CN116274771A - 塔柱拉钩筋简易安装机器人系统及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统及其施工方法，内腔平台和外腔平台设置在钢筋部品的两侧，内腔平台上设有折弯焊接装置，外腔平台上设有拉钩筋料架，拉钩筋料架一侧设有钩筋送料平台；钩筋送料平台取出拉钩筋穿过钢筋部品，折弯焊接装置将拉钩筋端部折弯并焊接在钢筋部品上；内腔平台和外腔平台上均设有自动升降的升降架，升降架上设有横向驱动架，内腔平台上的折弯焊接装置和外腔平台上的钩筋送料平台分别设置在两个横向驱动架上，横向驱动架带动折弯焊接装置、钩筋送料平台横向滑动；内腔平台和外腔平台上设有视频监测设备，利用机械装置完成拉钩筋的自动上料、寻点、送料、安装、弯折、焊接等工作。

Description

塔柱拉钩筋简易安装机器人系统及其施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁建设领域，尤其是涉及一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统及其施工方法。

背景技术

钢筋部品化施工是未来桥塔建设工艺发展的方向之一，提前将钢筋制作为钢筋部品，然后整体吊装至对接位置后，整体安装。利用钢筋部品化施工工艺可有效节省桥塔钢筋绑扎施工时间、提高钢筋绑扎质量，钢筋部品可在工厂或者专用胎架内利用机械化或半机械化作业，能有效降低劳动强度、改善作业环境、减少高空作业风险。

桥梁钢筋部品制作过程中，存在大量的拉钩筋，需要人工安装。作业过程繁琐，不利于桥梁钢筋工业化建造发展，亟需一种机械化拉钩筋安装，以代替人工作业。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统及其施工方法，解决钢筋部品在胎架内组拼时，拉钩筋安装纯人工操作的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统，包括内腔平台和外腔平台，内腔平台和外腔平台设置在钢筋部品的两侧，内腔平台上设有折弯焊接装置，外腔平台上设有拉钩筋料架，拉钩筋料架一侧设有钩筋送料平台；

钩筋送料平台取出拉钩筋穿过钢筋部品，折弯焊接装置将拉钩筋端部折弯并焊接在钢筋部品上；

内腔平台和外腔平台上均设有自动升降的升降架，升降架上设有横向驱动架，内腔平台上的折弯焊接装置和外腔平台上的钩筋送料平台分别设置在两个横向驱动架上，横向驱动架带动折弯焊接装置、钩筋送料平台横向滑动；

