专利名称：单节拍钢筋桁架专用焊接机的制作方法
技术领域：
本发明属于钢筋桁架生产技术领域，特别是一种三角形钢筋桁架数控生产线的单节拍钢筋桁架专用焊接机。
背景技术：
目前，钢筋桁架已逐渐广泛应用于屋架、桥梁、高速铁路轨枕和高层建筑的楼承板中。钢筋桁架由三根主弦筋和两根折弯后的腹杆钢筋经焊接、剪切成型。桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，能充分利用材料的强度，比实腹梁材料节省材料，减轻自重和增大刚度。钢筋桁架焊接成型后与镀锌钢板焊接成模板，可直接铺设在钢梁上，然后进行简单的钢筋工程及其它相应的工作，便可浇筑混凝土，适用于复杂多变的建筑施工。目前只有德国、美国的少数企业专业生产制造钢筋桁架焊接生产线，其成本较高。在国内，钢筋桁架的焊接成型通常由人工完成，由于人工加工误差大，劳动强度高，导致工程进程缓慢，加工精度差，生产成本高等不良现象，现在已逐步实现钢筋桁架焊接成型的自动化生产。而在钢筋桁架自动化生产中，钢筋桁架焊接设备是必不可少的。目前市场上已有的焊接装置结构复杂，成本较高，焊接质量不稳定。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种单节拍钢筋桁架专用焊接机。实现发明目的的技术解决方案为:本发明的一种单节拍钢筋桁架专用焊接机，包括机座、工作台、可自动调高上弦筋支撑架、下弦筋定位机构、腹杆钢筋定位压紧机构、上焊接装置、下焊接装置、钢筋桁架下定位导向装置、钢筋桁架上定位导向装置；
以钢筋材料进给方向将焊接机分为`前工作部分和后工作部分，机座的上方中部设置工作台，可自动调高上弦筋支撑架设置在前工作部分的工作台上方，下弦筋定位机构对称分布在前工作部分工作台两侧，腹杆钢筋定位压紧机构固定在机座上，也对称分布在前工作部分工作台两侧，腹杆钢筋定位压紧机构位于下弦筋定位机构的外侧；
上焊接装置对称设置在机座上方、腹杆钢筋定位机构的外侧，下焊接装置位于后工作部分的上焊机装置后端，钢筋桁架下定位导向装置对称设置在后工作部分的工作台两侧、下焊接装置的后方，钢筋桁架下定位导向装置同时与下弦筋接触，为钢筋桁架导向；钢筋桁架上定位导向装置设置在钢筋桁架下定位导向装置后方，并位于工作台的一侧，与上弦筋接触，为钢筋桁架导向。本发明与现有技术相比，其显著优点为:1)本发明实现对钢筋桁架的自动化焊接，其结构简单，自动化程度高，可降低劳动强度和生产成本，提高施工效率；2)当生产不同规格的钢筋桁架时，焊接电极安装板通过腰形槽与立柱腰形槽配合，可以方便的的实现焊接电极角度和高度的调整；3)当生产不同高度规格的钢筋桁架时，上弦筋支撑架通过电机驱动丝杠，丝杠带动支撑架自动调高，同时安装在支撑架上的位移传感器可以保证高度调节的准确性，提高了生产线的自动化水平；4)本发明通过调整钢筋桁架定位导向装置的预紧力，可以实现对钢筋桁架有效的压紧力，同时保证钢筋桁架进给方向的稳定性。下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
图1为本发明的单节拍钢筋桁架专用焊接机结构示意主视图。图2为本发明的单节拍钢筋桁架专用焊接机结构示意左视图。图3为本发明的单节拍钢筋桁架专用焊接机结构示意右视图。图4为本发明的单节拍钢筋桁架专用焊接机结构示意俯视图。图5为本发明下弦筋定位导向装置结构示意图。图6为本发明钢筋桁架下定位导向装置结构示意图。
