CN115815908A - 地墙钢筋笼自动焊接设备及焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于自动焊接技术领域，公开了一种地墙钢筋笼自动焊接设备及焊接机器人。地墙钢筋笼自动焊接设备包括架体、限位机构、吸附机构以及焊接机构。架体带动限位机构移至待焊接的上层钢筋和下层钢筋的交叉位置处，以对上层钢筋进行限位；吸附机构包括吸附驱动件和吸附块，限位组件将上层钢筋限位后，吸附驱动件驱动吸附块移动并将交叉位置处的下层钢筋吸附，吸附驱动件带动吸附块反向移动，以带动下层钢筋朝向上层钢筋移动，以使下层钢筋与上层钢筋紧密贴合，消除下层钢筋和上层钢筋之间的缝隙，焊接机构将上层钢筋和下层钢筋焊接。该地墙钢筋笼自动焊接设备通过消除上层钢筋和下层钢筋交叉位置处的缝隙，以保证焊接质量。

Description

地墙钢筋笼自动焊接设备及焊接机器人

技术领域

本发明涉及自动焊接技术领域，尤其涉及一种地墙钢筋笼自动焊接设备及焊接机器人。

背景技术

地墙钢筋笼是一种主要由若干上层钢筋和若干下层钢筋相互横纵交织焊接成的钢筋网，由于采用人工焊接方式人力成本高、劳动强度大、生产效率低且焊接质量难以保证，目前，普通的钢筋笼的制作是采用自动化焊接设备，自动化焊接设备提高了生产效率，且能够保证焊接质量。但当下层钢筋长度较大时，位于下层的钢筋由于其自身重力及挠度而向下弯曲下垂，与位于上层的钢筋之间产生缝隙，上层钢筋和下层钢筋之间的缝隙严重影响自动化焊接设备的焊接作业，大多数现有的自动化焊接设备在进行长度较大的下层钢筋的焊接作业时，往往需要人工干预，焊接质量得不到保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地墙钢筋笼自动焊接设备及焊接机器人，能够消除下层钢筋与上层钢筋之间的缝隙，以保证焊接质量。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

地墙钢筋笼自动焊接设备，用于焊接横纵交叉分布的上层钢筋和下层钢筋，所述地墙钢筋笼自动焊接设备包括：

架体；

限位机构，包括竖直驱动件和限位组件，所述竖直驱动件固定设置于所述架体，所述限位组件设置于所述竖直驱动件的输出端，所述限位组件能够将所述上层钢筋进行限位；

吸附机构，包括吸附驱动件和吸附块，所述吸附块设置于所述吸附驱动件的输出端，所述吸附块能够吸附所述下层钢筋，所述吸附驱动件能够驱动所述吸附块带动所述下层钢筋朝向所述上层钢筋移动；

焊接机构，所述焊接机构被配置为将所述上层钢筋和所述下层钢筋焊接。

作为一种可选方案，所述吸附机构还包括活动组件，所述活动组件设置于所述吸附块和所述吸附驱动件的输出端之间，所述吸附块通过所述活动组件能够摆动。

作为一种可选方案，所述活动组件包括上活动板和下活动板，所述上活动板和所述下活动板相互铰接，且所述上活动板与所述吸附驱动件的输出端固定连接，所述下活动板与所述吸附块固定连接。

作为一种可选方案，所述限位组件包括限位板和至少一组限位杆，所述限位板固定设置于所述竖直驱动件的输出端，每组中包含的所述限位杆的个数为两个，两个所述限位杆沿第二水平方向间隔设置，所述上层钢筋夹设于两个所述限位杆之间。

作为一种可选方案，所述焊接机构包括焊接驱动件和焊枪，所述焊枪与设置于所述焊接驱动件的输出端，所述焊接驱动件能够驱动所述焊枪朝向所述上层钢筋和所述下层钢筋的交叉位置处运动，并将所述上层钢筋和所述下层钢筋焊接。