内腔平台和外腔平台上均设有多层滑动的人工平台，人工平台通过插销固定在平台上；

内腔平台和外腔平台上设有视频监测设备，视频监测设备用于控制钩筋穿插位置。

优选方案中，升降架包括第一升降架和第二升降架，第一升降架设在在外腔平台上，第二升降架设置在内腔平台上；

第一升降架两端与外腔平台立柱上的滑轨连接，第一升降架一侧设有第一电机，第一电机的齿轮与外腔平台上的齿条啮合；

第一横向驱动架包括多个滑动轴，横向驱动架中部设有第一螺杆，第一螺杆与第二电机连接；

拉钩筋料架与第一升降架通过螺母固定连接，拉钩筋料架设置在第一升降架一端，拉钩筋料架上设有多个向上折弯的放置扣，拉钩筋平直段放置在放置扣上。

优选方案中，钩筋送料平台下端的滑动套环设置在第一横向驱动架的滑动轴上，钩筋送料平台下端的驱动螺母座与第一螺杆螺纹连接；

钩筋送料平台上设有送料卡爪和固定卡爪，送料卡爪和固定卡爪设置在升降座上；

钩筋送料平台上的支撑架上设有横向支撑架，横向取料滑动架与横向支撑架滑动连接，横向支撑架上的第四螺杆与横向取料滑动架螺纹连接，支撑架上的第五电机与第四螺杆连接；

升降座与横向取料滑动架竖直滑动连接，横向取料滑动架上的第三螺杆与升降座螺纹连接，横向取料滑动架上的第四电机与第三螺杆连接；

升降座下端设有滑动槽，送料卡爪与滑动槽滑动连接，滑动槽一端的第三电机上设有第二螺杆，第二螺杆与滑动槽平行设置，送料卡爪与第二螺杆螺纹连接；

固定卡爪设置在滑动槽另一端，固定卡爪的两个卡爪端部设有对夹的滚轴，滚轴中部凹陷且两端凸起；

固定卡爪和送料卡爪夹起拉钩筋，送料卡爪推动拉钩筋穿过钢筋部品。

优选方案中，固定卡爪和送料卡爪通过夹紧气缸驱动，夹紧气缸伸缩杆端部与对夹爪的拐角短边铰接，对夹爪的拐角位置与夹紧气缸铰接。

优选方案中，焊接折弯装置设置在焊接滑动座上，焊接滑动座与第二横向驱动架滑动连接，第二横向驱动架设置在第二升降架上；

焊接滑动座下方与第二横向驱动架上的螺杆螺纹连接，螺杆通过电机驱动；

焊接折弯装置的结构为：焊枪控制装置设置在折弯装置上，折弯装置与焊接滑动座滑动连接，焊接滑动座上的第六电机输出端设有第五螺杆，第五螺杆与焊接滑动座螺纹连接；

第六电机带动第五螺杆转动，驱动整个焊接折弯装置靠近钢筋部品。

优选方案中，焊枪设置在焊枪控制装置上，且焊枪控制装置控制焊枪多位置移动焊接；

折弯装置包括固定框架，固定框架与焊接滑动座连接，固定框架一侧设置有钩筋夹紧座，钩筋夹紧座用于夹紧钩筋平直段；

固定框架一侧设置有折弯电动推杆，折弯电动推杆上设有固定支臂，折弯电动推杆伸缩杆端部与折弯拐臂端部铰接，固定支臂端部通过折弯铰接臂与折弯拐臂中部铰接，折弯拐臂活动端设有V形的折弯定位槽；

钩筋夹紧座夹紧钩筋平直段后，折弯电动推杆推动折弯拐臂折弯钩筋平直端。

优选方案中，钩筋夹紧座夹紧钩筋平直段后，折弯电动推杆推动折弯拐臂折弯钩筋平直端；

钩筋夹紧座设置在固定框架一侧，固定框架在钩筋夹紧座位置的一侧设置有定位卡槽，钢筋部品的钢筋卡在定位卡槽上定位；

钩筋夹紧座包括两个对夹的上夹紧块和下夹紧块，两个夹紧块分别通过两个第三气缸驱动对夹；

第三气缸的压紧顶推杆端部与顶推滑块连接，顶推滑块与固定板滑动连接，固定板与固定框架固定连接，顶推滑块下端通过推动铰接杆与上夹紧块铰接，上夹紧块通过多个导向柱与固定板滑动连接。

优选方案中，上夹紧块和下夹紧块上设有钩筋夹紧凹槽，钩筋夹紧凹槽用于夹紧钩筋；

上夹紧块上设有多个定位凸块，下夹紧块上设有多个配合折弯定位槽的定位凹槽。

优选方案中，焊枪控制装置的结构为：焊枪安装架设置在折弯装置一侧，焊枪设置在滑块上，滑块与滑槽滑动连接，滑槽与焊枪安装架的滑动杆横向滑动连接，焊枪安装架上的第一气缸伸缩杆端部与滑块连接，焊枪安装架侧面的第二气缸伸缩杆端部与滑槽连接；

焊枪焊接端部伸入到折弯装置内部，第一气缸和第二气缸移动焊枪位置将钩筋焊接在钢筋部品上。

S1、工作前准备：将人工平台全部升至顶部，并利用插销固定在平台顶部，内外腔拉钩筋安装设备移动至内腔平台和外腔平台底部；

S2、拉钩筋装料：将装载拉钩筋的拉钩筋料架搬运至外腔平台的第一升降架端部位置固定；

S3、网格识别：外腔平台上的第一升降架上升至待安装区域底部高度，钩筋送料平台上的机器视觉设备开始扫描钢筋部品上待安装拉钩筋的区域，识别主筋与箍筋构成的钢筋网格，机器视觉依次扫描一定区域，每次扫描完毕后，控制系统可以自动计算出扫描区域内拉钩筋的穿插定位点位置；

S4、拉钩筋送料：钩筋送料平台上的送料卡爪和固定卡爪移动至拉钩筋料架上，从上至下依次开始抓取拉钩筋；

抓取拉钩筋时，送料卡爪通过第三电机移动至距离钢筋部品最远端，送料卡爪通过气缸控制夹爪的夹紧，固定卡爪通过两个凹形滚轮，组成一个滚动通道，可以夹紧拉钩筋，同时也可以稍微松开一点，使拉钩筋沿着两轮之间的卡槽滑动；

夹取拉钩筋后，两个夹爪夹紧，将拉钩筋抓起，随着第三电机移动至待穿拉钩筋的钢筋网格中；

移动至待穿插定位点，将拉钩筋直端从外腔钢筋部品网格中穿入钢筋部品的网格中；

拉钩筋在送料时，由于拉钩筋比较长，两个夹爪需要配合，当送料卡爪移动靠近固定卡爪时，此时固定卡爪气缸夹紧，送料卡爪气缸打开反向移动至最远端，再将拉钩筋夹紧，然后固定卡爪稍松一些；

送料卡爪夹着拉钩筋继续送料，直至，拉钩筋弯钩与钢筋部品箍筋接触，且拉钩筋无法再移动为止；

S5、拉钩筋定位：拉钩筋穿入部品后，弯折机构上的机器视觉扫描内腔钢筋部品网格，根据程序计算，定位至待安装拉钩筋位置；

等待拉钩筋穿入，钩筋送料平台夹持端靠近部品时，弯折机构上的开口接料机构伸入网格，准备接料；

此时直端已经接近弯折机构上的开口处，拉钩筋顺开口被钩筋夹紧座夹住；

此时拉钩筋尾部带弯钩部分，弯头处已经插入网格，将拉钩筋弯钩处贴靠在部品箍筋上，此时送料机构上的焊枪将拉钩筋与箍筋点焊；

S6、拉钩筋接料：拉钩筋插入弯折机构开口处后，顺着下夹紧块和上夹紧块的钩筋夹紧凹槽，进入折弯装置内；

S7、自动弯折：将拉钩筋弯钩处与外腔箍筋焊接后，拉钩筋尾部待弯折部分，进入折弯装置内后，弯折机构动作，将拉钩筋端部弯折90°，贴在主筋上，然后立即将拉钩筋与弯折部分与箍筋点焊起来；

