绕、前端、中段、后端、后端密绕、末端的间距和长度。如加工15米的钢筋笼，设定总长度一般不要大于15米，设定如下：头端间距20，头端长度50，前端密绕20，前端密绕长度50，前端间距70，前端长度1400，中段间距120，中段长度11650，后端间距70，后端长度1400，后端密绕20，后端密绕长度50，末端间距20，末端长度50。(如需加工10米或12米的钢筋笼，只需修改中段长度即可。)

例加工10米的钢筋笼，设定好上述参数，自动起动空运转，待运转结束后，在触摸屏中查看“编码器位置”的数值(例：数值为10500)，然后在“运行米数对应编码器脉冲”输入与“编码器位置”相同的数值即可(例：数值为10500)。

焊接电流设定：试焊时，先将电流微调电位器置中间，观察焊点强度，依据实际情况，调整对应区段的焊接电流【如5米-6米段焊的不牢(电流小)，电流可适当加大。如钢筋烧断(电流大)，则电流可适当减小。】

焊接电流共分5段，可根据需要选择分段。焊接电流确定后，如起动时电流过大或过小，可调起动电流的百分比。

一次焊接过程结束后，根据实际测量的环径间距、焊接点情况、环径圈数，修改设定值。

以下是滚焊机200的电气操作说明

电源为交流三相380V，50Hz。控制电源为直流24V，电磁阀及小型继电器电源DC24V。本机设有短路熔断保护及电机过载保护。所有用于外部调节的数据均由触摸显示屏与PLC通信而完成数据设定，外部的各按钮，选择开关及传感器将机器的当前运作状态及各操作信息反馈给PLC，由PLC处理输出控制。

牵引电机、绕丝电机由各行程开关、电位器、按钮将信号输入PLC，再由PLC输出信号控制变频器来实现停止、起动及转速的控制。牵引电机在自动焊接过程中的速度由PLC根据绕丝电机的转速按“长度系数”控制变频器来控制，而绕丝电机的转速可由R1电位器来控制。电位器R2只有在单独起动牵引电机时才能起调节作用。电位器R3是在自动焊接时微调电流用的，每增加1伏，电流增加6个单位，范围是-60至60。电位器R4是手动焊接时调电流用，范围是0至999。

所用线材必须有很好的导电性能。线材在拉伸、轧制前可采用机械除鳞、酸洗工艺清除线材表面氧化皮及铁锈。采用强迫拉丝工艺时，原材料线材不能有铁锈。拉丝时采用低油性润滑粉。拉伸轧制后的成品钢丝在焊接前应清除一切脏物、油污、氧化物及铁锈。否则焊接时会火花飞溅、脱焊、虚焊甚至不能焊接，影响焊接质量，同时会严重地降低电极头的使用寿命。要经常清除电极头上的油污、脏物、氧化物，保持焊头干净、光洁以保证良好的导电性能。经常保持电极头和电极臂之间清洁，在调换电极头时，电极臂、电极头间用细砂皮打光，保证良好的导电性能，并紧固方锁块68上的六角螺钉。

以下为滚焊机200的气缸明细表:

本机适用于灌注桩钢筋笼及预应力管桩钢筋笼的焊接成型。焊接方式采用中频逆变直流电阻焊，工作时三相电流平衡，对电网污染少，节能减耗效果明显。电流控制精密，降低飞溅率，有效提高焊点质量并能有效降低电极磨损率，增加电极使用寿命。在整个焊接过程中，主旋转机构带动旋转电极进行旋转焊接，钢筋笼不旋转。设备运行参数全部由电气化自动控制，无需复杂的计算和目测定位。钢筋笼牵引头采用自动锁筋机构，并具备一键式脱笼功能，大幅提高了生产效率。

请参见图13至图16，本公开一个实施例提供一种钢筋笼100，包括主体和固定体。其中，主体包括多根桩柱钢筋，多根桩柱钢筋纵长延伸，且间隔设置形成筒状，固定体将多根桩柱钢筋相对固定而形成钢筋笼100，方便在建筑施工中作为浇筑围护桩的支撑保护结构。

多根桩柱钢筋(上述实施例中的主筋1)包括长度不等的第一序列桩柱钢筋10和第二序列桩柱钢筋20，第一序列桩柱钢筋10的端部形成钢筋笼100的端部，第二序列桩柱钢筋20的端部远离钢筋笼100的端部。也就是说，第一序列桩柱钢筋10延伸至钢筋笼100的端部，而第二序列桩柱钢筋20的端部短于钢筋笼100的端部。由此，钢筋笼100的主体分为两部分，中间部分包括第一序列桩柱钢筋10和第二序列桩柱钢筋20，端侧部分仅包括第一序列桩柱钢筋10，从而为中间部分和端侧部分提供不同的强度；而且合理利用材料，降低钢筋笼100的制造成本。

