CN116944751A - 一种钢筋笼焊接系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种钢筋笼焊接系统，主要涉及钢筋笼焊接领域。一种钢筋笼焊接系统，包括滑轨、绕筋机以及焊接机械手，滑轨上滑动设置底座，滑轨一侧平行设置齿条机构，底座底部设置与齿条机构相啮合的伺服齿轮驱动机构，底座两端均设置旋转架，两侧的旋转架内分别设置主动转环以及从动转环，主动转环与从动转环之间设置连接柱，连接柱上沿轴线设置伺服直线驱动机构，连接柱上滑动设置与滑槽相配合的滑动筒，滑动筒两端均设置环形的外支撑架，滑动筒中部设置环形的内支撑架，底座顶部一端设置调整轨道，从动转环所在的旋转架与调整轨道滑动配合。本发明的有益效果在于：本发明焊接精度较高，焊接后的钢筋笼强度更好，自动化程度较高。
Description
技术领域
本发明主要涉及钢筋笼焊接领域，具体是一种钢筋笼焊接系统。
背景技术
钢筋笼是桥涵、高层建筑等施工中的必要构建，钢筋笼主要起抗拉作用。混凝土的抗压强度高但是抗拉强度很低，通过钢筋笼对桩身混凝土起到约束的作用，使之能承受一定的轴向拉力。
发展到现在，钢筋笼的焊接设备已经朝着半自动化、自动化方向发展。目前主要有三类的钢筋笼焊接设备，一类是钢筋笼固定，绕筋机与焊接设备集成在转动部件上，在绕筋焊接的同时沿钢筋笼轴线步进完成焊接。该种设备节省空间，焊接自动化程度较高，焊接精度好，但是设备本身零件众多、造价高昂，不利于推广。第二种是钢筋笼进行转动的同时进行直线位移，绕筋机与焊接装置相对固定，该种设备结构较为简单，成本较低。但是钢筋受到多方影响，其本身存在弯曲现象，在绕筋以及焊接过程中误差较大，焊接效果不高。且钢筋笼本身进行位移的驱动机构较为简陋，也没办法进行精确的位移驱动，这同样增大了焊接误差，使得焊接效果较差。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种钢筋笼焊接系统，它焊接精度较高，焊接后的钢筋笼强度更好；设备相对较为简单，同时自动化程度也较高。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种钢筋笼焊接系统，包括滑轨、绕筋机以及焊接机械手，所述滑轨上滑动设置底座，所述滑轨一侧平行设置齿条机构，所述底座底部设置与齿条机构相啮合的伺服齿轮驱动机构，所述底座两端均设置旋转架，两侧的所述旋转架内分别设置主动转环以及从动转环，所述主动转环与从动转环同轴，所述主动转环外侧设置转动驱动机构，所述主动转环与从动转环圆周上均呈圆周均匀设置多个插槽，所述主动转环与从动转环之间设置连接柱，所述连接柱上沿轴线设置伺服直线驱动机构，所述连接柱外侧沿轴线方向设置滑槽，所述连接柱上滑动设置与滑槽相配合的滑动筒，所述伺服直线驱动机构用于驱动滑动筒沿连接柱轴线往复滑动，所述滑动筒两端均设置环形的外支撑架，所述外支撑架的圆周上呈放射性滑动均匀设置若干支撑杆，所述支撑杆与插槽一一对应，所述支撑杆底部暴露在外支撑架内侧，所述支撑杆远端转动设置轮架，所述轮架上呈圆周均匀设置三个槽轮，所述滑动筒外侧两端滑动设置锥形筒，所述滑动筒外侧对称设置一对电推杆，所述电推杆的推杆前端与锥形筒相连接，所述锥形筒的小直径一端接近外支撑架，所述锥形筒外壁与支撑杆近端相接触，当所述电推杆伸展推动锥形筒时，所述锥形筒推动支撑杆朝向外侧扩张，所述滑动筒中部设置环形的内支撑架，所述内支撑架的连接