S8、移位：当拉钩筋送料机构将拉钩筋点焊后，送料机构，即移动至下一网格，进行下一网格的拉钩筋送料，送料时当拉钩筋进入弯折机构的卡槽内，被弯折机构夹紧后，送料机构开始点焊；

点焊完毕后，即移动至下一网格，钩筋送料平台和折弯装置动作不同步；

S9、拉钩筋上料：当拉钩筋架上的拉钩筋安装完毕后，此时，折弯装置移动至下一拉钩筋待安装区域；

钩筋送料平台随平台下降至底部，开始下一组拉钩筋上料；

重复S1~S9，直至区域内所有拉钩筋全部安装完毕。

本发明提供了一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统及其施工方法，当钢筋部品在胎架组拼时，拉钩筋是部品组拼的最后工序。设置一个钢筋部品组拼胎架，组拼胎架分为内腔和外腔。内外腔胎架上设置有人工作业平台，人工作业平台可以沿着胎架立柱上下移动，并可在几个点固定。

部品胎架的外腔支架上，在底部设置拉钩筋自动抓料机构，本发明主要是在钢筋部品胎架内，利用机械装置完成拉钩筋的自动上料、寻点、送料、安装、弯折、焊接等工作。替代人工作业，实现拉钩筋的自动安装。此平台为机构承载平台，由伺服电机控制上下移动。拉钩筋料架和拉钩筋送料机构安装在此平台上。拉钩筋料架为固定位置，送料机构可沿着平台滑动。便于拉钩筋取料。目前取料机构设置为三坐标机构，代替三坐标移动。取料采用多个夹爪，同时，取料机构上设置机器视觉结构。

部品胎架的内腔平台上，在底部设置拉钩筋弯折机构，弯折机构上设置有拉钩筋卡槽，可以将拉钩筋上靠近弯折点且在钢筋部品内部，将箍筋夹住，不影响拉钩筋弯折。弯折机构上设置有弯折机构，可以在现场将拉钩筋进行弯折。同时，弯折机构上集成有机器视觉识别、焊枪等机构。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明总体安装主视结构图；

图2是本发明总体安装前视结构图；

图3是本发明总体安装后视结构图；

图4是本发明外腔平台安装第一升降架结构图；

图5是本发明第一升降架总体结构图；

图6是本发明拉钩筋料架安装结构图；

图7是本发明钩筋送料平台前视结构图；

图8是本发明钩筋送料平台后视结构图；

图9是本发明夹紧气缸剖视结构图；

图10是本发明第二升降架安装结构图；

图11是本发明折弯装置和焊接滑动座安装前视结构图；

图12是本发明折弯装置和焊接滑动座安装后视结构图；

图13是本发明折弯装置折弯总体结构图；

图14是本发明折弯装置俯视结构图；

图15是本发明折弯装置折弯拐臂安装结构图；

图16是本发明折弯装置折弯拐臂安装俯视结构图；

图17是本发明钩筋夹紧座和焊枪控制装置安装结构图；

图18是本发明钩筋夹紧座总体结构图；

图19是本发明钩筋夹紧座剖视结构图；

图20是本发明焊枪控制装置右侧视安装结构图；

图21是本发明焊枪控制装置左侧视安装结构图。

图中：内腔平台1；外腔平台2；拉钩筋3；人工平台4；钢筋部品5；齿条6；滑轨7；拉钩筋料架8；放置扣801；第一电机9；齿轮901；第一升降架10；第二升降架1001；第一横向驱动架11；滑动轴1101；第一螺杆1102；第二电机1103；第二横向驱动架1104；钩筋送料平台12；滑动套环1201；驱动螺母座1202；支撑架1203；横向支撑架1204；横向取料滑动架1205；滑动槽13；送料卡爪14；夹紧气缸1401；对夹爪1402；固定卡爪15；第二螺杆16；第三电机17；升降座18；第三螺杆19；第四电机20；第四螺杆21；第五电机22；焊接滑动座23；第六电机2301；第五螺杆2302；折弯装置24；定位卡槽2401；导向滑动柱2402；滑动套2403；折弯拐臂2404；折弯定位槽2405；折弯铰接臂2406；固定支臂2407；折弯电动推杆25；焊枪控制装置26；焊枪安装座2601；第一气缸2602；滑块2603；焊枪安装架2604；滑槽2605；滑动杆2606；第二气缸2607；钩筋夹紧座27；上夹紧块2701；固定板2702；第三气缸2703；定位凸块2705；钩筋夹紧凹槽2706；定位凹槽2707；下夹紧块2708；压紧顶推杆2709；顶推滑块2710；推动铰接杆2711；导向柱2712；焊枪28。

