CN114310085A - 预制桩节点焊接机器人及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种预制桩节点焊接机器人及其使用方法，本发明的自动焊接机由焊枪、送丝机构、气路系统和控制系统等部分组成。可以使用焊枪，实现自动焊接作业。快速夹装定位结构由夹持环和行走轨道组成。夹持环上有夹装支座，可以将快速夹装定位结构自身夹持于预制桩上，并可承受一定的竖向荷载。本发明将自动化焊接技术引入管桩焊接施工中，提出一种具有全过程自动化焊接能力的焊接机器人，将有助于改良施工工艺，提升焊接施工的质量，解决目前工地现场存在的普遍问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种预制桩节点焊接机器人及其使用方法。
背景技术
预制混凝土桩是常用建筑桩基的一种，广泛应用于工业与民用建筑工程中。预制上下节的拼接通常采用端板焊接连接的方式。焊接连接的施工质量对工程质量有重要影响。接桩时焊接质量不好，甚至引起桩身断裂等严重问题。
但目前预制桩焊接连接主要以人工焊接为主，焊接效率较低，人工成本较高。且预制桩现场施焊时，焊接的技术要求较高。但实际施工时由于现场焊接人员的技术水平参差不齐，人为因素不易控制，造成质量问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种预制桩节点焊接机器人及其使用方法。
为解决上述问题，本发明提供一种预制桩节点焊接机器人及其使用方法，包括：
快速装夹定位结构，所述快速装夹定位结构包括：夹持环、夹装支座和行走轨道，所述夹持环通过夹装支座固定于预制桩节点的侧壁上，所述行走轨道固定于所述夹持环上，所述夹持环和行走轨道套设于预制桩节点上；
移动于所述行走轨道上的焊接行走小车，所述焊接行走小车上设置有自动焊机的焊枪，所述自动焊机与所述焊接行走小车连接。
进一步的，上述预制桩节点焊接机器人中，所述焊接行走小车与自动焊机通过焊机连接线连接。
进一步的，上述预制桩节点焊接机器人中，所述焊接行走小车上还设置有控制面板。
进一步的，上述预制桩节点焊接机器人中，所述夹装支座具为可移动结构。
进一步的，上述预制桩节点焊接机器人中，所述焊接行走小车的底部装有自动行走装置，所述自动行走装置夹持在快速装夹定位结构的行走轨道上。
进一步的，上述预制桩节点焊接机器人中，所述焊接行走小车上设置的焊枪夹持和位置调整结构，所述焊枪设置于所述焊枪夹持和位置调整结构上。
进一步的，上述预制桩节点焊接机器人中，所述焊接行走小车上设置有焊缝激光跟踪器模块，所述焊缝激光跟踪器模块与所述焊枪夹持和位置调整结构连接。
进一步的，上述预制桩节点焊接机器人中，所述焊接行走小车上设置有焊缝质量监测模块及与所述焊缝质量监测模块连接的无线数据传输系统。
进一步的，上述预制桩节点焊接机器人中，焊接行走小车为两个一组，两个焊接行走小车可以分别安装于所述行走轨道的对称位置。
根据本发明的另一方面，还提供一种预制桩节点焊接机器人的使用方法，采用上述任一项所述的预制桩节点焊接机器人，所述方法包括：
在现场指定位置，使用静压桩机压入第一节的预制桩，将第一节的预制桩的桩端压至焊接位置标高；
从第一节的预制桩的桩端套入预制桩节点焊接机器人，将快速夹装定位结构与预制桩固定，快速夹装定位结构自动调整高度，使焊枪的焊接面与焊接缝端面基本平行；
安装第二节的预制桩，将其第二节的预制桩的端部与第一节的预制桩的端部贴齐；
焊接行走小车启动焊缝激光跟踪器模块自动对焊缝进行追踪，自动控制焊枪位置，焊枪开始对焊缝进行自动焊接，焊接行走小车沿行走轨道行走，完成整个一圈焊缝的施焊动作；
焊接结束后，焊接行走小车启动质量检测模块，焊接行走小车沿轨道行走一周，带着焊缝质量监测模块自动检测并将质量检测结果上传；
焊接结束后，松开夹装支座与预制桩分离，并将预制桩节点焊接机器人沿预制桩降至地面；
静压桩机启动下压第二节的预制桩到指定位置后，将预制桩节点焊接机器人套设于第二节的预制桩上后，继续进行第二节的预制桩与下一节的预制桩的焊接；
反复上述操作直至最后一节的预制桩焊接完成，即可去除预制桩节点焊接机器人，施工结束。