杆位于内支撑架一侧，所述内支撑架的圆周上呈放射性滑动均匀设置若干撑紧杆，所述撑紧杆底部暴露在内支撑架内侧，所述撑紧杆远端设置弧形撑紧头，多个所述弧形的撑紧头同心，所述撑紧头上具有弧形的撑紧槽，所述内支撑架内侧的滑动筒上共面转动设置撑紧环，所述撑紧环上设置与撑紧杆一一对应的弧面凸台，所述滑动筒上设置用于驱动撑紧环转动的动力机构，当所述动力机构带动撑紧环转动时，所述弧面凸台推动撑紧杆向外侧扩张；所述底座顶部一端设置调整轨道，所述从动转环所在的旋转架与调整轨道滑动配合，该所述旋转架底部设置若干锁止螺栓，用于将旋转架相对固定在调整轨道上；所述连接柱与所述从动转环所在的旋转架键连接。
所述连接柱上设置沿轴线设置的安装槽，所述伺服直线驱动机构为设置在安装槽内的同步带驱动机构，所述同步带驱动机构的同步带上一点与滑动筒固定连接，所述同步带驱动机构的驱动电机为伺服电机。
所述外支撑架与滑动筒之间通过若干连接筋进行连接，所述锥形筒小直径一端具有与连接筋相适应的导流槽。
所述支撑杆近端设置环台，所述支撑杆的环台与外支撑架内侧之间设置外支撑弹簧；所述撑紧杆近端设置环台，所述撑紧杆的环台与内支撑架内侧之间设置内支撑弹簧。
所述支撑杆远端滑动设置缓冲座，所述缓冲座与支撑杆之间设置缓冲弹簧，所述轮架即与缓冲座转动连接。
所述动力机构包括设置在撑紧环外壁上的环齿以及伺服电机，所述伺服电机的电机轴上具有与环齿啮合的主动齿轮。
所述从动转环所在的旋转架包括滑动座以及转动架，所述从动转环即转动设置在转动架内，所述转动架一侧与滑动座一侧枢接，所述滑动座另一侧设置定位台，所述转动架另一侧设置与定位台相配合的锁止机构。
对比现有技术，本发明的有益效果是：
本发明通过主动转环与从动转环对竖筋进行插接固定，通过内支撑机构对内环进行撑紧，使内环能够与外筋完成良好的接触，从而进行有效的焊接固定。外支撑机构对竖筋进行支撑，使绕筋焊接位置的竖筋两侧均得到有效支撑，从而能够使竖筋与绕筋紧密接触，从而使绕筋的焊接效果更好，焊接后的钢筋笼结构更为稳定，强度更高。
本装置焊接结构更为简单，自动化程度高，能够高效的完成钢筋笼的焊接作业，焊接效率更高焊接效果更好。
附图说明
附图1是本发明立体视角结构示意图；
附图2是本发明俯视视角结构示意图；
附图3是本发明底座部分立体视角结构示意图；
附图4是本发明滑动筒结构示意图；
附图5是本发明从动转环部分结构示意图；
附图6是本发明A部局部放大结构示意图；
附图7是本发明B部局部放大结构示意图。
附图中所示标号：1、滑轨；2、绕筋机；3、焊接机械手；4、底座；5、主动转环；6、从动转环；7、连接柱；8、外支撑架；9、内支撑架；11、齿条机构；41、伺服齿轮驱动机构；42、旋转架；43、转动驱动机构；44、调整轨道；51、插槽；71、滑槽；72、滑动筒；73、伺服直线驱动机构；74、安装槽；81、支撑杆；82、轮架；83、槽轮；84、锥形筒；85、电推杆；86、缓冲座；91、撑紧杆；92、撑紧头；93、撑紧环；94、弧形凸面；95、动力机构；421、滑动座；422、转动架；423、锁止机构。
具体实施方式
结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
如图1-7所示，本发明所述一种钢筋笼焊接系统，包括滑轨1、绕筋机2以及焊接机械手3。所述绕筋机2固定在滑轨1一侧，用于对钢筋放卷装置放出的外筋进行弯曲，随着钢筋笼的转动完成在钢筋笼外侧的接触缠绕。所述绕筋机2上对外筋进行弯曲的结构为若干导向轮，从而将外筋进行导流缠绕。所述焊接机械手3对外筋与竖筋上的接触点进行选择性焊接，从而将外筋固定在钢筋笼上。