具体实施方式

实施例1

如图1~21所示，一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统，包括内腔平台1和外腔平台2，内腔平台1和外腔平台2设置在钢筋部品5的两侧，内腔平台1上设有折弯焊接装置，外腔平台2上设有拉钩筋料架8，拉钩筋料架8一侧设有钩筋送料平台12。内腔平台1和外腔平台2设置在钢筋部品5的两侧，外腔平台2拉钩筋料架8用于将拉钩筋3穿过钢筋部品5，，内腔平台1上的折弯焊接装置将将拉钩筋3端部折弯并焊接在钢筋部品5上。钩筋送料平台12取出拉钩筋3穿过钢筋部品5，折弯焊接装置将拉钩筋3端部折弯并焊接在钢筋部品5上。

内腔平台1和外腔平台2上均设有自动升降的升降架，升降架上设有横向驱动架，内腔平台1上的折弯焊接装置和外腔平台2上的钩筋送料平台12分别设置在两个横向驱动架上，横向驱动架带动折弯焊接装置、钩筋送料平台12横向滑动；自动升降的升降架采用齿轮齿条驱动升降，腔平台1和外腔平台2上的横向驱动架驱动拉钩筋料架8和折弯焊接装置横向滑动，滑动方式采用齿轮齿条驱动方式驱动横向滑动。

内腔平台1和外腔平台2上均设有多层滑动的人工平台4，人工平台4通过插销固定在平台上；人工平台4能够通过插销固定在不同位置。

内腔平台1和外腔平台2上设有视频监测设备，视频监测设备用于控制钩筋穿插位置。视频监测设备用检测钩筋的位置，也方便钩筋自动穿插。

优选方案中，升降架包括第一升降架10和第二升降架1001，第一升降架10设在在外腔平台2上，第二升降架1001设置在内腔平台1上；第一升降架10和第二升降架1001结构完全相同。

第一升降架10两端与外腔平台2立柱上的滑轨7连接，第一升降架10一侧设有第一电机9，第一电机9的齿轮901与外腔平台2上的齿条6啮合；第一电机9的齿轮901驱动整个第一升降架10上下滑动。

第一横向驱动架11包括多个滑动轴1101，横向驱动架11中部设有第一螺杆1102，第一螺杆1102与第二电机1103连接；第一横向驱动架11和第二横向驱动架1104结构完全相同。

拉钩筋料架8与第一升降架10通过螺母固定连接，拉钩筋料架8设置在第一升降架10一端，拉钩筋料架8上设有多个向上折弯的放置扣801，拉钩筋3平直段放置在放置扣801上。方便拆卸拉钩筋料架8，拉钩筋料架8上的多个向上折弯的放置扣801也方便放置拉钩筋3。

优选方案中，钩筋送料平台12下端的滑动套环1201设置在第一横向驱动架11的滑动轴1101上，钩筋送料平台12下端的驱动螺母座1202与第一螺杆1102螺纹连接；钩筋送料平台12的滑动套环1201在第一横向驱动架11的滑动轴1101上滑动，通过第一螺杆1102驱动整个钩筋送料平台12在第一横向驱动架11上横向滑动。

钩筋送料平台12上设有送料卡爪14和固定卡爪15，送料卡爪14和固定卡爪15设置在升降座18上；送料卡爪14用于横向送料，固定卡爪15起到固定拉钩筋3位置的作用，相当于导轮的作用。

钩筋送料平台12上的支撑架1203上设有横向支撑架1204，横向取料滑动架1205与横向支撑架1204滑动连接，横向支撑架1204上的第四螺杆21与横向取料滑动架1205螺纹连接，支撑架1203上的第五电机22与第四螺杆21连接；第五电机22驱动第四螺杆21转动，第四螺杆21带动整个横向取料滑动架1205横向滑动，调节送料卡爪14和固定卡爪15的横向位置。

升降座18与横向取料滑动架1205竖直滑动连接，横向取料滑动架1205上的第三螺杆19与升降座18螺纹连接，横向取料滑动架1205上的第四电机20与第三螺杆19连接；第四电机20驱动第三螺杆19转动，第三螺杆19带动升降座18上下滑动，方便送料卡爪14和固定卡爪15上下取料。

升降座18下端设有滑动槽13，送料卡爪14与滑动槽13滑动连接，滑动槽13一端的第三电机17上设有第二螺杆16，第二螺杆16与滑动槽13平行设置，送料卡爪14与第二螺杆16螺纹连接；第三电机17驱动第二螺杆16带动送料卡爪14横向滑动，起到将拉钩筋3向前方送料的技术效果。

固定卡爪15设置在滑动槽13另一端，固定卡爪15的两个卡爪端部设有对夹的滚轴，滚轴中部凹陷且两端凸起；固定卡爪15起吊导向的作用。

固定卡爪15和送料卡爪14夹起拉钩筋3，送料卡爪14推动拉钩筋3穿过钢筋部品5。

优选方案中，固定卡爪15和送料卡爪14通过夹紧气缸1401驱动，夹紧气缸1401伸缩杆端部与对夹爪1402的拐角短边铰接，对夹爪1402的拐角位置与夹紧气缸1401铰接。夹紧气缸1401驱动固定卡爪15和送料卡爪14夹紧拉钩筋3。

