专利名称：轻型保温隔音板生产工艺及其成套设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑材料-轻型墙板的生产工艺及其使用的设备。
轻型保温隔音板是一种新型建筑材料，它是以镀锌钢丝焊成双层网架，中间填充例如发泡聚苯乙烯、发泡岩棉类轻型保温材料，两面再抹以水泥沙浆即可成为墙体(抹灰工序一般在建筑现场进行)。此类墙板与传统墙体相比具有重量轻，保温性能好，防水性能好，便于施工等优点。目前国内外均有生产，其应用将日益广泛。据介绍美国卡文顿公司及引进该公司技术的广东蛇口华南建材有限公司生产此类轻型墙板的生产工艺主要工序如图13所表示，镀锌钢丝经桁条、填充材料、组合夹紧，总成多头立体组焊后即成轻型墙板。三条镀锌钢丝同时被校直，中间被折弯成之字型，构成两条直筋中间为之字型斜筋的基本单元，经桁条机点焊为桁条，然后填装条状发泡聚苯乙烯。25条发泡聚苯乙烯和桁条相间组合为一体后送入全自动总成多头立体组焊机上，将纵、横筋的交叉点焊接牢固，即得成品轻型墙体。该工艺简单，自动化程度高，但要求组合夹紧后的纵、横筋交叉点定位准确，否则出现漏焊影响墙板的使用质量，同时在总成多头立体组焊机上焊头与纵、横交叉点不是在平面上下夹紧，而是在二维方向上找准位置后再夹紧，因此焊机的机械执行系统设计为多自由度小尺寸机构，以保证焊头在接近交叉点后能作细微的调整以便将交叉点夹紧。这种机构较为复杂，对气动元件加工精度质量要求高，设备维护保养工作比较复杂。同时由于焊机多头同时焊接往往造成电网瞬时冲击过大、负荷不平衡。考虑到目前我国建材行业对机电设备的操作、维修水平，设计一种符合国内生产水平的轻型保温隔音板的生产工艺，对于推广此类新型建筑材料是十分必要的。
本发明的目的是改进现有轻型保温隔音板的生产工艺，设计一种使用微型计算机自动控制，由多台设备平面流水生产并易于保证焊接质量，设备操作、维修又比较简便的生产工艺及与其相适应的成套设备。
本发明所公开的轻型保温隔音板的生产工艺是将镀锌钢丝校直切断成横筋、纵筋和折弯成之字型的斜筋，采用了专门设计的焊接胎具A框和B框，将横、纵筋在A框上编成方格形的单面网，将斜筋与条状发泡聚苯乙烯组装在B框上组成墙板芯，两个纵、横筋交叉点经焊接后的单面网与一个墙板芯组合并将纵、斜筋搭接点焊接成一整体，拆去A、B框即为轻型保温隔音板成品。
为实现上述工艺，各工序设计有专用设备，主要设备是由料架，安装在床身的两组成90°排列的五辊校直装置和由气缸、摩擦辊组成的送料装置以及由气缸带动的切刀组成的切断弯钩装置、气缸带动的推料装置，气动控制系统和电气控制系统构成的自动直筋校直切断机;
由安装在前架上的两组呈90°排列的五辊校直装置，前夹紧气缸、前夹紧小车、双排前夹紧头组成的前夹紧机构，后夹紧气缸、四连杆机构、折弯轴、夹紧行程开关组成的后夹紧弯曲装置，切断气缸、上下切刀组成的切断装置，气动控制系统和电气控制系统组成的自动斜筋校直折弯机;
边框上焊有拉紧板和齿条并装有拉紧螺栓的A框及边框四周装有夹紧旋钮的B框为焊接胎具;
由左右立柱和横梁构成的框架，横梁上安装有加压气缸和电极，中心座上安装有步进机构、摆臂升降机构及焊接变压器，底座上安装有支滚，以及气动控制系统，冷却系统，微型计算机控制系统共同组成了自动单面网点焊机;
由通过滚动导轨安装在立柱底座上的两立柱，其上各安装有焊钳及焊钳气缸，运输车以及气路控制系统和微型计算机控制组成的自动总成点焊机。
结合附图详细介绍本发明工艺过程、为实施本工艺设计的专用设备的构造，以及使用这些设备实施本工艺的操作过程。