第一序列桩柱钢筋10的数量为多根，多根第一序列桩柱钢筋10的端部平齐。平齐的第一序列桩柱钢筋10的端部形成钢筋笼100的端部，从而使钢筋笼100的端部平齐，方便使用。第二序列桩柱钢筋20的数量为多根，多根第二序列桩柱钢筋20的端部平齐。由此，平齐的第二序列桩柱钢筋20的端部形成一个隐形的平面，从而将钢筋笼100分为中间部分和端侧部分，中间部分和端侧部分具有不同的强度，满足施工需要。

本领域技术人员可以想到，仅仅第一序列桩柱钢筋10的端部平齐，或者，仅仅第二序列桩柱钢筋20的端部平齐亦可，凡采用与本实施方式相同或类似的方案均涵盖在本发明的保护范围内。

主体呈圆筒状，第一序列桩柱钢筋10与第二序列桩柱钢筋20均匀间隔排布。也就是说，第一序列桩柱钢筋10、第二序列桩柱钢筋20、第一序列桩柱钢筋10、第二序列桩柱钢筋20……如此重复，直至形成圆筒状的主体。由于第一序列桩柱钢筋10与第二序列桩柱钢筋20均匀间隔排布，可以使钢筋笼100结构规整，受力均匀，从而提升施工质量。

第一序列桩柱钢筋10中的各条钢筋均匀间隔排布，第二序列桩柱钢筋20中的各条钢筋均匀间隔排布，且第一序列桩柱钢筋10之间的距离与第二序列桩柱钢筋20之间的距离、角度相等。由此，整个钢筋笼100结构规整，受力均匀，可以提升施工质量。也即，每相邻的钢筋10和钢筋20之间的周向间距相等，如图16所示，钢筋10、20在圆周方向均匀排布。

钢筋笼100纵长延伸，钢筋笼100的两个端部的第一序列桩柱钢筋10和第二序列桩柱钢筋20的结构相同。也就是说，在钢筋笼100的两端均是：第一序列桩柱钢筋10的端部形成钢筋笼100的端部，第二序列桩柱钢筋20的端部远离钢筋笼100的端部。由此，钢筋笼100的中部包括第一序列桩柱钢筋10和第二序列桩柱钢筋20，两个端部均只包括第一序列桩柱钢筋10，满足不同部分的不同强度需求，不仅降低成本，且施工方便。

固定体在主体的外表面将多根桩柱钢筋相对固定。从而，固定体不占用钢筋笼100端部的位置，可以使钢筋笼100的结构更紧凑。

固定体为纵长延伸的固定钢筋80(上述实施例中的环筋2)，固定钢筋80在主体的外表面螺旋延伸。螺旋延伸的固定钢筋80不仅可以在多个固定点将固定钢筋80与桩柱钢筋相连，且可在一定程度的减少固定钢筋80的用量，降低施工成本。

固定钢筋80的数量有且只有一根。也就是说，一根固定钢筋80在主体的外表面螺旋延伸，从而将多根桩柱钢筋相连，不仅结构规整，而且可在较大程度的减少固定钢筋80的用量，降低施工成本。

固定钢筋80与桩柱钢筋之间设置有频逆变直流电阻焊形成的焊接部。形成该焊接部时，三相电流平衡，对电网污染少，电流控制精密，降低飞溅率，有效提高焊点质量并能有效降低电极磨损率，增加电极使用寿命。

焊接部形成在固定钢筋80与桩柱钢筋之间每个连接点之间。也就是说，焊接部为电阻焊接部，进一步地，固定钢筋80与桩柱钢筋之间每个连接点均通过频逆变直流电阻焊而焊接固定，从而保证钢筋笼100的强度。

本实施例中，固定钢筋80的直径小于桩柱钢筋10、20的直径，以便被滚焊机螺旋弯曲，盘绕在主笼外，实现自动化盘筋生产。桩柱钢筋的直径在16～25mm之间，固定钢筋80的直径在3.5～10mm之间，固定钢筋80的环径间距在5-150mm之间。

值得注意的是，上述数值包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。

举例来说，桩柱钢筋的直径在16～25mm之间，优选为18～24mm之间，更优选为19～23mm之间，进一步优选为20～22mm之间，目的是为说明上述未明确列举的诸如17、21等值。

如上述，以2或1为间隔单位的示例范围，并不能排除以适当的单位例如0.5、1.5、2.5等数值单位为间隔的增长。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述过了的。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