实施例2

结合实施例1进一步说明，如图1-21所示结构，优选方案中，焊接折弯装置设置在焊接滑动座23上，焊接滑动座23与第二横向驱动架1104滑动连接，第二横向驱动架1104设置在第二升降架1001上；焊接滑动座23下方与第二横向驱动架1104上的螺杆螺纹连接，螺杆通过电机驱动；焊接滑动座23在第二横向驱动架1104横向滑动，第二横向驱动架1104在内腔平台1上下滑动，实现多位置焊接折弯。

焊接折弯装置的结构为：焊枪控制装置26设置在折弯装置24上，折弯装置24与焊接滑动座23滑动连接，焊接滑动座23上的第六电机2301输出端设有第五螺杆2302，第五螺杆2302与焊接滑动座23螺纹连接，第六电机2301带动第五螺杆2302转动，驱动整个焊接折弯装置靠近钢筋部品5。方便靠近钢筋部品5位置，对伸出的拉钩筋3进行折弯和焊接。

优选方案中，焊枪28设置在焊枪控制装置26上，且焊枪控制装置26控制焊枪28多位置移动焊接；折弯装置24包括固定框架，固定框架与焊接滑动座23连接，固定框架一侧设置有钩筋夹紧座27，钩筋夹紧座27用于夹紧钩筋平直段；固定框架一侧设置有折弯电动推杆25，折弯电动推杆25上设有固定支臂2407，折弯电动推杆25伸缩杆端部与折弯拐臂2404端部铰接，固定支臂2407端部通过折弯铰接臂2406与折弯拐臂2404中部铰接，折弯拐臂2404活动端设有V形的折弯定位槽2405；折弯电动推杆25推动折弯拐臂2404，折弯拐臂2404由折弯铰接臂2406限位，使折弯拐臂2404形成折弯环形结构，将钩筋端部折弯挂在钢筋部品5上。钩筋夹紧座27夹紧钩筋平直段后，折弯电动推杆25推动折弯拐臂2404折弯钩筋平直端。钩筋夹紧座27夹紧钩筋平直段后，折弯电动推杆25推动折弯拐臂2404折弯钩筋平直端。

优选方案中，钩筋夹紧座27夹紧钩筋平直段后，折弯电动推杆25推动折弯拐臂2304折弯钩筋平直端，钩筋夹紧座27设置在固定框架一侧，固定框架在钩筋夹紧座27位置的一侧设置有定位卡槽2401。钢筋部品5的钢筋卡在定位卡槽2401上，钩筋夹紧在钩筋夹紧座27上，然后折弯结构折弯整个钩筋平直端。

钢筋部品5的钢筋卡在定位卡槽2401上定位，钩筋夹紧座27包括两个对夹的上夹紧块2701和下夹紧块2708，两个夹紧块分别通过两个第三气缸2703驱动对夹；第三气缸2703的压紧顶推杆2709端部与顶推滑块2710连接，顶推滑块2710与固定板2702滑动连接，固定板2702与固定框架固定连接，顶推滑块2710下端通过推动铰接杆2711与上夹紧块2701铰接，上夹紧块2701通过多个导向柱2712与固定板2702滑动连接。两个对夹的上夹紧块2701和下夹紧块2708，通过第三气缸2703驱动实现夹紧。

优选方案中，上夹紧块2701和下夹紧块2708上设有钩筋夹紧凹槽2706，钩筋夹紧凹槽2706用于夹紧钩筋；夹紧凹槽2706方便夹紧整个钩筋。

上夹紧块2701上设有多个定位凸块2705，下夹紧块2708上设有多个配合折弯定位槽2705的定位凹槽2407。定位凸块2705卡在定位凹槽2707内部，使上夹紧块2701和下夹紧块2708对接更加稳定。

优选方案中，焊枪控制装置26的结构为：焊枪安装架2604设置在折弯装置24一侧，焊枪28设置在滑块2603上，滑块2603与滑槽2605滑动连接，滑槽2605与焊枪安装架2604的滑动杆2606横向滑动连接，焊枪安装架2604上的第一气缸2602伸缩杆端部与滑块2603连接，焊枪安装架2604侧面的第二气缸2607伸缩杆端部与滑槽2605连接，焊枪28焊接端部伸入到折弯装置24内部，第一气缸2602和第二气缸2607移动焊枪28位置将钩筋焊接在钢筋部品5上。

焊枪28安装在焊枪控制装置26上，第一气缸2602和第二气缸2607调节焊枪28是否靠近焊接位置，横向滑动实现焊接长度。焊枪28焊接端部伸入到折弯装置24内部，第一气缸2602和第二气缸2607移动焊枪28位置将钩筋焊接在钢筋部品2上。

实施例3

结合实施例1-2进一步说明，如图1-21所示结构，具体施工步骤如下：

S1、工作前准备：将人工平台4全部升至顶部，并利用插销固定在平台顶部，内外腔拉钩筋安装设备移动至内腔平台1和外腔平台2底部；

S2、拉钩筋装料：将装载拉钩筋的拉钩筋料架8搬运至外腔平台2的第一升降架10端部位置固定；

S3、网格识别：外腔平台2上的第一升降架10上升至待安装区域底部高度，钩筋送料平台12上的机器视觉设备开始扫描钢筋部品5上待安装拉钩筋的区域，识别主筋与箍筋构成的钢筋网格，机器视觉依次扫描一定区域，每次扫描完毕后，控制系统可以自动计算出扫描区域内拉钩筋的穿插定位点位置；