作为一种可选方案，所述地墙钢筋笼自动焊接设备还包括固定块和连接板，所述固定块设置于所述竖直驱动件的输出端，所述限位组件设置于所述固定块，所述连接板与所述固定块固定连接，所述吸附驱动件设置于所述连接板。

作为一种可选方案，所述连接板通过两个L形板与所述固定块连接，沿第二水平方向，两个所述L形板位于所述固定块的两侧，所述L形板的第一侧板与所述固定块固定连接，所述L形板的第二侧板与所述连接板固定连接。

作为一种可选方案，所述吸附块为电磁铁。

作为一种可选方案，所述竖直驱动件和所述吸附驱动件均为气缸。

焊接机器人，包括移动设备以及多个如上述任一方案中所述的地墙钢筋笼自动焊接设备，所述移动设备包括驱动机构、第一移动轨道以及两个支撑架，多个所述地墙钢筋笼自动焊接设备设置于所述第一移动轨道上，所述第一移动轨道的两端分别连接于两个所述支撑架的第二移动轨道上，所述驱动机构能够所述地墙钢筋笼自动焊接设备在所述第一移动轨道上沿第一水平方向移动，以及驱动所述第一移动轨道在所述第二移动轨道上沿第二水平方向移动。

本发明的有益效果：

本发明提供的地墙钢筋笼自动焊接设备，包括架体、限位机构、吸附机构以及焊接机构。其中，限位机构包括竖直驱动件和限位组件，架体带动限位机构移至待焊接的上层钢筋和下层钢筋的交叉位置处，竖直驱动件能够驱动限位组件下移，以使上层钢筋进行限位，防止上层钢筋在焊接时发生晃动而影响焊接质量；吸附机构包括吸附驱动件和吸附块，限位组件将上层钢筋限位后，吸附驱动件驱动吸附块移动并将交叉位置处的下层钢筋吸附，吸附驱动件带动吸附块反向移动，以带动下层钢筋朝向上层钢筋移动，以使下层钢筋与上层钢筋紧密贴合，消除下层钢筋和上层钢筋之间的缝隙，焊接机构将上层钢筋和下层钢筋焊接。该地墙钢筋笼自动焊接设备，通过限位机构将待焊接的上层钢筋进行限位，吸附机构将位于交叉位置处的下层钢筋吸附并将其与上层钢筋贴合，以消除上层钢筋和下层钢筋交叉位置处的缝隙，以保证焊接质量，解决了下层钢筋由于自身重力及挠度下垂而与上层钢筋产生缝隙而影响焊接的问题。

本发明提供的焊接机器人通过设置地墙钢筋笼自动焊接设备，能够消除上层钢筋和下层钢筋之间的缝隙，保证焊接质量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的地墙钢筋笼自动焊接设备的主视图；

图2是本发明实施例提供的地墙钢筋笼自动焊接设备的侧视图一；

图3是本发明实施例提供的地墙钢筋笼自动焊接设备的侧视图二；

图4和图5是本发明实施例所涉及的活动组件的结构示意图；

图6是本发明实施例所涉及的限位组件的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的焊接机器人的结构示意图。

图中：

1、架体；

2、限位机构；21、竖直驱动件；22、限位组件；221、限位板；222、限位杆；

3、吸附机构；31、吸附驱动件；32、吸附块；33、活动组件；331、上活动板；3311、上铰接耳；332、下活动板；3321、下铰接耳；333、铰接轴；

4、焊接机构；41、焊接驱动件；42、焊枪；

5、连接板；51、L形板；

100、上层钢筋；200、下层钢筋；300、移动设备；301、第一移动轨道；302、支撑架。

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，本发明实施例提供了一种地墙钢筋笼自动焊接设备，用于焊接横纵交叉分布的上层钢筋100和下层钢筋200，上层钢筋100沿第二水平方向(即Y方向)间隔设置有多个，下层钢筋200沿第一水平方向(即X方向)间隔设置有多个，通过该地墙钢筋笼自动焊接设备能够将单个上层钢筋100和与该上层钢筋100对应的单个下层钢筋200进行焊接固定。