具体实施例方式结合图1、图4，本发明的一种单节拍钢筋桁架专用焊接机，包括机座1、工作台3、可自动调高上弦筋支撑架4、下弦筋定位机构6、腹杆钢筋定位压紧机构25、上焊接装置24、下焊接装置23、钢筋桁架下定位导向装置8、钢筋桁架上定位导向装置26 ;以钢筋材料进给方向将焊接机分为前工作部分和后工作部分，机座I的上方中部设置工作台3，可自动调高上弦筋支撑架4设置在前工作部分的工作台3上方，下弦筋定位机构6对称分布在前工作部分工作台3两侧，腹杆钢筋定位压紧机构25固定在机座I上，也对称分布在前工作部分工作台3两侧，腹杆钢筋定位压紧机构25位于下弦筋定位机构6的外侧；上焊接装置24对称设置在机座I上方、腹杆钢筋定 位机构25的外侧，下焊接装置23位于后工作部分的上焊机装置24后端，钢筋桁架下定位导向装置8对称设置在后工作部分的工作台3两侧、下焊接装置23的后方，钢筋桁架下定位导向装置8同时与下弦筋接触，为钢筋桁架导向；钢筋桁架上定位导向装置26设置在钢筋桁架下定位导向装置8后方，并位于工作台3的一侧，与上弦筋接触，为钢筋桁架导向。结合图2，所述可自动调高上弦筋支撑架4的驱动单元位于机座内部，包括固定支架33、电机19、联轴器28、丝杠18、轴承安装座29、支撑架安装板31、支撑架安装杆32、导杆30、位移传感器27 ;所述电机19设置在固定支架33底部，电机19输出轴端通过联轴器28与丝杠18 —端相连，该丝杠18安装有轴承，通过轴承安装座29设置在固定支架33上，所述丝杠18的丝杠螺母上安装有支撑架安装板31，该安装板与两根支撑架安装杆32 —端通过螺纹连接，两根支撑架安装杆32的另一端均与上弦筋支撑架4的底面连接，上弦筋支撑架4设置在钢筋桁架12内部、与桁架上弦筋接触；通过丝杠螺母传动及中间各部件实现上弦筋支撑架4的上下移动，实现不同高度规格钢筋桁架的焊接。为保证高度调节的直线性和准确性，在支撑架安装板左右两侧设置有导杆30，在丝杠螺母上安装有位移传感器27。结合图5，所述下弦筋定位导向装置8包括上定位块41、下定位块42、定位块安装板43 ;所述上定位块41上设有通孔，以便下弦筋穿过。为减少钢筋在进给过程中的划痕以及定位装置自身的磨损，上下定位块成半圆形，上下定位块紧密配合通过定位块安装板43对称设置在前工作部分的工作台3两侧。该装置保证钢筋桁架焊接成型的宽度要求。结合图1、图2、图4，所述腹杆钢筋定位压紧机构25包括气缸安装板36、气缸2、摇杆22、摇杆安装板35、腹杆钢筋压紧块21 ;所述气缸2通过气缸安装板36固连在机座上I，所述气缸2活塞杆端部铰接摇杆22，所述摇杆22两端安装有轴承，并且通过摇杆安装板35固定在机座上，摇杆22上间隔分布着三个水平方向和宽度方向均可调的腹杆钢筋压紧块21，其间隔为钢筋桁架两个峰点之间的距离，气缸活塞杆向上伸出，带动摇杆22向下反转，使腹杆钢筋压紧块21将腹杆钢筋压紧在工作台3上。结合图2，所述上焊接装置24包括立柱16、焊接装置安装板17、上焊接装置气缸
