钢筋接丝装置及操作方法

技术领域

本发明涉及钢筋连接技术领域，尤其涉及一种钢筋接丝装置及操作方法。

背景技术

在工程建设当中，为了基坑坑壁的强度，会在地下连续墙当中加上钢筋笼来对混凝土产生约束作用。在现有的钢筋笼加工工艺中，对于上下网片的主筋或者并筋，国内更偏向于使用接驳器将若干根钢筋连接成统长的一根，如图1所示。在现场拼接的时候，一般现场的接丝步骤如下：

手动将接驳器10接到钢筋一20上；

将钢筋一20放置在地上，在接驳器10的另一端放置钢筋二30；

在钢筋二30的远端用管钳夹具40夹紧钢筋二30；

用管钳夹具40将钢筋二30拧几丝使其和钢筋一20的接驳器10连接；

启动电机50旋转管钳夹具40，带动钢筋二30跟转，钢筋一20和接驳器10不发生转动；

管钳夹具40持续转动，直到钢筋一20和钢筋二30一起发生跟转为止，此时认为钢筋一20和钢筋二30的连接完成。

现有的接丝装置自动化程度较低，无法检测连接到位而自动停止，操作不方便，需要的工人数至少两个以上，浪费人力物力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢筋接丝装置及操作方法，使钢筋连接更加方便，节省人力物力，提高工作效率，且能够检测接驳器的连接状态，自动化程度高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

钢筋接丝装置，包括：

支撑座；

两个夹紧组件，两个所述夹紧组件沿第一方向分别设置于所述支撑座的两端，分别用于夹紧待连接的第一钢筋和第二钢筋；

限位组件，包括两个限位卡爪，两个所述限位卡爪间隔设置于支撑座上，且所述限位卡爪能够沿竖直方向升降，两个所述限位卡爪相向的侧面上均设置有接近开关，所述第一钢筋的后端部设置有接驳器，所述接驳器能够限位于两个所述限位卡爪之间；

旋转组件，用于旋转所述接驳器以使所述接驳器与所述第二钢筋连接。

作为钢筋接丝装置的一种可选方案，所述旋转组件包括主支架和从支架，所述主支架上设置有主动轮，所述从支架上设置有从动轮，所述主支架和所述从支架能够相互靠近以夹紧所述接驳器，驱动电机能够驱动所述主动轮转动，以使所述接驳器转动。

作为钢筋接丝装置的一种可选方案，所述从动轮设置有两个，两个所述从动轮沿第二方向间隔设置，所述接驳器沿所述第一方向支撑于两个所述从动轮之间。

作为钢筋接丝装置的一种可选方案，所述主支架通过横向气缸实现沿第二方向移动，所述从支架通过第一竖直气缸实现沿所述竖直方向升降。

作为钢筋接丝装置的一种可选方案，所述限位卡爪通过第二竖直气缸实现沿所述竖直方向升降。

作为钢筋接丝装置的一种可选方案，所述限位组件还包括两个限位块，所述限位块朝向所述限位卡爪的一侧设置有滑槽，所述限位卡爪的竖直杆的底端与所述第二竖直气缸的输出端连接，且所述竖直杆滑动设置于所述滑槽内。

作为钢筋接丝装置的一种可选方案，所述夹紧组件包括驱动件和两个夹紧板所述驱动件能够驱动两个所述夹紧板相互靠近或远离。

作为钢筋接丝装置的一种可选方案，所述驱动件为驱动气缸，所述夹紧组件还包括定齿轮以及两个齿条，所述定齿轮转动设置于所述支撑座上，两个所述齿条分别设置于所述定齿轮的两侧且均与所述定齿轮啮合，两个所述齿条分别与两个所述夹紧板固定连接，所述驱动气缸的输出端与一个所述夹紧板固定连接。

作为钢筋接丝装置的一种可选方案，还包括光栅传感器，所述光栅传感器用于检测所述第一钢筋、所述接驳器和所述第二钢筋的位置，以及用于检测所述第一钢筋和所述第二钢筋的数量。

