本发明涉及金属网架建造技术领域，特别是涉及一种金属网架建造系统及方法。
背景技术：
金属网架是由多根金属杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构，网架具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点，缺点是汇交于节点上的杆件数量较多，制作安装较平面结构复杂，往往需要借助快速成形技术和金属熔焊技术。目前的快速成形技术主要原理是将计算机内的三位数据模型进行分层切片后得到的各层界面的轮廓数据，计算机根据这个信息控制激光器(或喷嘴)有选择性的烧结一层层的粉末材料形成一系列具有一个微小厚度的片状实体，再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体，便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具。但是加工速度慢，一个二十多公分的产品动辄十几个小时的加工时间是目前的各种快速成形设备普遍存在的情况，同时，可加工的尺寸非常有限。
金属熔焊技术的主要原理是加热欲接合之工件使之局部熔化形成熔池，熔池冷却凝固后便接合，必要时可加入熔填物辅助。金属熔焊技术适合各种金属和合金的焊接加工，不需压力。现有建筑行业中的金属熔焊技术可以帮助建筑构建与构建之间的固定成型，但是现有的熔焊技术对于建筑构建的成形定位存在的不足之处为：传统焊接的金属网架往往成直角坐标关系，对于非线性的，非直角关系的建筑构建的施工存在难定位，施工精度差的问题；传统人工焊接的效率不高，速度缓慢。
因此，如何改变现有技术中，非直角关系的金属网架构建定位精确度差、工作效率低的现状，是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种金属网架建造系统及方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高非直角关系的金属网架的建造精度和建造效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种金属网架建造系统，包括能够输送金属杆件的送料单元、能够夹取金属杆件的机器人构建夹取定位单元、能够对金属杆件进行焊接的机器人焊接单元、能够承载金属杆件的底盘单元和控制单元，所述送料单元、所述机器人构建夹取定位单元和所述机器人焊接单元均与所述控制单元信号相连。
优选地，所述送料单元包括依次设置的卷料储备装置、卷钢压直装置、传输装置和钢筋压剪装置；
所述卷料储备装置包括卷轴和转轴，金属杆件原料能够缠绕在所述卷轴上，所述卷轴与所述转轴转动连接，所述转轴穿过所述卷轴并固定在所述卷钢压直装置上；
所述卷钢压直装置能够将金属杆件原料压直，所述卷钢压直装置与所述传输装置传动相连；所述传输装置能够将金属杆件原料传送至所述钢筋压剪装置，所述钢筋压剪装置能够将金属杆件原料剪断。
优选地，所述卷钢压直装置包括调直筒和调直块，所述调直块设置于所述调直筒内，所述调直块的位置能够调节。
优选地，所述传输装置包括滚轴和步进电机，所述滚轴与所述步进电机传动相连。
优选地，所述钢筋压剪装置由液压缸驱动。
优选地，所述机器人构建夹取定位单元包括夹取装置和第一六轴机械臂，所述夹取装置设置于所述第一六轴机械臂上，所述夹取装置能够拾取金属杆件。
优选地，所述机器人焊接单元包括焊接装置和第二六轴机械臂，所述焊接装置固定于所述第二六轴机械臂上。
优选地，所述底盘单元设置于所述机器人构建夹取定位单元和所述机器人焊接单元之间。
本发明还提供一种金属网架建造方法，包括如下步骤：
步骤一、通过控制单元将目标形体进行三维网格化，得到网格化模型；
步骤二、通过程序生成机器人构建夹取定位单元和机器人焊接单元的运动路径；
步骤三、控制单元控制送料单元将金属杆件输送至机器人构建夹取定位单元，机器人构建夹取定位单元按照步骤二中的运动路径夹取金属杆件后定位，控制单元继续控制机器人焊接单元按照既定运动路径对金属杆件进行焊接，重复上述操作至完成成形工作。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的金属网架建造系统，包括能够输送金属杆件的送料单元、能够夹取金属杆件的机器人构建夹取定位单元、能够对金属杆件进行焊接的机器人焊接单元、能够承载金属杆件的底盘单元和控制单元。送料单元、机器人构建夹取定位单元和机器人焊接单元均与控制单元信号相连。本发明还提供一种金属网架建造方法，操作者通过控制单元的三维建模软件得到网格化模型，并通过程序生成机器人构建夹取定位单元和机器人焊接单元的运动路径。控制单元控制机器人构建夹取定位单元按照运动路径夹取金属杆件后定位，控制单元继续控制机器人焊接单元按照既定运动路径对金属杆件进行焊接，重复操作至完成成形工作，解决了非直角关系的构件定位误差大的问题，提高了焊接成形精度和效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为金属网架建造系统的整体结构示意图；
图2为金属网架建造系统的另一角度的整体结构示意图；
其中，1为送料单元，2为机器人构建夹取定位单元，3为机器人焊接单元，4为底盘单元，5为卷料储备装置，6为卷钢压直装置，7为传输装置，8为钢筋压剪装置。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