5、电极13、上弦筋压紧装置；所述上焊接装置气缸5两端固定在焊接装置安装板17上，焊接装置安装板17与安装在机座上方的立柱16通过两对交叉的腰型孔配合，该配合可以方便实现不同规格桁架焊接时焊接电极的宽度、高度以及角度的调节，上焊接装置气缸5活塞杆末端安装有电极13，该上焊接装置的一对电极13对称分布在上弦筋与两根腹杆钢筋焊接点的两侧；所述上弦筋压紧装置位于两根立柱16的中部并位于钢筋桁架12的上部，与上弦筋接触。结合图2，所述上弦筋压紧装置包括横梁37、上压紧气缸14、上压紧气缸吊架38、上压头15 ;所述上压紧气缸14通过上压紧气缸吊架38设置在两端安装在立柱16上方的横梁37上，上压紧气缸 吊架38两侧有上压头导向机构，上压紧气缸14活塞杆末端设置有上压头15，所述上弦筋压紧装置将上弦筋压紧在上弦筋支撑架4上。结合图2、图3、图4，所述下焊接装置23包括立柱16、焊接装置安装板17、下焊接装置气缸7、电极13、中心电极20 ;所述下焊接装置气缸7两端固定在焊接装置安装板17上，焊接装置安装板17与安装在机座I上方的立柱16通过两对交叉的腰型孔配合，下焊接装置气缸7活塞杆末端安装有电极13，该下焊接装置的一对电极13对称分布在两根下弦筋与两根腹杆钢筋焊接点的两侧，所述中心电极20位于钢筋桁架内部、工作台上面。结合图4、图6，所述钢筋桁架下定位导向装置8包括下导向轮44、导轮轴45、导轮安装横板46、导轮安装竖板47 ;所述下导向轮44设计有凹槽，以便对钢筋桁架下弦筋定位，下导向轮44通过轴承与导轮轴45 —端配合，导轮轴45另一端通过螺纹连接固定在导轮安装横板46 —端，导轮安装横板46另一端固定在导轮安装竖板47上端，该导轮竖板47固定在工作台3上；钢筋桁架下定位导向装置成对使用，与钢筋桁架上定位导向装置26配合，保证已焊接成型的钢筋桁架进给的稳定性。结合图1，所述钢筋桁架上定位导向装置26包括上导向轮9、导轮轴、导轮固定板39、导轮杆40、导轮安装装置10、T型支架11 ;所述上导向轮9有两个，通过导轮轴设置在导轮固定板39两侧，导轮固定板39中间铰接在导轮杆40的一端，导轮杆40通过导轮安装装置10固定在底面安装在机座I上面的T型支架11上，所述导轮安装装置10由上下两部分通过螺纹配合而成，其内部设有减震弹簧，同过调整导轮安装装置的上下两部分的配合量，压缩减震弹簧，使导向轮压紧在钢筋桁架上弦筋上，对钢筋桁架提供一定的预紧力，保证焊接过程的稳定性，同时减少钢筋桁架进给过程的振动。本发明的单节拍钢筋桁架专用焊接机工作过程为:焊接前调整上弦筋支撑架设定上弦筋与下弦筋之间的距离，当钢筋材料进入焊机，上弦筋支撑架和设定在工作台两侧的下弦筋定位导向机构将上下弦筋准确定位，腹杆钢筋定位加紧机构动作，将腹杆钢筋定位压紧在工作台上，确保腹杆钢筋的顶部与上弦筋处于相对准确的位置，上弦筋压紧机构动作，将上弦筋压紧在上弦筋支撑架上，上焊接单元和下焊接单元的执行元件动作将焊接电极分别压紧在上弦筋与腹杆钢筋、下弦筋与腹杆钢筋的焊接点两侧，为解决多点焊时的均流问题，通过控制系统控制上焊接单元首先进行焊接，然后下焊接单元进行焊接，上下焊接单元焊接完成后，所有的加紧机构复位，钢筋桁架进入下一生产工序，焊接机进入下一个焊接循环阶段。·
权利要求