图1为本发明工艺流程2为直筋校直切断机主视3为直筋校直切断机左视4为斜筋校直折弯机主视5为斜筋校直折弯机俯视6为斜筋校直折弯机剖视7为焊接胎具A、B框构造示意图。A)A框;B)B框。
图8为自动单面网点焊机主视9为自动单面网点焊机左视10为自动单面网点焊机中心座构造示意11为自动总成点焊机主视12为自动总成点焊机右视13为轻型墙板现有技术工艺流程图。
1.料架 21.切断气缸2.校直装置 22.送料气缸3.手柄 23.气动系统4.送料辊 24.小车轨道5.送料气缸 25.前夹紧机构6.右折弯气缸 26.后夹紧弯曲机构7.折勾刀头 27.送料行程开关8.导向槽 28.前架9.下刀刃 29.切断机构10.折勾冲头 30.四连杆机构11.左折弯气缸 31.前夹紧气缸12.减速器 32.后架13.电气控制部份 33.电气控制部份14.气动控制部份 34.夹紧行程开关15.推料气缸 35.后夹紧气缸16.皮带组 36.移动架17.床身 37.下导轨18.校直辊 38.A框边框19.前夹紧小车 39.拉紧板20.折弯轴 40.拉紧螺栓
41.弹簧 66.斜块42.齿条 67.气缸43.B框边框 68.桁架44.夹紧旋钮 69.立柱45.填充材料 70.运输车46.斜筋 71.定位块47.底座 72.滚动导轨48.中心座 73.进给气缸49.立柱 74.步进齿条50.横梁 75.滚道51.支滚 76.步进棘爪52.加压气缸 77.步进气缸53.上电极 78.焊钳气缸54.下电极 79.焊钳55.变压器 80.微机控制部份56.冷却管 81.气动控制部分57.微机控制部份 82.手轮58.气动控制部份 83.镀锌钢丝59.步进气缸 84.纵筋校直切断60.棘爪 85.横筋校直切断61.轴销 86.斜筋校直折弯62.摆臂 87.轻质保温材料63.气缸 88.B胎上组装板芯64.斜块 89.A胎上编单面网65.大摆臂 90.单面网自动焊接
91.两A胎+一B胎组合 93.拆卸92.板材总成自动焊接 94.前夹紧头轻型保温隔音板生产工艺镀锌钢丝在直筋校直切断机上将钢丝加工成长1226毫米两端带有弯勾的横向直筋和长2430毫米的纵向直筋，然后以24根纵向直筋和49根横向直筋为一组在焊接胎具A框上编织成50×52毫米方格形的单面网，并在自动单面网点焊机上将纵、横筋交叉焊接牢固。同时钢丝经斜筋校直折弯和切断后将钢丝加工成之字形斜筋，并以24根斜筋和23条50×52×2400毫米的发泡聚苯乙烯填充材料为一组相间装在焊胎B框上组成墙板芯部份。以两个带有A框的单面网和一个带有B框的墙板芯组合，在自动总成点焊机上焊接成一体，拆卸A框、B框即可获得成品。
直筋的长短以及编成单面网的钢丝的间距是按照轻型保温隔音板结构设计而定。
本工艺的特点是采用了焊接胎具A、B框连接前后工序，使直筋校直切断、斜筋校直折弯、单面网点焊及总成点焊形成单机自动化的平面流水线生产，这样大大保证了墙板焊接质量。
本工艺稍加改进后，还可去掉图1中虚线框中(84)、(85)、(89)工序部份，不采用焊胎A框，将钢丝从横、纵两个方向送料，按规格要求边编排方格网边进行纵、横交叉点焊接，这样完成的单面网再与B胎组合总成焊接成产品。
各工序主要设备构造及使用方法1.自动直筋校直切断机料架(1)为独立放置，用于镀锌钢丝的存料、供料。床身(17)上用螺栓安装着两组呈90°排列的五辊校直装置(2)，上有手柄(3)，床身上还安装着由气缸(5)、两个主动摩擦送料辊(4)组成的送料装置，切断装置是由左折弯气缸(11)、左折弯气缸(6)分别带动的折勾冲头(10)和折勾刀头(7)组成，床身开有导向槽(8)、推料气缸(15)、皮带组(16)，各部位气缸由气动控制部分(14)控制，电机经减速器(12)为送料轮提供动力，电气控制部分(13)负责提供动力和整机实现自动控制。