该地墙钢筋笼自动焊接设备包括架体1、限位机构2、吸附机构3以及焊接机构4。其中，架体1设置于焊接机器人上；限位机构2包括竖直驱动件21和限位组件22，竖直驱动件21固定设置于架体1，限位组件22设置于竖直驱动件21的输出端，焊接机器人通过带动架体1移动，进而实现带动限位机构2移动至待焊接的单个上层钢筋100和单个下层钢筋200的交叉位置处，竖直驱动件21能够驱动限位组件22沿竖直方向(即Z方向)进行往复运动，当焊接机器人带动架体1移动时，竖直驱动件21的输出端收回，以使限位组件22进行避让，当焊接机器人带动架体1移动至上层钢筋100和下层钢筋200的交叉位置处，竖直驱动件21驱动输出端伸出，并带动限位组件22朝向上层钢筋100进行移动，并对该单个上层钢筋100进行限位，以防止其发生晃动；吸附机构3包括吸附驱动件31和吸附块32，吸附块32设置于吸附驱动件31的输出端，吸附块32具有吸附力，能够吸附下层钢筋200，吸附驱动件31能够驱动吸附块32沿竖直方向往复运动，当限位组件22对待焊接的上层钢筋100进行限位后，吸附驱动件31驱动吸附块32朝向与该上层钢筋100对应的下层钢筋200移动并与之吸合后，吸附驱动件31带动吸附块32反向移动，以带动下层钢筋200朝向上层钢筋100移动，使下层钢筋200与上层钢筋100贴合，消除下层钢筋200和上层钢筋100之间的缝隙；焊接机构4能够将上层钢筋100和下层钢筋200进行焊接固定。

该地墙钢筋笼自动焊接设备，通过限位机构2将待焊接的上层钢筋100进行限位，吸附机构3将位于交叉位置处的下层钢筋200吸附并将其与上层钢筋100贴合，以消除上层钢筋100和下层钢筋200交叉位置处的缝隙，以保证焊接质量，解决了下层钢筋200由于自身重力及挠度下垂而与上层钢筋100产生缝隙而影响焊接的问题。

在本实施例中，吸附块32为电磁铁，电磁铁是通电即可产生电磁的装置，断电后电磁消失，吸附块32为电磁铁，磁吸力大，且在当焊接完成后，断电之后电磁力消失，使用更加方便，结构更加合理。当然，吸附块32也可选择普通磁铁。

由于下层钢筋200的弯曲程度不相同，但吸附驱动件31的输出行程固定，因此，当吸附块32吸附弯曲程度较小的下层钢筋200时，吸附块32与下层钢筋200之间的距离较小，吸附驱动件31驱动吸附块32朝向下层钢筋200移动时，撞击力较大，容易造成零件损坏。为了解决上述问题，继续参照图2-图5，吸附机构3还包括活动组件33，活动组件33设置于吸附块32和吸附驱动件31的输出端之间，当吸附块32与下层钢筋200接触时，吸附块32通过活动组件33能够摆动，以使吸附块32能够发生倾斜以吸附下层钢筋200，有效避免过度撞击下层钢筋200。

可选地，活动组件33包括上活动板331和下活动板332，上活动板331和下活动板332之间相互铰接，以使上活动板331相对下活动板332能够摆动，上活动板331连接吸附驱动件31的输出端，下活动板332与吸附块32固定连接。当吸附驱动件31驱动吸附块32移动时，吸附块32与下层钢筋200抵接后，吸附块32受到下层钢筋200的反作用力后，下活动板332相对上活动板331发生倾斜摆动。

具体地，参照图4和图5，上活动板331设置有两个上铰接耳3311，上铰接耳3311开设有避让槽，下活动板332设置有两个下铰接耳3321，两个下铰接耳3321分别插入两个上铰接耳3311的避让槽内，下铰接耳3321和上铰接耳3311通过铰接轴333铰接。该结构简单，上活动板331和下活动板332摆动灵活。