1.一种单节拍钢筋桁架专用焊接机，其特征在于，包括机座(I)、工作台(3)、可自动调高上弦筋支撑架(4)、下弦筋定位机构(6)、腹杆钢筋定位压紧机构(25)、上焊接装置(24)、下焊接装置(23)、钢筋桁架下定位导向装置(8)、钢筋桁架上定位导向装置(26); 以钢筋材料进给方向将焊接机分为前工作部分和后工作部分，机座(I)的上方中部设置工作台(3)，可自动调高上弦筋支撑架(4)设置在前工作部分的工作台(3)上方，下弦筋定位机构(6)对称分布在前工作部分工作台(3)两侧，腹杆钢筋定位压紧机构(25)固定在机座(I)上，也对称分布在前工作部分工作台(3)两侧，腹杆钢筋定位压紧机构(25)位于下弦筋定位机构(6)的外侧； 上焊接装置(24)对称设置在机座(I)上方、腹杆钢筋定位机构(25)的外侧，下焊接装置(23)位于后工作部分的上焊机装置(24)后端，钢筋桁架下定位导向装置(8)对称设置在后工作部分的工作台(3)两侧、下焊接装置(23)的后方，钢筋桁架下定位导向装置(8)同时与下弦筋接触，为钢筋桁架导向；钢筋桁架上定位导向装置(26)设置在钢筋桁架下定位导向装置(8)后方，并位于工作台(3)的一侧，与上弦筋接触，为钢筋桁架导向。
2.根据权利要求1中所述的单节拍钢筋桁架专用焊接机，其特征在于，所述可自动调高上弦筋支撑架(4)的驱动单元位于机座内部，包括固定支架(33)、电机(19)、联轴器(28)、丝杠(18)、轴承安装座(29)、支撑架安装板(31)、支撑架安装杆(32)、导杆(30)、位移传感器(27)； 所述电机(19)设置在固定支架(33)底部，电机(19)输出轴端通过联轴器(28)与丝杠(18)一端相连，该丝杠(18)安装有轴承，通过轴承安装座(29)设置在固定支架(33)上，所述丝杠(18)的丝杠螺母 上安装有支撑架安装板(31)，该安装板与两根支撑架安装杆(32)一端通过螺纹连接，两根支撑架安装杆(32)的另一端均与上弦筋支撑架(4)的底面连接，上弦筋支撑架(4)设置在钢筋桁架(12)内部、与桁架上弦筋接触；在支撑架安装板左右两侧设置有导杆(30)，在丝杠螺母上安装有位移传感器(27)。
3.根据权利要求1中所述的单节拍钢筋桁架专用焊接机，其特征在于，所述下弦筋定位导向装置(8)包括上定位块(41)、下定位块(42)、定位块安装板(43);所述上定位块(41)上设有通孔，上下定位块成半圆形，上下定位块紧密配合通过定位块安装板(43)对称设置在前工作部分的工作台(3)两侧。
4.根据权利要求1中所述的单节拍钢筋桁架专用焊接机，其特征在于，所述腹杆钢筋定位压紧机构(25)包括气缸安装板(36)、气缸(2)、摇杆(22)、摇杆安装板(35)、腹杆钢筋压紧块(21)； 所述气缸(2)通过气缸安装板(36)固连在机座上(I)，所述气缸(2)活塞杆端部铰接摇杆(22)，所述摇杆(22)两端安装有轴承，并且通过摇杆安装板(35)固定在机座上，摇杆(22)上间隔分布着三个水平方向和宽度方向均可调的腹杆钢筋压紧块(21)，其间隔为钢筋桁架两个峰点之间的距离。
5.根据权利要求1中所述的单节拍钢筋桁架专用焊接机，其特征在于，所述上焊接装置(24)包括立柱(16)、焊接装置安装板(17)、上焊接装置气缸(5)、电极(13)、上弦筋压紧装置；所述上焊接装置气缸(5)两端固定在焊接装置安装板(17)上，焊接装置安装板(17)与安装在机座上方的立柱(16)通过两对交叉的腰型孔配合，上焊接装置气缸(5)活塞杆末端安装有电极(13)，该上焊接装置的一对电极(13)对称分布在上弦筋与两根腹杆钢筋焊接点的两侧；所述上弦筋压紧装置位于两根立柱(16)的中部并位于钢筋桁架(12)的上部，与上弦筋接触。