直筋校直切断机的任务是将钢丝校直定长切断折勾制成一定长度的纵、横筋。并将两端折出小于90°的弯勾。镀锌钢丝装在送料架(1)上，送料辊(4)由气缸(5)提供动力把钢丝夹紧，依靠摩擦力在上、下两个辊对滚时将钢丝向前送进。钢丝经过校直装置(2)后即被校直(可用手柄(3)调节压紧)。校直的钢丝沿导向槽(8)向前运动，在行程开关的控制下使送料辊松开，送料停止;随即在右折弯气缸(6)与左折弯气缸(11)的推动下，折勾刀头(7)与折勾冲头(10)向下运动，当折勾刀头与下刀刃(9)相切钢丝切断，当刀头与冲头继续向下运动时将钢丝端部折成略小于90°的弯勾;随之推料气缸(15)带一棘轮转动推动导向槽，同时带动皮带轮转动，将直筋排在皮带组(16)上依次向前排列。送料辊的动力由电机经减速器提供，其他动力由气缸提供。整机的自动联动由电气控制部分(14)实现。调整行程开关和左、右折弯气缸、冲头的位置，可以调节钢丝的长度，因此同样构造的直筋校直切断机可以完成横筋和纵筋的校直、切断、折勾任务。
2.斜筋校直折弯机斜筋校直折弯机分为前架、后架两大部份。前架为该机的主机部份。在前架(28)上安装有二组呈90°排列的五辊校直辊(18)，前架(28)中部设有小车轨道(24)，安放有可在轨道上从动往复滚动的前夹紧小车(19)，前夹紧机构(25)安装其上，以前夹紧气缸(31)为动力，由双排前夹紧头(94)将钢丝夹紧，与后夹紧弯曲机构(26)配合完成折弯动作。前架的下导轨(37)上安放有移动架(36)，其上用螺栓固定有后夹紧弯曲机构(26)，校直后的钢筋以气缸为动力弯曲成形为成品要求的一个弯的节距和高度，依次重复达预定的折弯个数。
前架(28)上还安装有气动系统(23)和电气控制系统(33)用来提供动力和实现整机全自动控制。
后架为辅助部份，后架(32)上安装有切断气缸(21)带动切刀组成的切断机构(29)，可通过电子计数器预定折弯数在指定位置切断钢筋。
斜筋校直折弯机的任务是将镀锌钢丝制成长2400毫米、宽80毫米、波距100毫米的之字形斜筋。二组钢丝经校直辊(18)校直后，前夹紧气缸(31)与后夹紧气缸(35)启动，使钢丝定长夹紧，夹紧行程开关(34)发讯送料气缸(22)动作推动通过后夹紧弯曲机构(26)部份的四连杆(30)上的折弯轴(20)拨动钢筋，前夹紧小车(19)向后随动，将钢筋折弯至尺寸要求，然后送料行程开关(27)发讯，前、后夹紧气缸松开到位，折出的弯进给一个节距，前、后夹紧机构恢复到原始等待状态。然后送料行程开关发讯又进入下一个折弯工作循环。由电子计数器控制预置弯数到达后发令两个切断气缸(21)动作带动切刀将钢筋切断。
3.焊接胎具A、B框A、B框是按墙板生产工艺要求的规格尺寸焊接成的矩型金属框架。
A框的边框(38)内侧焊接有若干间距相等的拉紧板(39)，其上开有小孔可用来固定带有弯勾的横、纵筋，与拉紧板联接在一起的是拉紧螺栓(40)，每组对边中其中一边上的拉紧螺栓上带有弹簧(41)，边框(38)外侧等距离焊接有若干齿条(42)。
B框边框(43)上设计有若干夹紧旋钮(44)，用来将斜筋与填充材料压紧。