S4、拉钩筋送料：钩筋送料平台12上的送料卡爪14和固定卡爪15移动至拉钩筋料架8上，从上至下依次开始抓取拉钩筋3；

抓取拉钩筋3时，送料卡爪14通过第三电机17移动至距离钢筋部品5最远端，送料卡爪14通过气缸控制夹爪的夹紧，固定卡爪15通过两个凹形滚轮，组成一个滚动通道，可以夹紧拉钩筋3，同时也可以稍微松开一点，使拉钩筋3沿着两轮之间的卡槽滑动；

夹取拉钩筋3后，两个夹爪夹紧，将拉钩筋3抓起，随着第三电机17移动至待穿拉钩筋的钢筋网格中；

移动至待穿插定位点，将拉钩筋3直端从外腔钢筋部品5网格中穿入钢筋部品的网格中；

拉钩筋3在送料时，由于拉钩筋比较长，两个夹爪需要配合，当送料卡爪14移动靠近固定卡爪15时，此时固定卡爪15气缸夹紧，送料卡爪14气缸打开反向移动至最远端，再将拉钩筋3夹紧，然后固定卡爪15稍松一些；

送料卡爪14夹着拉钩筋继续送料，直至，拉钩筋3弯钩与钢筋部品5箍筋接触，且拉钩筋3无法再移动为止；

S5、拉钩筋定位：拉钩筋3穿入部品后，弯折机构上的机器视觉扫描内腔钢筋部品5网格，根据程序计算，定位至待安装拉钩筋3位置；

等待拉钩筋3穿入，钩筋送料平台12夹持端靠近部品时，弯折机构上的开口接料机构伸入网格，准备接料；

此时直端已经接近弯折机构上的开口处，拉钩筋3顺开口被钩筋夹紧座27夹住；

此时拉钩筋3尾部带弯钩部分，弯头处已经插入网格，将拉钩筋弯钩处贴靠在部品箍筋上，此时送料机构上的焊枪将拉钩筋与箍筋点焊；

S6、拉钩筋接料：拉钩筋3插入弯折机构开口处后，顺着下夹紧块2708和上夹紧块2701的钩筋夹紧凹槽2706，进入折弯装置24内；

S7、自动弯折：将拉钩筋3弯钩处与外腔箍筋焊接后，拉钩筋3尾部待弯折部分，进入折弯装置24内后，弯折机构动作，将拉钩筋端部弯折90°，贴在主筋上，然后立即将拉钩筋与弯折部分与箍筋点焊起来；

S8、移位：当拉钩筋3送料机构将拉钩筋点焊后，送料机构，即移动至下一网格，进行下一网格的拉钩筋送料，送料时当拉钩筋进入弯折机构的卡槽内，被弯折机构夹紧后，送料机构开始点焊；

点焊完毕后，即移动至下一网格，钩筋送料平台12和折弯装置24动作不同步；

S9、拉钩筋上料：当拉钩筋3架上的拉钩筋安装完毕后，此时，折弯装置24移动至下一拉钩筋待安装区域；

钩筋送料平台12随平台下降至底部，开始下一组拉钩筋上料；

重复S1~S9，直至区域内所有拉钩筋全部安装完毕。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统，其特征是：包括内腔平台（1）和外腔平台（2），内腔平台（1）和外腔平台（2）设置在钢筋部品（5）的两侧，内腔平台（1）上设有折弯焊接装置，外腔平台（2）上设有拉钩筋料架（8），拉钩筋料架（8）一侧设有钩筋送料平台（12）；

钩筋送料平台（12）取出拉钩筋（3）穿过钢筋部品（5），折弯焊接装置将拉钩筋（3）端部折弯并焊接在钢筋部品（5）上；

内腔平台（1）和外腔平台（2）上均设有自动升降的升降架，升降架上设有横向驱动架，内腔平台（1）上的折弯焊接装置和外腔平台（2）上的钩筋送料平台（12）分别设置在两个横向驱动架上，横向驱动架带动折弯焊接装置、钩筋送料平台（12）横向滑动；

内腔平台（1）和外腔平台（2）上均设有多层滑动的人工平台（4），人工平台（4）通过插销固定在平台上；

内腔平台（1）和外腔平台（2）上设有视频监测设备，视频监测设备用于控制钩筋穿插位置。

2.根据权利要求1所述一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统，其特征是：升降架包括第一升降架（10）和第二升降架（1001），第一升降架（10）设在在外腔平台（2）上，第二升降架（1001）设置在内腔平台（1）上；

第一升降架（10）两端与外腔平台（2）立柱上的滑轨（7）连接，第一升降架（10）一侧设有第一电机（9），第一电机（9）的齿轮（901）与外腔平台（2）上的齿条（6）啮合；

第一横向驱动架（11）包括多个滑动轴（1101），横向驱动架（11）中部设有第一螺杆（1102），第一螺杆（1102）与第二电机（1103）连接；

拉钩筋料架（8）与第一升降架（10）通过螺母固定连接，拉钩筋料架（8）设置在第一升降架（10）一端，拉钩筋料架（8）上设有多个向上折弯的放置扣（801），拉钩筋（3）平直段放置在放置扣（801）上。