参照图1-图3，并结合图6，限位组件22包括限位板221和至少一组限位杆222，限位板221固定设置于竖直驱动件21的输出端，每组限位杆222中包含的限位杆222的个数为两个，两个限位杆222沿第二水平方向间隔设置，两个限位杆222之间的间距根据待焊接的上层钢筋100的直径设定。当竖直驱动件21驱动限位杆222朝向上层钢筋100移动时，上层钢筋100能够夹设于两个间隔设置的限位杆222之间，以限位上层钢筋100发生晃动而影响焊接质量。

在本实施例中，限位杆222设置两组，两组限位杆222沿第一水平方向间隔设置，两组限位杆222沿第二水平方向错位设置，且两组中位于中间的限位杆222沿第一水平方向上的投影重合。该结构在使用时，可以根据上层钢筋100的位置来使用两组中的任意一组限位杆222，提高实用性。可以理解，限位杆222也可以设置三组、四组或更多，这里不对限位杆222的组数进行限定。

继续参照图1，焊接机构4包括焊接驱动件41和焊枪42，焊枪42固定设置于焊接驱动件41的输出端，当待焊接的上层钢筋100夹设于两个限位杆222之间，吸附块32吸附下层钢筋200与上层钢筋100抵接后，焊接驱动件41驱动焊枪42朝向上层钢筋100和下层钢筋200的交叉位置处移动并进行焊接操作。该结构中，焊枪42倾斜设置，焊接驱动件41驱动焊枪42沿倾斜方向移动，以使焊接更加方便，焊接更加牢固。

在本实施例中，竖直驱动件21、吸附驱动件31以及焊接驱动件41均选择为气缸，气缸结构简单，使用方便，成本较低。

继续参照图1-图3，地墙钢筋笼自动焊接设备还包括固定块和连接板5，固定块固定设置于竖直驱动件21的输出端，限位板221固定设置于固定块的底面，连接板5设置于固定块的侧面，吸附驱动件31固定设置于连接板5，焊接驱动件41设置于固定块。该结构中竖直驱动件21的输出端在动作时，能够带动固定块和连接板5同时运动，进而实现限位机构2、吸附机构3以及焊接机构4同时运动，以降低吸附驱动件31和焊接驱动件41的运动行程，减小占用空间。

连接板5通过两个L形板51与固定块连接，沿第二水平方向，两个L形板51位于固定块的两侧，L形板51的第一侧板通过螺钉与固定块固定连接，L形板51的第二侧板通过螺钉与连接板5固定连接，该结构使连接板5与固定块连接更加牢固。

本发明实施例还提供了一种焊接机器人，包括移动设备300以及多个上述地墙钢筋笼自动焊接设备，移动设备300包括驱动机构、第一移动轨道301以及两个支撑架302，支撑架302上设置有第二移动轨道，第一移动轨道301的两端分别设置于两个支撑架302的第二移动轨道上，多个地墙钢筋笼自动焊接设备设置于第一移动轨道301上，驱动机构能够驱动地墙钢筋笼自动焊接设备在第一移动轨道301上沿第一水平方向移动，驱动机构还能够驱动第一移动轨道301在第二移动轨道上沿第二水平方向移动。该结构能够实现地墙钢筋笼自动焊接设备沿水平方向上横纵运动，以实现多个上层钢筋100和多个下层钢筋200的快速焊接，提高工作效率。

该焊接机器人通过设置地墙钢筋笼自动焊接设备，能够消除上层钢筋100和下层钢筋200之间的缝隙，保证焊接质量。

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.地墙钢筋笼自动焊接设备，用于焊接横纵交叉分布的上层钢筋(100)和下层钢筋(200)，其特征在于，所述地墙钢筋笼自动焊接设备包括：