与现有技术相比，本发明的自动焊接机由焊枪、送丝机构、气路系统和控制系统等部分组成。可以使用焊枪，实现自动焊接作业。快速夹装定位结构由夹持环和行走轨道组成。夹持环上有夹装支座，可以将快速夹装定位结构自身夹持于预制桩上，并可承受一定的竖向荷载。本发明将自动化焊接技术引入管桩焊接施工中，提出一种具有全过程自动化焊接能力的焊接机器人，将有助于改良施工工艺，提升焊接施工的质量，解决目前工地现场存在的普遍问题。
本发明可以自动化焊接的模式进行施工作业，代替现场工人的人工操作，提升现场结构焊接作业的效率，降低工程成本。本发明可以实现焊接过程标准化，并且具备施工后的自动检测功能，可以有效保证预制桩的现场焊接质量。本发明的设备安装方便，无需复杂的校准定位。另外，本发明的机器人可对称施焊，防止施焊过程中的偏载引起的偏差，提升施工速度。
附图说明
图1是本发明一实施例的预制桩节点焊接机器人的整体示意图；
图2是本发明一实施例的快速装夹定位结构的平面示意；
图3是本发明一实施例的快速装夹定位结构剖面示意图；
图4是本发明一实施例的焊接小车示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1～4所示，本发明提供一种预制桩节点焊接机器人，包括：
快速装夹定位结构，所述快速装夹定位结构包括：夹持环1、夹装支座2和行走轨道3，所述夹持环1通过夹装支座2固定于预制桩节点5的侧壁上，所述行走轨道3固定于所述夹持环3上，所述夹持环3和行走轨道3套设于预制桩节点上；
移动于所述行走轨道3上的焊接行走小车4，所述焊接行走小车4上设置有自动焊机7的焊枪6，所述自动焊机与所述焊接行走小车连接。
在此，本发明的自动焊接机由焊枪、送丝机构、气路系统和控制系统等部分组成。可以使用焊枪，实现自动焊接作业。快速夹装定位结构由夹持环和行走轨道组成。夹持环上有夹装支座，可以将快速夹装定位结构自身夹持于预制桩上，并可承受一定的竖向荷载。本发明将自动化焊接技术引入管桩焊接施工中，提出一种具有全过程自动化焊接能力的焊接机器人，将有助于改良施工工艺，提升焊接施工的质量，解决目前工地现场存在的普遍问题。
本发明可以自动化焊接的模式进行施工作业，代替现场工人的人工操作，提升现场结构焊接作业的效率，降低工程成本。本发明可以实现焊接过程标准化，并且具备施工后的自动检测功能，可以有效保证预制桩的现场焊接质量。本发明的设备安装方便，无需复杂的校准定位。另外，本发明的机器人可对称施焊，防止施焊过程中的偏载引起的偏差，提升施工速度。
如图1和4所示，本发明的预制桩节点焊接机器人一实施例中，所述焊接行走小车4与自动焊机7通过焊机连接线8连接。
如图4所示，本发明的预制桩节点焊接机器人一实施例中，所述焊接行走小车4上还设置有控制面板9。
本发明的预制桩节点焊接机器人一实施例中，所述夹装支座具为可移动结构。
在此，夹装支座具有可移动功能，可按照设定自主的沿预制桩轴向进行高度定位。
如图4所示，本发明的预制桩节点焊接机器人一实施例中，所述焊接行走小车4的底部装有自动行走装置10，所述自动行走装置10夹持在快速装夹定位结构的行走轨道3上。
在此，焊接行走小车的底部装有自动行走装置，自动行走装置可夹持在快速装夹定位结构的行走轨道上，从而沿着快速装夹定位结构的轨道进行运动。
如图4所示，本发明的预制桩节点焊接机器人一实施例中，所述焊接行走小车4上设置的焊枪夹持和位置调整结构11，所述焊枪设置于所述焊枪夹持和位置调整结构上。
在此，所述焊接行走小车具备焊枪夹持和位置调整结构，可将焊接自动焊机的焊枪夹持于结构上，可人工调整焊枪水平和竖向焊接位置。
如图4所示，本发明的预制桩节点焊接机器人一实施例中，所述焊接行走小车4上设置有焊缝激光跟踪器模块12，所述焊缝激光跟踪器模块12与所述焊枪夹持和位置调整结构11连接。
在此，所述焊接行走小车上具有焊缝激光跟踪器模块，可以使用激光自动定位追踪焊接焊缝9位置，自动控制焊枪夹持和位置调整结构调整焊枪焊接位置，保证焊接位置准确。
如图4所示，本发明的预制桩节点焊接机器人一实施例中，所述焊接行走小车4上设置有焊缝质量监测模块13，及与所述焊缝质量监测模块13连接的无线数据传输系统。
在此，焊接行走小车具有焊缝质量监测模块。焊接完成后，可以使用超声波探测对焊缝焊接质量进行扫描。
扫描得到的焊缝焊接质量进行扫描可以通过无线数据传输系统，自动上传施工检测数据。