3.根据权利要求1所述一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统，其特征是：钩筋送料平台（12）下端的滑动套环（1201）设置在第一横向驱动架（11）的滑动轴（1101）上，钩筋送料平台（12）下端的驱动螺母座（1202）与第一螺杆（1102）螺纹连接；

钩筋送料平台（12）上设有送料卡爪（14）和固定卡爪（15），送料卡爪（14）和固定卡爪（15）设置在升降座（18）上；

钩筋送料平台（12）上的支撑架（1203）上设有横向支撑架（1204），横向取料滑动架（1205）与横向支撑架（1204）滑动连接，横向支撑架（1204）上的第四螺杆（21）与横向取料滑动架（1205）螺纹连接，支撑架（1203）上的第五电机（22）与第四螺杆（21）连接；

升降座（18）与横向取料滑动架（1205）竖直滑动连接，横向取料滑动架（1205）上的第三螺杆（19）与升降座（18）螺纹连接，横向取料滑动架（1205）上的第四电机（20）与第三螺杆（19）连接；

升降座（18）下端设有滑动槽（13），送料卡爪（14）与滑动槽（13）滑动连接，滑动槽（13）一端的第三电机（17）上设有第二螺杆（16），第二螺杆（16）与滑动槽（13）平行设置，送料卡爪（14）与第二螺杆（16）螺纹连接；

固定卡爪（15）设置在滑动槽（13）另一端，固定卡爪（15）的两个卡爪端部设有对夹的滚轴，滚轴中部凹陷且两端凸起；

固定卡爪（15）和送料卡爪（14）夹起拉钩筋（3），送料卡爪（14）推动拉钩筋（3）穿过钢筋部品（5）。

4.根据权利要求3所述一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统，其特征是：固定卡爪（15）和送料卡爪（14）通过夹紧气缸（1401）驱动，夹紧气缸（1401）伸缩杆端部与对夹爪（1402）的拐角短边铰接，对夹爪（1402）的拐角位置与夹紧气缸（1401）铰接。

5.根据权利要求1所述一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统，其特征是：焊接折弯装置设置在焊接滑动座（23）上，焊接滑动座（23）与第二横向驱动架（1104）滑动连接，第二横向驱动架（1104）设置在第二升降架（1001）上；

焊接滑动座（23）下方与第二横向驱动架（1104）上的螺杆螺纹连接，螺杆通过电机驱动；

焊接折弯装置的结构为：焊枪控制装置（26）设置在折弯装置（24）上，折弯装置（24）与焊接滑动座（23）滑动连接，焊接滑动座（23）上的第六电机（2301）输出端设有第五螺杆（2302），第五螺杆（2302）与焊接滑动座（23）螺纹连接；

第六电机（2301）带动第五螺杆（2302）转动，驱动整个焊接折弯装置靠近钢筋部品（5）。

6.根据权利要求5所述一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统，其特征是：焊枪（28）设置在焊枪控制装置（26）上，且焊枪控制装置（26）控制焊枪（28）多位置移动焊接；

折弯装置（24）包括固定框架，固定框架与焊接滑动座（23）连接，固定框架一侧设置有钩筋夹紧座（27），钩筋夹紧座（27）用于夹紧钩筋平直段；

固定框架一侧设置有折弯电动推杆（25），折弯电动推杆（25）上设有固定支臂（2407），折弯电动推杆（25）伸缩杆端部与折弯拐臂（2404）端部铰接，固定支臂（2407）端部通过折弯铰接臂（2406）与折弯拐臂（2404）中部铰接，折弯拐臂（2404）活动端设有V形的折弯定位槽（2405）；

钩筋夹紧座（27）夹紧钩筋平直段后，折弯电动推杆（25）推动折弯拐臂（2404）折弯钩筋平直端。

7.根据权利要求6所述一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统，其特征是：钩筋夹紧座（27）夹紧钩筋平直段后，折弯电动推杆（25）推动折弯拐臂（2304）折弯钩筋平直端；

钩筋夹紧座（27）设置在固定框架一侧，固定框架在钩筋夹紧座（27）位置的一侧设置有定位卡槽（2401），钢筋部品（5）的钢筋卡在定位卡槽（2401）上定位；

钩筋夹紧座（27）包括两个对夹的上夹紧块（2701）和下夹紧块（2708），两个夹紧块分别通过两个第三气缸（2703）驱动对夹；

第三气缸（2703）的压紧顶推杆（2709）端部与顶推滑块（2710）连接，顶推滑块（2710）与固定板（2702）滑动连接，固定板（2702）与固定框架固定连接，顶推滑块（2710）下端通过推动铰接杆（2711）与上夹紧块（2701）铰接，上夹紧块（2701）通过多个导向柱（2712）与固定板（2702）滑动连接。

8.根据权利要求7所述一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统，其特征是：上夹紧块（2701）和下夹紧块（2708）上设有钩筋夹紧凹槽（2706），钩筋夹紧凹槽（2706）用于夹紧钩筋；

