一种钢筋笼智能固定装置及工艺

技术领域

本申请涉及一种钢筋笼智能固定装置及工艺，属于装配式建筑结构成品钢筋笼制作加工技术领域。

背景技术

随着人口老龄化，建筑工人越来越少，装配式建筑结构在我国工程领域推广势在必行，原来现场整体现浇的施工方式慢慢将被工厂化生产方式取代，装配式建筑结构的部品构件都在预制工厂生产，然后到现场进行拼装，同时装配式建筑结构的钢筋骨架也应在工厂中加工，目前国家规定装配式建筑结构的部品构件必须采用工厂化成品钢筋骨架，因此对钢筋加工的速度和质量要求更高。然而在传统钢筋骨架制作中，采用钢筋弯曲机、钢筋剪切机、滚笼机、弯箍机等传统设备对钢筋下料，采用人工绑扎和焊接方法进行钢筋骨架制作，这种加工制作方式存在误差率高、原材料浪费、效率低等问题，以及由此造成钢筋制作成本高，因此传统钢筋加工工艺很难适应装配式建筑结构的钢筋加工方式，如何改进钢筋加工制作工艺亟待解决。为了适应装配式建筑结构钢筋骨架生产需要，提高其加工速度和质量，实现钢筋制作加工数字化和智能化，急需将数字化和智能化融入装配式建筑结构钢筋加工设备和生产工艺中，发明与其相辅助的设备和装置，故此开发一种钢筋笼智能固定装置及工艺。

发明内容

有鉴于此，本申请首先提供一种经济实用、结构简单、高精度、高效率的钢筋笼智能固定装置。

具体地，本申请是通过以下方案实现：

一种钢筋笼智能固定装置，包括龙门架系统、自由伸缩智能机械臂、钢筋、轨道、旋转台座，轨道位于旋转台座两侧，

所述龙门架系统由钢立柱、钢横梁、天车系统和行走系统组成，

行走系统沿轨道行走，

一组钢立柱位于行走系统上，

钢横梁横架于一组钢立柱之上，

天车系统沿钢横梁行走；

所述自由伸缩智能机械臂一端与天车系统连接，并随天车系统同步位移，另一端连接焊枪，焊枪与钢筋位置对应；

所述旋转台座对应设置有纵向钢筋传输机和横向钢筋传输机，分别将纵向钢筋和箍筋送至旋转台座处输入，箍筋焊接在纵向钢筋上形成钢筋笼。

本案加工装置主要由龙门架系统、自由伸缩智能机械臂、钢筋、轨道、旋转台座组成，天车系统可以沿着钢横梁行走，行走系统可以沿着轨道行走；自由伸缩智能机械臂与天车系统连接，随之沿钢横梁自由行走，天车系统和行走系统在程序的控制下对钢筋笼的焊接点进行精确定位，通过焊枪对钢筋笼焊接点进行焊接。本装置用于将钢筋焊接形成钢筋笼，可以实现精准化、标准化和智能化焊接过程，焊接效率高，焊接成本低，可满足大规模钢筋笼的生产。

进一步的，作为优选：

所述天车系统包括滑轮、天车横梁和天车电机，滑轮滑动安装在钢横梁上，天车横梁通过滚轮安装于钢横梁下方，天车电机安装于天车横梁上，驱动滑轮沿钢横梁位移，自由伸缩智能机械臂与天车横梁连接。龙门架系统的跨度与旋转台座匹配，其中天车系统和行走系统在通电条件下按照程序设定的轨迹进行自由移动；利用龙门架系统的天车系统和行走系统上实现纵横方向自由移动。更优选的，所述钢横梁为工字型梁，两组滚轮卡装于钢横梁两侧，天车横梁与滚轮轴连接。所述天车横梁下方吊装有一球形的连接构件，自由伸缩智能机械臂安装于连接构件上，可以进行全方位旋转。

所述自由伸缩智能机械臂包括油缸、顶心和焊枪，油缸与天车系统固定，顶心位于油缸的输出端处，焊枪安装于顶心末端，油缸驱动顶心伸缩，以调节焊枪与钢筋焊接点之间的距离，便于施焊。

所述行走系统包括滚轮和行走电机，滚轮位于钢立柱下方，行走电机驱动滚轮沿轨道移动。更优选的，所述行走系统还包括有行走横梁，行走横梁位于钢立柱底部，行走电机安装于行走横梁上，滚轮安装于行走横梁下方。

所述旋转台座包括旋转钢架、转轴、旋转电机和钢筋夹，旋转钢架由旋转电机驱动其在转轴上转动，钢筋夹固定于旋转钢架外周处，纵向钢筋由钢筋夹固定。更优选的，沿转轴长度方向设置多个旋转钢架。所述钢筋夹设置有多组。多组旋转钢架可以同时进行多个钢筋笼的加工，而多个钢筋夹的设置更方便钢筋笼的定型。

采用上述装置进行钢筋笼的加工，步骤如下：

1）纵向钢筋传输机和旋转钢架在程序控制下将纵向钢筋均匀放置在旋转台座上，钢筋夹对纵向钢筋进行固定；

2）箍筋通过横向钢筋传输机运至旋转台座，自由伸缩智能机械臂的焊枪将箍筋一端焊接在纵向钢筋上，转动旋转钢架将箍筋焊接在每根纵向钢筋；

3）天车系统和行走系统按照程序指令自由移动，纵向钢筋传输机和横向钢筋传输机按程序指令移动，焊枪对钢筋笼焊接点进行焊接，依次将每个箍筋焊接在纵向钢筋上；

4）自动焊接完毕，拆下钢筋笼，循环进行下一组钢筋笼的加工。

采用上述工艺进行钢筋笼的加工，其有益效果如下：

1）使钢筋笼制作智能化，提高成品钢筋笼的加工效率。

在本申请技术方案中，程序指令天车系统和行走系统，精确定位钢筋笼的焊接点，通过自由伸缩智能机械臂的焊枪进行焊接，促使成品钢筋笼制作的智能化，极大的提高了成品钢筋笼制作精确度和加工效率。