A框的作用是把纵、横直筋固定在一定的位置上，编成间距50×52毫米的方格形单面网。将直筋两端的弯勾分别插入拉紧板(39)上的小孔中，将一端的拉紧螺栓(40)旋紧，另一端由于拉紧螺栓上弹簧(41)的作用，使直筋被自然拉紧。根据轻型保温隔音板的设计要求，A框上组成的单面网由24根纵筋(间距52毫米)和49根横筋(间距50毫米)编成。A框边框外的齿条(42)间距50毫米，是在焊接时与单面网点焊机上的步进装置配合使用，以达到被焊接工件自动匀速移动。整个A框装在单面网点焊机上，在张紧状态下把直筋交点焊牢，可以保证单面网焊接质量。
B框的作用是把之字形的斜筋与条状填充材料组装在一起，按轻型保温隔音板的设计要求，将24根斜筋和23条50×52×2400毫米的发泡聚苯乙烯填充材料相间地排列起来，这样，斜筋之字形的弯角突出在两侧。夹紧边框(43)上的夹紧旋钮(44)即成墙板芯部份。
把两个带有A框的单面网放在B框的两侧联接在一起，斜筋之字形的弯角正好搭在单面网的直筋上，在总成点焊机上将搭接点焊牢，拆卸A框、B框，即为轻型保温隔音板成品。
4.自动单面网点焊机两个底座(47)与一个中心座(48)对接形成工作台，在底座两侧安装有支滚(51)用于支承带有A框的单面网，横梁(50)与左、右立柱(49)构成框架。横梁上安装有12个加压气缸(52)及24个上电极(53)及冷却管(56)，下电极(54)固定在中心座(48)上。图10为中心座内构造示意图下电极(54)是安装在一个长的可以轴销(61)为中心摆动的的摆臂(62)上;摆臂(62)又通过斜块(64)支承在大摆臂(65)上，大摆臂(65)通过斜块(66)支承在机架上。中心座上安装有2套步进机构，由步进气缸(59)带动的棘爪(60)组成，和A框侧面的齿条(42)配合使用，使被焊A框均速步进。中心座内还安装有变压器(55)。
单面网点焊机采用微型计算机控制六台变压器分时分组给24对焊极配电及配合控制摆臂(65)的升降及步进机构联动焊接。微机控制部份(57)独立放置在焊机旁。步进机构、摆臂升降及电极加压均由气路系统(58)提供和分配动力。
单面网点焊机的任务是将已经安装在焊胎A框上的单面网焊接成型。A框进入焊机，平放在支滚(51)上，24对电极排成一排对应着A框上每一排的24个纵横筋交叉点。
由气缸(67)推动斜块(66)使摆臂(62)和(65)上升，下电极(54)接触被焊纵横筋交叉点，加压气缸(52)通气，使上电极(53)压下，使压力达到一定值后，焊接变压器通电焊接，将一排24个交叉点焊牢，断电后维持原压力一定时间后上电极(53)退回，气缸(63)推动斜块(64)，使摆臂(62)摆动，下电极(54)作微小下降，将焊件松开。此时步进气缸(59)通过棘爪(60)推动A框两侧的齿条，使A框向右前进50毫米的步距，使上下电极对准下一行交叉点，开始下一个焊接循环。
一个A框焊接完毕后，由气缸(67)推动滑块(66)移动，使大摆臂(65)及摆臂(62)同时下降，下电极(54)下降，使A框的边框通过，一个单面网即焊接完毕。
在实际使用中，中心座内设计有两个摆臂(62)，分别带动12个下电极交替工作，使得同时工作的电极数减少一半，以减少总焊接电流的瞬时峰值。为提高效率，使用了两套步进装置，靠近焊接位置一套，用来完成焊接过程的步进，靠后的一套用来推动第二个焊接件与正在焊接工件同步前进，以便尽快到达焊接位置。为了保证焊极的耐用和焊接质量，横梁上设计有冷却焊钳体的冷却管(56)。