架体(1)；

限位机构(2)，包括竖直驱动件(21)和限位组件(22)，所述竖直驱动件(21)固定设置于所述架体(1)，所述限位组件(22)设置于所述竖直驱动件(21)的输出端，所述限位组件(22)能够将所述上层钢筋(100)进行限位；

吸附机构(3)，包括吸附驱动件(31)和吸附块(32)，所述吸附块(32)设置于所述吸附驱动件(31)的输出端，所述吸附块(32)能够吸附所述下层钢筋(200)，所述吸附驱动件(31)能够驱动所述吸附块(32)带动所述下层钢筋(200)朝向所述上层钢筋(100)移动；

焊接机构(4)，所述焊接机构(4)被配置为将所述上层钢筋(100)和所述下层钢筋(200)焊接。

2.根据权利要求1所述的地墙钢筋笼自动焊接设备，其特征在于，所述吸附机构(3)还包括活动组件(33)，所述活动组件(33)设置于所述吸附块(32)和所述吸附驱动件(31)的输出端之间，所述吸附块(32)通过所述活动组件(33)能够摆动。

3.根据权利要求2所述的地墙钢筋笼自动焊接设备，其特征在于，所述活动组件(33)包括上活动板(331)和下活动板(332)，所述上活动板(331)和所述下活动板(332)相互铰接，且所述上活动板(331)与所述吸附驱动件(31)的输出端固定连接，所述下活动板(332)与所述吸附块(32)固定连接。

4.根据权利要求1所述的地墙钢筋笼自动焊接设备，其特征在于，所述限位组件(22)包括限位板(221)和至少一组限位杆(222)，所述限位板(221)固定设置于所述竖直驱动件(21)的输出端，每组中包含的所述限位杆(222)的个数为两个，两个所述限位杆(222)沿第二水平方向间隔设置，所述上层钢筋(100)夹设于两个所述限位杆(222)之间。

5.根据权利要求1所述的地墙钢筋笼自动焊接设备，其特征在于，所述焊接机构(4)包括焊接驱动件(41)和焊枪(42)，所述焊枪(42)与设置于所述焊接驱动件(41)的输出端，所述焊接驱动件(41)能够驱动所述焊枪(42)朝向所述上层钢筋(100)和所述下层钢筋(200)的交叉位置处运动，并将所述上层钢筋(100)和所述下层钢筋(200)焊接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的地墙钢筋笼自动焊接设备，其特征在于，所述地墙钢筋笼自动焊接设备还包括固定块和连接板(5)，所述固定块设置于所述竖直驱动件(21)的输出端，所述限位组件(22)设置于所述固定块，所述连接板(5)与所述固定块固定连接，所述吸附驱动件(31)设置于所述连接板(5)。

7.根据权利要求6所述的地墙钢筋笼自动焊接设备，其特征在于，所述连接板(5)通过两个L形板(51)与所述固定块连接，沿第二水平方向，两个所述L形板(51)位于所述固定块的两侧，所述L形板(51)的第一侧板与所述固定块固定连接，所述L形板(51)的第二侧板与所述连接板(5)固定连接。

8.根据权利要求1-5任一项所述的地墙钢筋笼自动焊接设备，其特征在于，所述吸附块(32)为电磁铁。

9.根据权利要求1-5任一项所述的地墙钢筋笼自动焊接设备，其特征在于，所述竖直驱动件(21)和所述吸附驱动件(31)均为气缸。

10.焊接机器人，其特征在于，包括移动设备(300)以及多个如权利要求1-9任一项所述的地墙钢筋笼自动焊接设备，所述移动设备(300)包括驱动机构、第一移动轨道(301)以及两个支撑架(302)，多个所述地墙钢筋笼自动焊接设备设置于所述第一移动轨道(301)上，所述第一移动轨道(301)的两端分别连接于两个所述支撑架(302)的第二移动轨道上，所述驱动机构能够所述地墙钢筋笼自动焊接设备在所述第一移动轨道(301)上沿第一水平方向移动，以及驱动所述第一移动轨道(301)在所述第二移动轨道上沿第二水平方向移动。

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