本发明的目的是提供一种金属网架建造系统及方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高非直角关系的金属网架建造精度和建造效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参考图1-2，其中，图1为金属网架建造系统的整体结构示意图，图2为金属网架建造系统的另一角度的整体结构示意图。
本发明提供一种金属网架建造系统，包括能够输送金属杆件的送料单元1、能够夹取金属杆件的机器人构建夹取定位单元2、能够对金属杆件进行焊接的机器人焊接单元3、能够承载金属杆件的底盘单元4和控制单元，送料单元1、机器人构建夹取定位单元2和机器人焊接单元3均与控制单元信号相连。
操作者通过控制单元的三维建模软件得到网格化模型，并通过程序生成机器人构建夹取定位单元2和机器人焊接单元3的运动路径。控制单元控制机器人构建夹取定位单元2按照运动路径夹取金属杆件后定位，控制单元继续控制机器人焊接单元3按照既定运动路径对金属杆件进行焊接，重复操作至完成成形工作，解决了非直角关系的构件定位误差大的问题，提高了焊接成形精度和效率。
具体地，送料单元1包括依次设置的卷料储备装置5、卷钢压直装置6、传输装置7和钢筋压剪装置8；
其中，卷料储备装置5包括卷轴和转轴，金属杆件原料能够缠绕在卷轴上，卷轴与转轴转动连接，转轴穿过卷轴并固定在卷钢压直装置6上；卷钢压直装置6能够将金属杆件原料压直，卷钢压直装置6与传输装置7传动相连；传输装置7能够将金属杆件传送至钢筋压剪装置8，钢筋压剪装置8能够将金属杆件剪断。
卷钢压直装置6包括调直筒和调直块，调直块设置于调直筒内，调直块的位置能够调节。传输装置7包括滚轴和步进电机，滚轴与步进电机传动相连。
卷钢压直装置6将贮存在卷料储备装置5上的金属杆件原料压直，由步进电机实现精准送料，并由传输装置7传送至机器人构建夹取定位单元2能够夹取的位置，在机器人构建夹取定位单元2夹取之前，金属杆件原料被钢筋压剪装置8剪断，在本具体实时方式中，钢筋压剪装置8由液压缸驱动。
更具体地，机器人构建夹取定位单元2包括夹取装置和第一六轴机械臂，夹取装置设置于第一六轴机械臂上，夹取装置能够拾取金属杆件原料。夹取装置负责夹住或释放金属杆件原料，夹取装置在金属杆件原料的定位过程中保持夹紧的状态，完成定位和焊接后，夹取装置松开，并去夹另一个金属杆架。
进一步地，机器人焊接单元3包括焊接装置和第二六轴机械臂，焊接装置固定于第二六轴机械臂上。焊接装置包含电弧焊枪和气体保护装置，电弧焊枪通过电弧放电所产生的热量将焊条与工件互相熔化并在冷凝后形成焊缝，从而获得牢固接头。气体保护装置通过惰性气体保护遮罩，保证焊接的强度和质量。在机器人构建夹取定位单元2将金属杆件原料夹取定位到控制单元的程序制定位置之后，机器人焊接单元3沿着需要固定的点的周围根据程序设定，进行焊接。
更进一步地，底盘单元4设置于机器人构建夹取定位单元2和机器人焊接单元3之间，底盘单元在初始状态下，为机器人构建夹取定位单元2定位金属杆件原料和第一层杆件的焊接提供定位和焊接的平台。
另外，控制单元包含三维建模软件、机械臂路径输出模块和机械臂运动控制模块，三维建模软件用于将目标形体的网格化，生成网格化电子模型，机械臂路径输出模块用于将网格化之后的模型转换为机械臂的运动路径，机械臂运动控制模块用于控制夹取定位单元2和机器人焊接单元3按着既定路径进行夹取定位以及完成具体的焊接工作。
本发明还提供一种金属网架建造方法，包括如下步骤：
步骤一、通过控制单元将目标形体进行三维网格化，得到网格化模型；
步骤二、通过程序生成机器人构建夹取定位单元2和机器人焊接单元3的运动路径；
步骤三、控制单元控制送料单元1将金属杆件原料输送至机器人构建夹取定位单元2，机器人构建夹取定位单元2按照步骤二中的运动路径夹取金属杆件原料后定位，控制单元继续控制机器人焊接单元3按照既定运动路径对金属杆件原料进行焊接，重复上述操作至完成成形工作。
本系统的工作过程分为三个部分：材料挤出-材料定位-材料焊接。首先，卷钢压直装置6将贮存在卷料储备装置5中的金属杆件原料压直，由传输装置7实现精准送料的长度。在完成一定长度的送料后，传输装置7发送信号给控制单元，控制单元控制第一六轴机械臂进行材料定位的操作。在夹取装置夹取到送出的金属杆件原料之后，发送信号控制单元，控制单元控制钢筋压剪装置8，剪断金属杆件原料，从而完成了材料挤出。在材料定位的过程中，搭载夹取定位装置的第一六轴机械臂根据事先确定的路径，将夹取的金属杆件原料送至程序设定的位置，从而完成了材料定位。在材料焊接的阶段，在搭载夹取装置的第一六轴机械臂将材料送至设定位置之后，发送信号给控制单元，控制单元控制搭载焊接装置的第二六轴机械臂沿设定路径(沿着焊点一圈)进行焊接，从而固定住刚刚定位的金属杆件原料，完成了材料焊接。在整个系统完成一个步骤之后，再进行下一个材料挤出-材料定位-材料焊接的循环，从而完成整个金属网架的增材建造。
由于使用网格式金属网架增材建造设备系统与工艺，需要的形体可以通过这套设备较快速的并且精确地完成成形工作。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。