Claims (7)

1.一种钢筋笼自动滚焊设备，所述钢筋笼包括纵长延伸的主筋和环绕在所述主筋上的环筋，其特征在于：所述自动滚焊设备包括滚焊机和控制系统，沿所述钢筋笼进给方向，所述滚焊机包括顺次设置的进线架、焊接主机、环筋料盘、环筋旋转机构和钢筋笼牵引机构，钢筋笼牵引机构牵引所述主筋使其到达所述焊接主机，所述环筋旋转机构将缠绕在所述环筋料盘上的环筋以一定的涨力绕在所述主筋上，所述焊接主机将所述环筋通过电阻焊焊接在所述主筋上；

所述焊接主机包括主旋转机构和旋转电极，所述主旋转机构包括电极轮，所述旋转电极包括电极板，电极臂通过电刷、导电环与焊接变压器次级线圈的一端连接，电极轮与焊接变压器的次级线圈的另一端连接；所述主筋到达所述电极轮外围时，所述电极板将所述环筋焊接在所述主筋上；旋转电极包括三角板，电极臂与三角板相连；旋转电极还包括滑动配接的滑块和滑座，三角板与滑块相连；三角板还设有导向模芯；导向模芯为一导向螺栓，固定在三角板上；

所述牵引机构包括自动锁筋牵引盘、与所述自动锁筋牵引盘相连的牵引小车、可供所述牵引小车移动的牵引架，所述自动锁筋牵引盘可操作地锁住所述主筋前端，所述牵引小车在所述牵引架上移动带动所述钢筋笼向前移动；

所述牵引机构包括还包括托笼装置，所述托笼装置包括支撑组件，所述支撑组件在所述自动锁筋牵引盘的后侧支撑所述钢筋笼；支撑组件具有第一状态和第二状态，在第一状态，支撑组件与钢筋笼的下侧间隔一定距离，在第二状态，支撑组件与钢筋笼接触而支撑钢筋笼；牵引小车通过伺服电机驱动，伺服电机与托笼装置的动力组件相联动控制，伺服电机电性连接一控制器，该控制器还电性连接托笼装置，根据伺服电机的伺服信号确定牵引小车的行走距离，根据该行走距离控制相应的托笼装置从第一状态切换至第二状态；

所述支撑组件还具有第三状态，所述支撑组件在第三状态的高度高于在第二状态的高度，以将钢筋笼从机架上向上承托卸载。

2.如权利要求1所述的钢筋笼自动滚焊设备，其特征在于：所述进线架的数量为至少两个，所述至少两个进线架间隔设置。

3.如权利要求1所述的钢筋笼自动滚焊设备，其特征在于：所述进线架包括底座、由所述底座支撑的进线机架和进线主板，所述进线主板上安装有若干圆周均布的托筋滚轮。

4.如权利要求1所述的钢筋笼自动滚焊设备，其特征在于：所述控制系统包括焊接变压器，所述焊接变压器为中频变压器，配备焊接控制器及水冷冷却器。

5.一种钢筋笼自动焊接方法，运用权利要求1所述的钢筋笼自动滚焊设备焊接钢筋笼，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

S1、上料、穿主筋：用行车将主筋放在进线架内，用行车将装有环筋的环筋料盘装到环筋旋转机构上，将主筋沿着进线架的托筋滚轮穿入到焊接工位并由自动锁筋牵引盘锁住主筋；

S2、固定环筋：将环筋料盘内的环筋穿过绕丝臂到电极板焊接位置，然后将环筋扣牢在主筋上；

S3、焊接：主筋由自动锁筋牵引盘锁持并直线移动，旋转电极旋转，同时，环筋自动缠绕在主筋上，旋转电极上的电极板开始对压持的环筋和主筋的交叉点进行焊接；

S5、焊接完成：根据钢筋笼的规格和长度焊接至末端后，滚焊机自动停止焊接。

6.如权利要求5所述的焊接方法，其特征在于：在所述步骤S3中，所述自动锁筋牵引盘带动所述钢筋笼移到超过托笼装置后，所述托笼装置的支撑组件抬起并托住钢筋笼；随着所述钢筋笼的不断移动，不同的托笼装置依次抬起。

7.如权利要求6所述的焊接方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

S6、自动脱笼：自动锁筋牵引盘松开锁持住的主筋，所述牵引小车自动向后慢速运行几秒钟后停止，使钢筋笼与自动锁筋牵引盘分离；所述钢筋笼与自动锁筋牵引盘分离后，所述托笼装置同步下降，回复至初始位置。

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