钢筋接丝操作方法，应用上述任一方案所述的钢筋接丝装置，所述钢筋接丝操作方法包括如下步骤：

S1：输送装置将第一钢筋进行输送，所述第一钢筋的后端部设置有接驳器，所述第一钢筋沿第一方向从支撑座的前侧向后侧移动，当所述第一钢筋和所述接驳器移动至设定位置时，靠近所述支撑座的后侧的限位卡爪升起，所述接驳器触发后侧的所述限位卡爪的接近开关后停止移动；

S2：靠近所述支撑座后侧的夹紧组件夹紧所述第一钢筋；

S3：所述输送装置将第二钢筋进行输送，所述第二钢筋沿所述第一方向从所述支撑座的前侧向后侧移动，当所述第二钢筋到达设定位置时，靠近所述支撑座前侧的所述限位卡爪升起；

S4：靠近所述支撑座前侧的所述夹紧组件夹紧所述第二钢筋；

S5：旋转组件夹紧所述接驳器，并将所述接驳器进行旋转，所述接驳器旋转并朝向所述第二钢筋移动，同时旋转连接所述第二钢筋，当所述接驳器触发前侧的所述限位卡爪的接近开关后所述旋转组件停止旋转。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种钢筋接丝装置，包括支撑座、限位组件、旋转组件以及两个夹紧组件。两个夹紧组件沿第一方向分别设置于支撑座的两端，两个夹紧组件用于夹紧第一钢筋和第二钢筋；限位组件包括两个限位卡爪，限位卡爪能够沿竖直方向进行升降，且两个限位卡爪相向的侧面设置有接近开关。当第一钢筋沿第一方向从支撑座的前侧向后侧移动时，接驳器到达指定位置，靠近支撑座后侧的限位卡爪升起，此时第一钢筋连同接驳器继续移动，接驳器触发后侧限位卡爪的接近开关后接驳器和第一钢筋停止移动；第二钢筋沿第一方向从支撑座的前侧向后侧移动至指定位置，靠近支撑座前侧的限位卡爪升起；旋转组件将接驳器夹紧后进行旋转，接驳器旋入第二钢筋的端部并同时朝向第二钢筋移动，当接驳器触发前侧限位卡爪的接近开关后旋转组件停止旋转。该钢筋接丝装置能够限位接驳器的位置，且旋转组件旋转接驳器连接第二钢筋到位后自动停止，连接位置准确；夹紧组件自动夹紧第一钢筋和第二钢筋，节省了人力物力。

本发明提供的钢筋接丝操作方法应用于钢筋接丝操作装置，通过将第一钢筋沿第一方向从支撑座的前侧向后侧移动时，接驳器到达指定位置，靠近支撑座后侧的限位卡爪升起，此时第一钢筋连同接驳器继续移动，接驳器触发后侧限位卡爪的接近开关后接驳器和第一钢筋停止移动；第二钢筋沿第一方向从支撑座的前侧向后侧移动至指定位置，靠近支撑座前侧的限位卡爪升起；旋转组件将接驳器夹紧后进行旋转，接驳器旋入第二钢筋的端部并同时朝向第二钢筋移动，当接驳器触发前侧限位卡爪的接近开关后旋转组件停止旋转，以使第一钢筋和第二钢筋自动连接，且连接位置准确，提高工作效率，节省人力物力。

附图说明

图1是现有技术的结构示意图；

图2是本发明实施例所提供的钢筋接丝装置的结构示意图一；

图3是本发明实施例所提供的钢筋接丝装置的结构示意图二；

图4是图3中A-A的截面图；

图5是图3中B-B的截面图；

图6是本发明实施例所提供的钢筋接丝装置的俯视图；

图7是本发明实施例所涉及的夹紧组件的侧视图；

图8-图11是本发明实施例所涉及的接驳器连接第一钢筋和第二钢筋的动作流程图。

图中：

10、接驳器；20、钢筋一；30、钢筋二；40、管钳夹具；50、电机；

1、支撑座；

2、夹紧组件；21、夹紧板；211、夹紧块；22、驱动气缸；23、定齿轮；24、齿条；25、导向块；26、支撑板；27、导向轴；28、滑动轴承；

3、限位组件；31、限位卡爪；311、竖直杆；312、U形块；32、限位块；

4、旋转组件；41、主支架；42、从支架；43、主动轮；44、从动轮；

5、光栅传感器；

100、第一钢筋；200、第二钢筋；300、接驳器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，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”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一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。