5.自动总成点焊机座落在设备基础上的桁架(68)采用底座为滚动导轨(72)的方式，安装有二立柱(69)，滚动导轨的主要作用是保证二立柱的移动轨迹与运输车的运动轨迹垂直。每个立柱上双面交叉排列方式各安装有24把焊钳(79)，(78)为焊钳气缸，桁架(68)上设计有滚道(75)用来支撑运输车(70)，运输车下部设计有步进棘爪(76)与桁架(68)上设有的步进齿条(74)配合使用，可使运输车以每步50毫米的步距步进，运输车前后端设有定位槽及定位块(71)和运输车上的手轮配合使用可使被焊胎具固定在运输车的准确位置上。自动总成点焊机采用气路系统为立柱的移动、运输车的步进、焊钳的夹紧提供和分配动力，采用微型计算机控制下的六台变压器分时分组给48对焊极配电及配合控制自动工作循环过程所需要的各部件联动。
自动总成点焊机的任务是将两个A框与一个B框组合后的斜筋的弯角与纵向直筋的搭接点焊接在一起，以实现轻型保温隔音板的整体构造。斜筋弯角与直筋的搭接点分布在墙板的两侧并且呈奇、偶数交错排列，即一行为奇数处搭接，下一行为偶数处搭接。前述自动总成点焊机的构造设计充分考虑了这一特点，采用微机控制，每次焊接时只有一半的焊钳工作。将组合好的A框、B框放入运输车(70)上，插入定位块(71)，并用运输车后端的手轮将组合胎具夹紧定位于车上，将车推入两立柱(69)中央。随即进给气缸(73)推动立柱沿导轨(72)方向移动至立柱上的焊钳(79)正对被焊胎具第一行搭接点，同时由焊钳气缸(78)推动使焊钳将搭接点夹紧开始焊接，焊接完成后焊钳松开，立柱(69)退回，由步进气缸(77)推动步进棘爪(76)与步进齿条(74)配合使用，使运输车向前移运一个间距50毫米，两侧立柱再次进给焊接第二行的搭接点。因搭接点交错排列，每次焊接只有一半焊钳工作。当焊接工作完成，进给气缸(73)会使立柱(69)向后移动一较大距离，以便运输车推出，拆卸焊胎A框、B框，即为轻型保温隔音板成品。
采用本发明工艺以及为本工艺设计的专用设备直筋校直切断机、斜筋校直折弯机、焊接胎具A、B框、自动单面网点焊机和自动总成点焊机生产轻型保温隔音板，操作简便，这些设备构造简单，便于维护、保养。由于使用焊接胎具A、B框连接前后工序，使得墙板钢丝网架结构定位准确，无论单面网焊接还是总成焊接焊极与搭接点都呈平面夹紧，易于保证焊接质量。单面网点焊机和总成点焊机均由微计算机控制，实现多头焊的分时分组焊接，使多台焊机同时使用常见的电网瞬时冲击和负荷不平衡得到改善。该生产线为多台设备平面流水生产，单台设备故障不会影响其它工序，中间产品直筋、斜筋、单面网还可用来作其他非标尺寸墙板。
权利要求
1.一种轻型保温隔音板的生产工艺，其特征是镀锌钢丝经校直定长切断折勾成横筋、纵筋，经校直定长折弯成之字型斜筋；采用了专门设计的焊接胎具A框和B框，将一定数量的斜筋与条状轻质填充材料相间组装，在B框上成墙板芯；两个纵、横筋交叉点经焊接后的带有A框的单面网与一个带有B框的墙板芯组合，将纵、斜筋搭接点焊接后拆去A、B框即得成品。
2.为实现权利要求1所述工艺设计的专用设备，其特征是使用了由料架(1)、安装在床身(17)上的校直装置(2)、送料装置、切断装置和推料装置、及气动控制部份和电气控制部份构成的自动校直切断机;使用了由前架(28)上安装的校直辊(18)、由前夹紧气缸(31)、前夹紧小车(19)、双排前夹紧头(94)组成的前夹紧机构(25)、由后夹紧气缸(35)、四连杆机构(30)、折弯轴(20)、夹紧行程开关(34)组成的后夹紧弯曲机构(26)、气动系统(23)、电气控制系统(33)，后架(32)上安装的切断装置(29)构成的斜筋校直折弯机;使用了边框(38)上带有拉紧板(39)、齿条(42)、拉紧螺栓(40)的焊接胎具A框和边框(43)上带有夹紧旋钮(44)的焊接胎具B框;使用了由搭接在一起的二个底座(47)与一个中心座(48)、左、右立柱(49)、横梁(50)、上电极(53)、下电极(54)及气动控制系统(58)、微机控制系统(57)构成的自动单面网点焊机;使用了由滚动导轨(72)安装在桁架(68)上的二个立柱(69)、安装在立柱(69)上的焊钳(79)及焊钳气缸(78)、运输车(70)以及气动控制部份(81)和微机控制部份(80)构成的自动总成点焊机。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征是也可以不使用A框编单面网，在一专用设备上将镀锌钢丝从纵、横两个方向进料，边编排边进行交叉点焊接成单面网。