上夹紧块（2701）上设有多个定位凸块（2705），下夹紧块（2708）上设有多个配合折弯定位槽（2705）的定位凹槽（2407）。

9.根据权利要求6所述一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统，其特征是：焊枪控制装置（26）的结构为：焊枪安装架（2604）设置在折弯装置（24）一侧，焊枪（28）设置在滑块（2603）上，滑块（2603）与滑槽（2605）滑动连接，滑槽（2605）与焊枪安装架（2604）的滑动杆（2606）横向滑动连接，焊枪安装架（2604）上的第一气缸（2602）伸缩杆端部与滑块（2603）连接，焊枪安装架（2604）侧面的第二气缸（2607）伸缩杆端部与滑槽（2605）连接；

焊枪（28）焊接端部伸入到折弯装置（24）内部，第一气缸（2602）和第二气缸（2607）移动焊枪（28）位置将钩筋焊接在钢筋部品（5）上。

10.根据权利要求1-9任一项所述一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统的施工方法，其特征是：

S1、工作前准备：将人工平台（4）全部升至顶部，并利用插销固定在平台顶部，内外腔拉钩筋安装设备移动至内腔平台（1）和外腔平台（2）底部；

S2、拉钩筋装料：将装载拉钩筋的拉钩筋料架（8）搬运至外腔平台（2）的第一升降架（10）端部位置固定；

S3、网格识别：外腔平台（2）上的第一升降架（10）上升至待安装区域底部高度，钩筋送料平台（12）上的机器视觉设备开始扫描钢筋部品（5）上待安装拉钩筋的区域，识别主筋与箍筋构成的钢筋网格，机器视觉依次扫描一定区域，每次扫描完毕后，控制系统可以自动计算出扫描区域内拉钩筋的穿插定位点位置；

S4、拉钩筋送料：钩筋送料平台（12）上的送料卡爪（14）和固定卡爪（15）移动至拉钩筋料架（8）上，从上至下依次开始抓取拉钩筋（3）；

抓取拉钩筋（3）时，送料卡爪（14）通过第三电机（17）移动至距离钢筋部品（5）最远端，送料卡爪（14）通过气缸控制夹爪的夹紧，固定卡爪（15）通过两个凹形滚轮，组成一个滚动通道，可以夹紧拉钩筋（3），同时也可以稍微松开一点，使拉钩筋（3）沿着两轮之间的卡槽滑动；

夹取拉钩筋（3）后，两个夹爪夹紧，将拉钩筋（3）抓起，随着第三电机（17）移动至待穿拉钩筋的钢筋网格中；

移动至待穿插定位点，将拉钩筋（3）直端从外腔钢筋部品（5）网格中穿入钢筋部品的网格中；

拉钩筋（3）在送料时，由于拉钩筋比较长，两个夹爪需要配合，当送料卡爪（14）移动靠近固定卡爪（15）时，此时固定卡爪（15）气缸夹紧，送料卡爪（14）气缸打开反向移动至最远端，再将拉钩筋（3）夹紧，然后固定卡爪（15）稍松一些；

送料卡爪（14）夹着拉钩筋继续送料，直至，拉钩筋（3）弯钩与钢筋部品（5）箍筋接触，且拉钩筋（3）无法再移动为止；

S5、拉钩筋定位：拉钩筋（3）穿入部品后，弯折机构上的机器视觉扫描内腔钢筋部品（5）网格，根据程序计算，定位至待安装拉钩筋（3）位置；

等待拉钩筋（3）穿入，钩筋送料平台（12）夹持端靠近部品时，弯折机构上的开口接料机构伸入网格，准备接料；

此时直端已经接近弯折机构上的开口处，拉钩筋（3）顺开口被钩筋夹紧座（27）夹住；

此时拉钩筋（3）尾部带弯钩部分，弯头处已经插入网格，将拉钩筋弯钩处贴靠在部品箍筋上，此时送料机构上的焊枪将拉钩筋与箍筋点焊；

S6、拉钩筋接料：拉钩筋（3）插入弯折机构开口处后，顺着下夹紧块（2708）和上夹紧块（2701）的钩筋夹紧凹槽（2706），进入折弯装置（24）内；

S7、自动弯折：将拉钩筋（3）弯钩处与外腔箍筋焊接后，拉钩筋（3）尾部待弯折部分，进入折弯装置（24）内后，弯折机构动作，将拉钩筋端部弯折90°，贴在主筋上，然后立即将拉钩筋与弯折部分与箍筋点焊起来；

S8、移位：当拉钩筋（3）送料机构将拉钩筋点焊后，送料机构，即移动至下一网格，进行下一网格的拉钩筋送料，送料时当拉钩筋进入弯折机构的卡槽内，被弯折机构夹紧后，送料机构开始点焊；

点焊完毕后，即移动至下一网格，钩筋送料平台（12）和折弯装置（24）动作不同步；

S9、拉钩筋上料：当拉钩筋（3）架上的拉钩筋安装完毕后，此时，折弯装置（24）移动至下一拉钩筋待安装区域；

钩筋送料平台（12）随平台下降至底部，开始下一组拉钩筋上料；

重复S1~S9，直至区域内所有拉钩筋全部安装完毕。

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