如图1所述，本发明的预制桩节点焊接机器人一实施例中，所述焊接行走小车4为两个一组，两个焊接行走小车可以分别安装于所述行走轨道的对称位置。
在此，焊接行走小车为两个一组。在施工时，可以在快速夹装结构轨道的对称位置安装，小车内部具备自动控制装置，可以使两个小车以相同速率沿轨道运动，从而完成对称施焊的动作。
根据本发明的另一方面，还提供一种预制桩节点焊接机器人的使用方法，采用上述任一实施例所述的预制桩节点焊接机器人，所述方法包括：
步骤S1，在现场指定位置，使用静压桩机压入第一节的预制桩，将第一节的预制桩的桩端压至焊接位置标高；
步骤S2，从第一节的预制桩的桩端套入预制桩节点焊接机器人，将快速夹装定位结构与预制桩固定，快速夹装定位结构自动调整高度，使焊枪的焊接面与焊接缝端面基本平行；
步骤S3，安装第二节的预制桩，将其第二节的预制桩的端部与第一节的预制桩的端部贴齐；
步骤S4，焊接行走小车启动焊缝激光跟踪器模块自动对焊缝进行追踪，自动控制焊枪位置，焊枪开始对焊缝进行自动焊接，焊接行走小车沿行走轨道行走，完成整个一圈焊缝的施焊动作；
步骤S5，焊接结束后，焊接行走小车启动质量检测模块，焊接行走小车沿轨道行走一周，带着焊缝质量监测模块自动检测并将质量检测结果上传；
步骤S6，焊接结束后，松开夹装支座与预制桩分离，并将预制桩节点焊接机器人沿预制桩降至地面；
步骤S7，静压桩机启动下压第二节的预制桩到指定位置后，将预制桩节点焊接机器人套设于第二节的预制桩上后，继续进行第二节的预制桩与下一节的预制桩的焊接；
步骤S8，反复上述操作直至最后一节的预制桩焊接完成，即可去除预制桩节点焊接机器人，施工结束。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种预制桩节点焊接机器人，其特征在于，包括：
快速装夹定位结构，所述快速装夹定位结构包括：夹持环、夹装支座和行走轨道，所述夹持环通过夹装支座固定于预制桩节点的侧壁上，所述行走轨道固定于所述夹持环上，所述夹持环和行走轨道套设于预制桩节点上；
移动于所述行走轨道上的焊接行走小车，所述焊接行走小车上设置有自动焊机的焊枪，所述自动焊机与所述焊接行走小车连接。
2.如权利要求1所述的预制桩节点焊接机器人，其特征在于，所述焊接行走小车与自动焊机通过焊机连接线连接。
3.如权利要求1所述的预制桩节点焊接机器人，其特征在于，所述焊接行走小车上还设置有控制面板。
4.如权利要求1所述的预制桩节点焊接机器人，其特征在于，所述夹装支座具为可移动结构。
5.如权利要求1所述的预制桩节点焊接机器人，其特征在于，所述焊接行走小车的底部装有自动行走装置，所述自动行走装置夹持在快速装夹定位结构的行走轨道上。
6.如权利要求1所述的预制桩节点焊接机器人，其特征在于，所述焊接行走小车上设置的焊枪夹持和位置调整结构，所述焊枪设置于所述焊枪夹持和位置调整结构上。
7.如权利要求1所述的预制桩节点焊接机器人，其特征在于，所述焊接行走小车上设置有焊缝激光跟踪器模块，所述焊缝激光跟踪器模块与所述焊枪夹持和位置调整结构连接。
8.如权利要求1所述的预制桩节点焊接机器人，其特征在于，所述焊接行走小车上设置有焊缝质量监测模块及与所述焊缝质量监测模块连接的无线数据传输系统。
9.如权利要求1所述的预制桩节点焊接机器人，其特征在于，焊接行走小车为两个一组，两个焊接行走小车可以分别安装于所述行走轨道的对称位置。
10.一种预制桩节点焊接机器人的使用方法，其特征在于，采用如权利要求1～9任一项所述的预制桩节点焊接机器人，所述方法包括：
在现场指定位置，使用静压桩机压入第一节的预制桩，将第一节的预制桩的桩端压至焊接位置标高；
从第一节的预制桩的桩端套入预制桩节点焊接机器人，将快速夹装定位结构与预制桩固定，快速夹装定位结构自动调整高度，使焊枪的焊接面与焊接缝端面基本平行；
安装第二节的预制桩，将其第二节的预制桩的端部与第一节的预制桩的端部贴齐；
焊接行走小车启动焊缝激光跟踪器模块自动对焊缝进行追踪，自动控制焊枪位置，焊枪开始对焊缝进行自动焊接，焊接行走小车沿行走轨道行走，完成整个一圈焊缝的施焊动作；
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