所述滑轨1上滑动设置底座4，所述滑轨1一侧平行设置齿条机构11，所述底座4底部设置与齿条机构11相啮合的伺服齿轮驱动机构41。所述伺服齿轮驱动机构41包括伺服电机以及齿轮传动机构，所述伺服电机通过齿轮传动机构与齿条机构11进行啮合，通过伺服电机的驱动，可以带动底座4在滑轨1上进行精准的位移。所述底座4两端均设置旋转架42，所述旋转架42中部具有环形的限位腔，两侧的所述旋转架42限位腔内分别转动安装主动转环5以及从动转环6，所述主动转环5与从动转环6同轴。所述主动转环5外侧设置转动驱动机构43，所述转动驱动机构43包括伺服电机以及齿轮减速箱，所述主动转环5外壁上具有环齿，通过齿轮与环齿的啮合，可以利用伺服电机驱动主动转环5进行定角度转动。所述主动转环5与从动转环6圆周上均呈圆周均匀设置多个插槽51，所述插槽51作为钢筋笼的纵筋插口。所述主动转环5与从动转环6之间设置连接柱7，所述主动转环5、从动转环6与连接柱7通过连接筋进行连接。通过连接柱7的传递，可以通过主动转环5带动从动转环6进行稳定的转动。所述主动转环5上的插槽51与从动转环6上的插槽一一对应插入竖筋固定。
所述连接柱7上沿轴线设置伺服直线驱动机构73，所述连接柱7外侧沿轴线方向设置滑槽71，所述连接柱7上滑动设置与滑槽71相配合的滑动筒72，所述伺服直线驱动机构73用于驱动滑动筒72沿连接柱7轴线往复滑动。具体的，所述连接柱2上开设沿轴线设置的安装槽74，所述伺服直线驱动机构73为设置在安装槽74内的同步带驱动机构，所述同步带驱动机构的同步带上一点与滑动筒72固定连接，所述同步带驱动机构的驱动电机为伺服电机。通过同步带驱动机构的驱动，可以使滑动筒72沿着连接柱7轴线进行较为精确的往复直线运行。通过所述滑槽71的限位，可以对滑动筒72的运行进行稳定的导向，且所述连接柱7的转动可以带动滑动筒72进行稳定的转动。
所述滑动筒72两端均设置环形的外支撑架8，所述外支撑架8与滑动筒72之间通过若干连接筋进行连接。所述外支撑架8的圆周上呈放射性滑动均匀设置若干支撑杆81，所述支撑杆81与插槽51一一对应。所述支撑杆81用于对每条纵筋进行支撑，使外筋进行缠绕时能够与纵筋进行稳定的接触。所述支撑杆81底部暴露在外支撑架8内侧，所述支撑杆81远端转动安装轮架82。所述轮架82上呈圆周均匀设置三个槽轮83。所述支撑杆81远端滑动设置缓冲座86，所述缓冲座86与支撑杆81之间设置缓冲弹簧，所述轮架82即与缓冲座86转动连接。所述轮架82上的两个槽轮83同时与纵筋进行接触，对纵筋进行支撑。所述滑动筒72外侧两端滑动设置锥形筒84，所述锥形筒84小直径一端具有与连接筋相适应的导流槽。所述滑动筒72外侧对称安装一对电推杆85，所述电推杆85的推杆前端与锥形筒84相连接，所述锥形筒84的小直径一端接近外支撑架8。所述锥形筒84外壁与支撑杆81近端相接触，当所述电推杆85伸展推动锥形筒84时，所述锥形筒84推动支撑杆81朝向外侧扩张，从而使轮架82上的槽轮83与纵筋进行接触支撑，从而将所有的纵筋进行撑起，使两个外支撑架8之间的纵筋得到有效支撑，绕筋机的钢筋环绕点即位于两个外支撑架8的支撑之间，通过两个外支撑架8上的支撑杆81的支撑，可以使外筋与竖筋进行良好的接触，从而使焊点结实稳定，使钢筋笼的焊接质量更高。