2）降低了钢筋笼制作的人工成本。

在本申请技术方案中，生产全过程都可由程序指令独立完成，减少人工用量，极大降低了人工成本。

附图说明

图1为本申请加工装置的平面布置图；

图2为本申请加工装置的立面布置图；

图3为本申请中天车系统的结构示意图；

图4为本申请中自由伸缩智能机械臂的结构示意图；

图5为本申请中行走系统的结构示意图；

图6为本申请中旋转台座的侧面结构示意图。

图中标号：1.龙门架系统；11.钢立柱；12.钢横梁；2. 自由伸缩智能机械臂；21.油缸；22.顶心；23.焊枪；3.钢筋；31.纵向钢筋；32.箍筋；33. 纵向钢筋传输机；34. 横向钢筋传输机；4.轨道；5.旋转台座；51.旋转钢架；52.钢筋夹；53.旋转电机；6.转轴；7.天车系统；71.滑轮；72.天车横梁；73.天车电机；74.连接构件；8.行走系统；81.滚轮；82. 行走电机；83.行走横梁。

具体实施方式

本实施例一种钢筋笼智能固定装置，结合图1、图2，包括龙门架系统1、自由伸缩智能机械臂2、钢筋3、轨道4、旋转台座5，轨道4位于旋转台座5两侧，钢筋3包括纵向钢筋31和箍筋32，分别由纵向钢筋传输机33、横向钢筋传输机34送至旋转台座5处。

其中：

龙门架系统1由钢立柱11、钢横梁12、天车系统7和行走系统8组成，一组钢立柱11位于行走系统8上，钢横梁12横架于一组钢立柱11之上。

结合图3，天车系统7包括滑轮71、天车横梁72和天车电机73，滑轮71滑动安装在钢横梁12上，天车横梁72通过滑轮71安装于钢横梁12下方，天车电机73安装于天车横梁72上，驱动滑轮71沿钢横梁12位移，是整个天车系统7沿钢横梁12行走。

龙门架系统1的跨度与旋转台座5匹配，钢横梁12可以采用工字型梁，使两组或一对滑轮71卡装于钢横梁12的两侧，天车横梁72与滑轮71轴连接。

天车横梁72下方吊装有一球形的连接构件74，自由伸缩智能机械臂2安装于连接构件74（连接构件74可以实现万向转动，如：万向联轴器、万向节等）上，使自由伸缩智能机械臂2随天车系统7同步位移的同时，还可以由连接构件74控制，进行全方位旋转，以改变其角度。

结合图4，自由伸缩智能机械臂2包括油缸21、顶心22和焊枪23，油缸21与天车系统7的连接构件74固定，顶心22位于油缸21的输出端处，焊枪23安装于顶心22末端，油缸21驱动顶心22伸缩，以调节焊枪23与钢筋3焊接点之间的距离，便于施焊。

结合图5，行走系统8包括滚轮81和行走电机82，滚轮81位于钢立柱11下方，行走电机82驱动滚轮81沿轨道4移动。

在钢立柱11底部还可以设置行走横梁83，行走电机82安装于行走横梁83上，而滚轮81则安装于行走横梁83下方。

旋转台座5包括旋转钢架51、转轴6、旋转电机53和钢筋夹52，旋转钢架51安装在转轴6上，由旋转电机53驱动其转动，钢筋夹52固定于旋转钢架51外周处，纵向钢筋31由钢筋夹53固定。

优选的，结合图1，沿转轴6的长度方向上设置有多个相互平行的旋转钢架51，多组旋转钢架51可以同时进行多个钢筋笼的加工。

优选的，结合图2，钢筋夹52环绕旋转钢架51外周均匀分布有多个，多个钢筋夹52的设置更方便钢筋笼的定型。

本案加工装置主要由龙门架系统1、自由伸缩智能机械臂2、轨道4、旋转台座5组成，天车系统7可以沿着钢横梁12行走，行走系统8可以沿着轨道4行走；自由伸缩智能机械臂2一端与天车系统7连接，随之沿钢横梁12自由行走，另一端控制焊枪23到钢筋3距离，钢筋夹52对纵向钢筋31进行固定，天车系统7和行走系统8在程序的控制下对钢筋笼的焊接点进行精确定位，通过焊枪23对箍筋32沿各纵向钢筋31逐一焊接固定。

采用上述装置进行钢筋笼的加工，先在程序中录入钢筋笼的加工参数，然后采用下述步骤进行加工：

1）纵向钢筋传输机33和旋转钢架51在程序控制下将纵向钢筋31均匀放置在旋转台座4上，钢筋夹52对纵向钢筋进行固定；

2）箍筋32通过横向钢筋传输机34运至旋转台座5，自由伸缩智能机械臂2的焊枪23将箍筋32一端焊接在纵向钢筋31上，转动旋转钢架51将箍筋32焊接在每根纵向钢筋31；

3）天车系统7和行走系统8按照程序指令自由移动，纵向钢筋传输机33和横向钢筋传输机34按程序指令移动，焊枪23对钢筋笼焊接点进行焊接，依次将每个箍筋32焊接在纵向钢筋31上；

4）自动焊接完毕，拆下钢筋笼，循环进行下一组钢筋笼的加工

上述工艺用于将钢筋焊接形成钢筋笼，可以实现精准化、标准化和智能化焊接过程，焊接效率高，焊接成本低，可满足大规模钢筋笼的生产。