6.根据权利要求5中所述的单节拍钢筋桁架专用焊接机，其特征在于:所述上弦筋压紧装置包括横梁(37)、上压紧气缸(14)、上压紧气缸吊架(38)、上压头(15);所述上压紧气缸(14)通过上压紧气缸吊架(38)设置在两端安装在立柱(16)上方的横梁(37)上，上压紧气缸吊架(38)两侧有上压头导向机构，上压紧气缸(14)活塞杆末端设置有上压头(15)，所述上弦筋压紧装置将上弦筋压紧 在上弦筋支撑架(4)上。
7.根据权利要求1中所述的单节拍钢筋桁架专用焊接机，其特征在于，所述下焊接装置(23)包括立柱(16)、焊接装置安装板(17)、下焊接装置气缸(7)、电极(13)、中心电极(20);所述下焊接装置气缸(7)两端固定在焊接装置安装板(17)上，焊接装置安装板(17)与安装在机座(I)上方的立柱(16)通过两对交叉的腰型孔配合，下焊接装置气缸(7)活塞杆末端安装有电极(13)，该下焊接装置的一对电极对称分布在两根下弦筋与两根腹杆钢筋焊接点的两侧，所述中心电极(20)位于钢筋桁架内部、工作台上面。
8.根据权利要求1中所述的单节拍钢筋桁架专用焊接机，其特征在于，所述钢筋桁架下定位导向装置(8)包括下导向轮(44)、导轮轴(45)、导轮安装横板(46)、导轮安装竖板(47);所述下导向轮(44)设计有凹槽，下导向轮(44)通过轴承与导轮轴(45) —端配合，导轮轴(45)另一端通过螺纹连接固定在导轮安装横板(46) —端，导轮安装横板(46)另一端固定在导轮安装竖板(47)上端，该导轮竖板(47)固定在工作台(3)上。
9.根据权利要求8中所述的单节拍钢筋桁架专用焊接机，其特征在于，所述钢筋桁架上定位导向装置(26)包括上导向轮(9)、导轮轴、导轮固定板(39)、导轮杆(40)、导轮安装装置(10)、T型支架(11);所述上导向轮(9)有两个，通过导轮轴设置在导轮固定板(39)两侦牝导轮固定板(39)中间铰接在导轮杆(40)的一端，导轮杆(40)通过导轮安装装置(10)固定在底面安装在机座(I)上面的T型支架(11)上，所述导轮安装装置(10)由上下两部分通过螺纹配合而成，其内部设有减震弹簧。
全文摘要
本发明公开一种钢筋桁架自动生产线上的单节拍钢筋桁架专用焊接机，其结构包括机座、工作台、上焊接装置、下焊接装置，工作台安装在机座上，机座的前端包括腹杆钢筋定位加紧装置、上弦筋支撑架、上焊接装置；机座的后端包括下焊接装置、钢筋桁架定位导向装置；工作台两侧对称设有下弦筋定位导向装置；本发明的腹杆钢筋定位加紧装置可在钢筋桁架焊接前将腹杆钢筋与上弦筋的相对位置固定好，上弦筋支撑架可适应不同高度规格的钢筋桁架的生产，上焊接装置与下焊接装置分别对上弦筋与腹杆钢筋、下弦筋与腹杆钢筋进行焊接。焊接成型后由自动步进系统送进后续的生产单元。本发明结构简单，自动化程度高，生产成本低。
文档编号B23K11/11GK103240518SQ20131014191
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月22日 优先权日2013年4月22日
发明者李东波, 何非, 童一飞, 安永乐, 朱亮, 徐良凯 申请人:南京理工大学