更为具体的，所述支撑杆81近端设置环台，所述支撑杆81的环台与外支撑架8内侧之间设置外支撑弹簧，外支撑弹簧通过弹力作用使支撑杆81处于收缩状态，只有当锥形筒84伸展推动其向外扩张时，支撑杆81才克服弹力作用对内筋进行稳定的支撑。通过外支撑弹簧的设置，可以使支撑杆81位于外支撑架8下方时不会因为重力作用而与外筋发生干涉。
所述滑动筒72中部安装环形的内支撑架9，所述内支撑架9的连接杆位于内支撑架9一侧，使所述内支撑架9成为相对的悬臂结构。所述内支撑架9的圆周上呈放射性滑动均匀设置若干撑紧杆91，所述撑紧杆91底部暴露在内支撑架9内侧。所述撑紧杆91远端设置弧形撑紧头92，多个所述弧形的撑紧头92同心，所述撑紧头92对内筋进行撑紧，使内筋能够与纵筋进行良好的接触，从而便于内筋与纵筋的焊接固定。所述撑紧头92上具有弧形的撑紧槽，该撑紧槽即为内筋的撑紧限位部位。所述内支撑架9内侧的滑动筒72上共面转动设置撑紧环93，所述撑紧环93上设置与撑紧杆91一一对应的弧面凸台94，该弧面凸台94的弧面部分由低到高，撑紧杆91的近端与弧面相接触。所述滑动筒72上设置用于驱动撑紧环93转动的动力机构95，当所述动力机构95带动撑紧环93转动时，所述弧面凸台94推动撑紧杆91向外侧扩张，从而利用撑紧头92对内筋进行撑紧，使内筋与纵筋的焊接固定效果更好。具体的，所述动力机构95包括设置在撑紧环93外壁上的环齿以及伺服电机，所述伺服电机的电机轴上具有与环齿啮合的主动齿轮。通过伺服电机的驱动，可以使撑紧环93进行精准的定角度转动，从而调节撑紧杆91的扩张距离，从而对内筋进行更为精准的撑紧，使内筋与纵筋进行良好的接触。
进一步的，所述撑紧杆91近端设置环台，所述撑紧杆91的环台与内支撑架9内侧之间设置内支撑弹簧。所述内支撑弹簧的作用与外支撑弹簧的作用相似，内支撑弹簧是通过弹力使撑紧杆91出于收缩状态，只有当撑紧环93转动通过弧面凸台94推动撑紧杆91向外侧扩张时，撑紧杆91才克服弹力对内筋进行撑紧。
更进一步的，所述底座4顶部上从动转环6所在的一端具有调整轨道44，所述从动转环6所在的旋转架42与调整轨道44滑动配合，该所述旋转架42底部设置若干锁止螺栓，用于将旋转架42相对固定在调整轨道44上。通过调整轨道44的设置，使得所述从动转环6所在的旋转架42可以在底座4上进行位置调整，从而调整从动转环6与主动转环5之间的距离，并且所述连接柱7与所述从动转环6所在的旋转架42键连接，具体的，所述从动转环6中部具有与连接筋连接的套筒，套筒内具有固定的连接键，所述连接柱7端部具有与连接键相配合的键槽。通过该种结构使得距离调整后的从动转环6依然可以被连接柱7驱动从而完成与主动转环5的同步转动。在完成焊接后，可移动从动转环6所在的旋转架42沿着调整轨道44向远端移动，从而便于将焊接好后的钢筋笼取下。
更进一步的，所述从动转环6所在的旋转架42包括滑动座421以及转动架422，所述滑动座421即调整轨道44滑动连接，锁止螺栓即设置在滑动座421上。所述从动转环6即转动设置在转动架422内，所述转动架422一侧与滑动座421一侧枢接，所述滑动座421另一侧设置定位台，所述转动架422另一侧设置与定位台相配合的锁止机构423，当该侧的旋转架42脱离连接柱7后，将转动架422向后侧转动，转动架422转动到一侧，将焊接完成后的钢筋笼暴露，从而便于钢筋笼的取料。当需要进行钢筋笼新一轮的焊接时，只需要将转动架422复位到定位台处进行定位，利用锁止机构423将转动架422与滑动座421相对固定即可。本实施方式中，所述锁止机构423可以采用卡扣的配合，也可采用紧固件的固定。通过该结构的设计，使得调整轨道44的长度不受到钢筋笼的长度限制，在钢筋笼焊接完成需要取下时，只需要打开转动架422即可，而不必将该侧的旋转架42向远端移动一个钢筋笼的长度，从而减少了底座4的长度。