下面详细描述本发明的实施例，所述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元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

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2-图7所示，本发明实施例提供了一种钢筋接丝装置，包括支撑座1、限位组件3、旋转组件4以及两个夹紧组件2。其中，支撑座1沿第一方向(即X方向)的两侧均设置有输送机构，输送机构能够将待连接的第一钢筋100和第二钢筋200输送至支撑座1上，并能够将其输出；需要说明的是，第一钢筋100或第二钢筋200位于支撑座1的前侧时，由位于支撑座1前侧的输送机构进行输送，当第一钢筋100或第二钢筋200通过支撑座1后，由位于支撑座1后侧的输送机构进行输送，且第一钢筋100的后端部设置有接驳器300，接驳器300采用螺纹连接的方式将第一钢筋100和第二钢筋200进行连接；限位组件3包括两个限位卡爪31，两个限位卡爪31沿第一方向间隔设置于支撑座1上，且限位卡爪31能够沿竖直方向进行升降，两个限位卡爪31相向的侧面上均设置有接近开关，接驳器300能够限位于两个限位卡爪31之间；两个夹紧组件2沿第一方向间隔设置于支撑座1的两端，两个夹紧组件2能够分别夹紧第一钢筋100和第二钢筋200，以使接驳器300旋转时第一钢筋100和第二钢筋200固定；旋转组件4设置于两个限位卡爪31之间，用于旋转接驳器300以使接驳器300能够与第二钢筋200螺纹连接；连接过程为：当第一钢筋100沿第一方向从支撑座1的前侧向后侧移动至设定位置，靠近支撑座1后侧的限位卡爪31升起，第一钢筋100位于限位卡爪31的U形块312的U形槽内继续移动，接驳器300触发后侧的限位卡爪31的接近开关后停止移动，靠近支撑座1后侧的夹紧组件2夹紧第一钢筋100；第二钢筋200沿第一方向从支撑座1的前侧向后侧移动至设定位置，靠近支撑座1前侧的限位卡爪31升起，靠近支撑座1后侧的夹紧组件2夹紧第二钢筋200，此时接驳器300位于两个限位卡爪31之间，旋转组件4旋转接驳器300以使接驳器300与第二钢筋200螺纹连接，而接驳器300与第二钢筋200螺纹连接时朝向第二钢筋200的方向移动，当接驳器300触发后侧的限位卡爪31的接近开关后，旋转组件4停止旋转，说明接驳器300连接完成，两个夹紧组件2放开第一钢筋100和第二钢筋200，输送机构将连接完成的第一钢筋100和第二钢筋200继续输送。

该钢筋接丝装置能够限位接驳器300的位置，且旋转组件4旋转接驳器300连接第二钢筋200到位后自动停止，连接位置准确；夹紧组件2自动夹紧第一钢筋100和第二钢筋200，节省了人力物力。

该钢筋接丝装置还包括光栅传感器5，光栅传感器5设置于支撑座1前侧的夹紧组件2和限位卡爪31之间的区域内。当第一钢筋100输送时，第一钢筋100的前端部先触发光栅传感器5的上升沿信号，使光栅传感器5计数为1，第一钢筋100进行输送，当设置有接驳器300的后端部通过光栅传感器5触发光栅传感器5的下降沿信号，使光栅传感器5计数为2，此时，位于后侧的限位卡爪31升起，第一钢筋100进行输送，直至接驳器300触发后侧的限位卡爪31的接近开关后停止输送；继续输送第二钢筋200，第二钢筋200的前端部触发光栅传感器5的上升沿信号，使光栅传感器5计数为3，此时，第二钢筋200进行输送设定时间后停止输送，即第二钢筋200的前端部到达设定位置；旋转组件4旋转接驳器300直至接驳器300触发靠近支撑座1前侧的限位卡爪31的接近开关后停止旋转；输送装置将连接后的第一钢筋100和第二钢筋200同时输出，第二钢筋200的后端部触发光栅传感器5的下降沿信号，此时，光栅传感器5计数为4。该光栅传感器5实现了第一钢筋100、接驳器300以及第二钢筋200的位置检测，以及实现了第一钢筋100和第二钢筋200的计数；当光栅传感器5计数达到设定值时，可发出停机信号。