4.根据权利要求2所述的专用设备，其特征是自动校自切断机料架(1)独立放置，校直装置(2)由两组呈90°排列的五个校直辊和手柄(3)组成，送料装置由两个主动摩擦的送料辊(4)及送料气缸(5)组成，切断装置是由左、右安装在床身(17)上的带有折勾冲头(10)的左折弯气缸(11)和带有折勾刀(7)的右折弯气缸(6)和下刀刃(9)组成，推料装置由推料气缸(15)、皮带(16)组成。
5.根据权利要求2所述的专用设备，其特征是斜筋校直折弯机中的校直辊(18)为二组呈90°排列的五个辊校直辊，前架(28)中部设有小车轨道(24)，安放有可在轨道上从动往复运动的前夹紧小车(19)，前夹紧气缸(31)和双排前夹紧头(94)构成的前夹紧机构(25)安装其上，前架(28)上的下导轨(37)上安放有移动架(36)，其上固定着后夹紧弯曲机构(26)。
6.根据权利要求2所述的专用设备，其特征是焊接胎具A框上的拉紧板(39)开有可用来固定带有弯勾的直筋的小孔，A框每组对边中其中一边上的拉紧螺栓上带有弹簧(41)。
7.根据权利要求2所述的专用设备，其特征是自动单面网点焊机的底座(47)上的两侧安装有支滚(51)，横梁(50)上安装有12个加压气缸(52)及24个上电极(53)及冷却管(56)，在中心座(48)内，24个下电极分别固定在二个长的可以轴销(61)为中心摆动的摆臂(62)上，摆臂(62)通过斜块(64)支承在大摆臂(65)上，大摆臂(65)通过斜块(66)支承在机架上，中心座(48)上面安装有2套由步进气缸(59)带动的棘爪(60)组成的步进机构，中心座内安装有变压器(55)，用于控制变压器分时分组给焊极配电及配合控制摆臂升降及步进机构联动焊接的微机控制部份(57)独立放置在焊机旁。
8.根据权利要求2所述的专用设备，其特征是自动总成点焊机的桁架(68)座落在设备基础上，每个立柱(69)上以双面交叉排列方式各安装有24把焊钳(79)，桁架(68)上设计有滚道(75)，其上安放有运输车(70)，运输车下部设计有步进气缸(77)及步进棘爪(76)，桁架(68)上设有步进齿条(74)，运输车前后端设有用于固定胎具的定位槽及定位块(71)和手轮(82)，用于控制变压器分时分组给焊极配合控制自动工作循环过程所需的各部件联动的微型计算机控制部份(80)独立放置在焊机旁。
全文摘要
一种轻型保温隔音板的生产工艺及其成套专用设备。其生产工艺为镀锌钢丝直筋校直切断、斜筋校直折弯、焊胎A框上编单面网、单面网自动焊接、焊胎B框上组装板芯、组合、总成焊接、拆卸等工序即可生产出成品，各工序中采用专用设备，特别是使用了焊接胎具A框和B框连接前后工序，使各工序形成单机自动化的平面流水线生产。各台设备使用电气控制或微型计算机自动控制，操作简便，并能保证的质量。
文档编号E04B1/90GK1051603SQ9010327
公开日1991年5月22日 申请日期1990年7月5日 优先权日1990年7月5日
发明者肖亦华, 姜化善, 逯化力, 卞真, 李子良 申请人:北京海淀星火新技术研究所