进一步的，利用本装置对钢筋笼进行焊接，其具体流程如下：
S1：将纵筋对应插在主动转环5以及从动转环6上的插槽51内，期间将未完成闭环焊接的内筋置入外筋内。
S2：通过动力机构95带动撑紧环93转动，从而使撑紧杆91对内筋进行撑紧，并利用伺服直线驱动机构73带动滑动筒72沿连接柱7位移，使内筋移动到待焊接位置，最后通过人工手动完成内筋与纵筋的定位焊接。
S3：完成内筋焊接后，利用伺服直线驱动机构73带动滑动筒72移动到起始端，通过电推杆85带动锥形筒84将支撑杆81撑紧，通过槽轮83对外筋进行撑紧。随着主动转环5与从动转环6同步转动，利用绕筋机2将外筋绕在外筋外侧同时完成焊接。在焊接的同时，所述伺服齿轮驱动机构41带动底座4向下游位移，同时伺服直线驱动机构73带动滑动筒72与底座4进行方向相反速率一直的位移，此时滑动筒72相对于绕筋机2与焊接机械手3在横向方向上处于相对静止状态。
S4：当前侧的所述槽轮83接触到内筋时，在动力作用下轮架82翻转，使下方的槽轮83接触纵筋，后侧的槽轮83脱离与纵筋的接触，并且随着滑动筒72相对于底座的继续位移，翻转后处于后侧的槽轮83越过内筋继续对纵筋进行支撑。
S5：当完成焊接后，将钢筋笼自设备上取下，等待下一轮的钢筋笼焊接流程。
Claims (7)
1.一种钢筋笼焊接系统，包括滑轨(1)、绕筋机(2)以及焊接机械手(3)，其特征在于：所述滑轨(1)上滑动设置底座(4)，所述滑轨(1)一侧平行设置齿条机构(11)，所述底座(4)底部设置与齿条机构(11)相啮合的伺服齿轮驱动机构(41)，所述底座(4)两端均设置旋转架(42)，两侧的所述旋转架(42)内分别设置主动转环(5)以及从动转环(6)，所述主动转环(5)与从动转环(6)同轴，所述主动转环(5)外侧设置转动驱动机构(43)，所述主动转环(5)与从动转环(6)圆周上均呈圆周均匀设置多个插槽(51)，所述主动转环(5)与从动转环(6)之间设置连接柱(7)，所述连接柱(7)上沿轴线设置伺服直线驱动机构(73)，所述连接柱(7)外侧沿轴线方向设置滑槽(71)，所述连接柱(7)上滑动设置与滑槽(71)相配合的滑动筒(72)，所述伺服直线驱动机构(73)用于驱动滑动筒(72)沿连接柱(7)轴线往复滑动，所述滑动筒(72)两端均设置环形的外支撑架(8)，所述外支撑架(8)的圆周上呈放射性滑动均匀设置若干支撑杆(81)，所述支撑杆(81)与插槽(51)一一对应，所述支撑杆(81)底部暴露在外支撑架(8)内侧，所述支撑杆(81)远端转动设置轮架(82)，所述轮架(82)上呈圆周均匀设置三个槽轮(83)，所述滑动筒(72)外侧两端滑动设置锥形筒(84)，所述滑动筒(72)外侧对称设置一对电推杆(85)，所述电推杆(85)的推杆前端与锥形筒(84)相连接，所述锥形筒(84)的小直径一端接近外支撑架(8)，所述锥形筒(84)外壁与支撑杆(81)近端相接触，当所述电推杆(85)伸展推动锥形筒(84)时，所述锥形筒(84)推动支撑杆(81)朝向外侧扩张，所述滑动筒(72)中部设置环形的内支撑架(9