需要解释的是，该钢筋接丝装置在启动初始化，PLC端光栅传感器5计数为0，由人工输入需要加工的成品钢筋的总长a和单根第一钢筋100或第二钢筋200的长度b(第一钢筋100和第二钢筋200长度相等)，光栅传感器5的最大计数值y＝2*(floor(a/b)+1)，上述数据均保存于PLC中，当光栅传感器5达到最大计数值，则发出停机信号。

旋转组件4包括主支架41和从支架42，主支架41上设置有主动轮43，主动轮43通过主动轴设置于主支架41上，从支架42上设置有从动轮44，从动轮44通过从动轴设置于从支架42上，当接驳器300限位于两个限位卡爪31之间时，接驳器300支撑于从动轮44上，主支架41和从支架42能够相互靠近以夹紧接驳器300，主动轮43与驱动电机通过传动件传动连接，驱动电机能够驱动主动轮43转动，进而带动接驳器300转动。传动件可以为链传动、带传动或齿轮传动等结构。

优选地，监测接驳器300是否成功旋入第二钢筋200可根据监控驱动电机的实时扭矩来实现，如扭矩过大则报警停机提示调整钢筋接丝装置。

为了使接驳器300夹设于主动轮43和从动轮44之间更加稳定，从动轮44设置有两个，从支架42沿第二方向(即Y方向)间隔设置两组支撑架，两个从动轴分别设置于两个支撑架上，两个从动轮44分别设置于两个从动轴上。当接驳器300限位于两个限位卡爪31之间时，接驳器300支撑于两个从动轮44上。

进一步地，旋转组件4还包括横向气缸和第一竖向气缸，主支架41沿第二方向滑动设置于支撑座1上，且主支架41连接于横向气缸的输出端，横向气缸能够驱动主支架41朝向或远离从支架42移动，从支架42连接第一竖向气缸的输出端，第一竖向气缸能够驱动从支架42沿竖直方向(即Z方向)升降。该结构简单，使用方便。

限位组件3还包括第二竖直气缸，限位卡爪31设置于第二竖直气缸的输出端，第二竖直气缸能够实现限位卡爪31的升降，结构比较简单，使用方便。

进一步地，限位组件3还包括两个限位块32，限位块32朝向限位卡爪31的一侧设置有滑槽，限位卡爪31的竖直杆311的底端与第二竖直气缸的输出端连接，竖直杆311滑动设置于滑槽内。该结构使得限位卡爪31更加牢固，结构更加合理。

继续参照图2和图6，夹紧组件2包括驱动件和两个夹紧板21，两个夹紧板21沿第二方向间隔设置，驱动件能够驱动两个夹紧板21相互靠近或远离，以夹紧或放开第一钢筋100或第二钢筋200。

具体地，驱动件为驱动气缸22，夹紧组件2还包括定齿轮23以及两个齿条24，齿条24通过导向块25滑动设置于支撑座1上，定齿轮23转动设置于支撑座1上，两个齿条24分别设置于定齿轮23的两侧且均与定齿轮23啮合，两个齿条24分别与两个夹紧板21固定连接，驱动气缸22的输出端与一个夹紧板21固定连接。该结构中驱动气缸22推动一个夹紧板21运动，带动设置于该夹紧板21上的齿条24移动，进而带动定齿轮23转动，定齿轮23转动的同时带动另一个齿条24反向移动，进而带动另一个夹紧板21反向移动，以实现两个夹紧板21相互靠近或远离。

进一步，夹紧组件2还包括两个支撑板26，两个支撑板26沿第二方向间隔设置于支撑座1上，两个支撑板26之间沿第一方向间隔设置有两个导向轴27，夹紧板21通过滑动轴承28设置于导向轴27上。该结构使夹紧板21滑动更加顺畅，结构更加合理。

在其他实施例中，夹紧组件2还可以采用平行动作的手指气缸来实现。

参照图7，两个夹紧板21相向的侧面设置有夹紧块211，两个夹紧块211相向的侧面设置有V形槽，第一钢筋100和第二钢筋200夹设于两个V形槽内，以使夹紧更加牢固。

本发明实施例还提供一种钢筋接丝操作方法，应用上述钢筋接丝装置，参照图8-图11，该钢筋接丝操作方法包括如下步骤：

设备上电初始化，限位卡爪31、夹紧板21、主动轮43以及从动轮44均回原位，人工输入需要加工的钢筋数量，保存于PLC中；

设备启动，第一钢筋100的后端部采用墩粗套丝设备(墩粗套丝设备能够将钢筋的端部进行压扁以使钢筋的端部增粗)进行套丝，套丝直径大于等于第一钢筋100的原直径(提高连接的强度)，第一钢筋100的套丝长度等于接驳器300的长度(以使接驳器300在与第一钢筋100初始连接时完全套入第一钢筋100的后端部)；第二钢筋200的前端部采用墩粗套丝设备进行套丝，套丝长度等于接驳器300长度的一半；

输送设备将第一钢筋100进行输送，第一钢筋100沿第一方向从支撑座1的前侧向后侧输送，第一钢筋100的前端部触发光栅传感器5的上升沿信号继续输送，直到第一钢筋100的后端部触发光栅传感器5的下降沿信号(即接驳器300触发光栅传感器5的下降沿信号)，靠近支撑座1后侧的限位卡爪31升起；此时，第一钢筋100继续输送，接驳器300触发后侧的限位卡爪31的接近开关后停止输送；

第一钢筋100移动到位，靠近支撑座1后侧的夹紧组件2的两个夹紧板21相互靠近以使第一钢筋100夹设于两个V形槽内；

输送装置继续输送第二钢筋200，第二钢筋200沿第一方向从支撑座1的前侧向后侧移动，第二钢筋200的前端部触发光栅传感器5的上升沿信号后继续移动设定时间后停止，此时，第二钢筋200的前端部达到设定位置；

第二钢筋200移动到位，靠近支撑座1前侧的夹紧组件2的两个夹紧板21相互靠近以使第二钢筋200夹设于两个V形槽内；

主支架41在横向气缸的驱动下带动主动轮43朝向从动轮44沿第二方向移动，第一竖直气缸带动从动轮44沿竖直方向向上移动，主动轮43和从动轮44夹紧接驳器300，启动驱动电机以带动主动轮43旋转，以使接驳器300进行旋转，接驳器300旋转时旋转退出第一钢筋100，而接驳器300旋转退出第一钢筋100的同时旋转连接第二钢筋200，并朝向第二钢筋200移动，当接驳器300触发前侧的限位卡爪31的接近开关后，驱动电机停止动作，此时，接驳器300并没有完全退出第一钢筋100，进而完成第一钢筋100和第二钢筋200的连接并输出；

重复上述操作过程，继续将第三钢筋和第四钢筋连接、第五钢筋和第六钢筋的连接……直至达到PLC记录的最大设定值后停机。

该钢筋接丝操作方法应用于钢筋接丝操作装置，通过将第一钢筋100沿第一方向从支撑座1的前侧向后侧移动至设定位置，靠近支撑座1后侧的限位卡爪31升起，第一钢筋100位于限位卡爪31的U形块312的U形槽内继续移动，接驳器300触发后侧的限位卡爪31的接近开关后停止移动，靠近支撑座1后侧的夹紧组件2夹紧第一钢筋100；第二钢筋200沿第一方向从支撑座1的前侧向后侧移动至设定位置，靠近支撑座1前侧的限位卡爪31升起，靠近支撑座1后侧的夹紧组件2夹紧第二钢筋200，此时接驳器300位于两个限位卡爪31之间，旋转组件4旋转接驳器300以使接驳器300与第二钢筋200螺纹连接，而接驳器300与第二钢筋200螺纹连接时朝向第二钢筋200的方向移动，当接驳器300触发后侧的限位卡爪31的接近开关后，旋转组件4停止旋转，说明接驳器300连接完成，两个夹紧组件2放开第一钢筋100和第二钢筋200，输送机构将连接完成第一钢筋100和第二钢筋200继续输送，以使第一钢筋100和第二钢筋200自动连接，且连接位置准确，提高工作效率，节省人力物力。

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。