)，所述内支撑架(9)的连接杆位于内支撑架(9)一侧，所述内支撑架(9)的圆周上呈放射性滑动均匀设置若干撑紧杆(91)，所述撑紧杆(91)底部暴露在内支撑架(9)内侧，所述撑紧杆(91)远端设置弧形撑紧头(92)，多个所述弧形的撑紧头(92)同心，所述撑紧头(92)上具有弧形的撑紧槽，所述内支撑架(9)内侧的滑动筒(72)上共面转动设置撑紧环(93)，所述撑紧环(93)上设置与撑紧杆(91)一一对应的弧面凸台(94)，所述滑动筒(72)上设置用于驱动撑紧环(93)转动的动力机构(95)，当所述动力机构(95)带动撑紧环(93)转动时，所述弧面凸台(94)推动撑紧杆(91)向外侧扩张；所述底座(4)顶部一端设置调整轨道(44)，所述从动转环(6)所在的旋转架(42)与调整轨道(44)滑动配合，该所述旋转架(42)底部设置若干锁止螺栓，用于将旋转架(42)相对固定在调整轨道(44)上；所述连接柱(7)与所述从动转环(6)所在的旋转架(42)键连接。
2.根据权利要求1所述的一种钢筋笼焊接系统，其特征在于：所述连接柱(2)上设置沿轴线设置的安装槽(74)，所述伺服直线驱动机构(73)为设置在安装槽(74)内的同步带驱动机构，所述同步带驱动机构的同步带上一点与滑动筒(72)固定连接，所述同步带驱动机构的驱动电机为伺服电机。
3.根据权利要求1所述的一种钢筋笼焊接系统，其特征在于：所述外支撑架(8)与滑动筒(72)之间通过若干连接筋进行连接，所述锥形筒(84)小直径一端具有与连接筋相适应的导流槽。
4.根据权利要求1所述的一种钢筋笼焊接系统，其特征在于：所述支撑杆(81)近端设置环台，所述支撑杆(81)的环台与外支撑架(8)内侧之间设置外支撑弹簧；所述撑紧杆(91)近端设置环台，所述撑紧杆(91)的环台与内支撑架(9)内侧之间设置内支撑弹簧。
5.根据权利要求1所述的一种钢筋笼焊接系统，其特征在于：所述支撑杆(81)远端滑动设置缓冲座(86)，所述缓冲座(86)与支撑杆(81)之间设置缓冲弹簧，所述轮架(82)即与缓冲座(86)转动连接。
6.根据权利要求1所述的一种钢筋笼焊接系统，其特征在于：所述动力机构(95)包括设置在撑紧环(93)外壁上的环齿以及伺服电机，所述伺服电机的电机轴上具有与环齿啮合的主动齿轮。
7.根据权利要求1所述的一种钢筋笼焊接系统，其特征在于：所述从动转环(6)所在的旋转架(42)包括滑动座(421)以及转动架(422)，所述从动转环(6)即转动设置在转动架(422)内，所述转动架(422)一侧与滑动座(421)一侧枢接，所述滑动座(421)另一侧设置定位台，所述转动架(422)另一侧设置与定位台相配合的锁止机构(423)。
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2023
- 2023-09-12 CN CN202311176515.2A patent/CN116944751A/zh not_active Withdrawn
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| CN117600360B (zh) * | 2024-01-24 | 2024-03-22 | 中铁四局集团有限公司 | 一种小型预制构件用半成品钢筋自动加工设备 |
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