装配式钢箱组合梁用底箱的加工系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种装配式钢箱组合梁用底箱的加工系统，所述底箱的结构中包括钢箱体、和设置在钢箱体内的连接件，所述加工系统包括钢料裁剪机构、钢料传输机构及包括CPU在内的控制电路，钢料裁剪机构之后在钢料传输的方向上借助钢料传输机构依次衔接分料工位、底板成型机构、和钢箱体组焊工位，在分料工位处设有具有升降自由度的横向传输机构、并在横向传输机构的末端设有顶板开孔工位。本实用新型采用流水线式生产、在工厂中实现了底箱的大规模加工和组装。
【专利说明】装配式钢箱组合梁用底箱的加工系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种箱梁结构的加工系统，尤其是一种适用于规模化加工、结构稳定的装配式钢箱组合梁用底箱的加工系统。
【背景技术】
[0002]混凝土桥的病害多发及对混凝土结构耐久性的质疑，开始让工程界更多的关注较混凝土桥及钢结构桥梁更具有经济优势的钢-混凝土组合结构桥梁，如申请号为200920282539.5的专利公开的钢腹板混凝土组合箱梁，其包括钢制上翼板、钢管混凝土底板、左右波形钢腹板构成的箱体，在钢管混凝土底板中含有预应力筋。该钢-混凝土组合结构桥梁的上翼板、钢管混凝土底板、左右波形钢腹板等均在工厂中预制、拼装，有利于实现桥梁构件的预制化、工厂化、标准化生产，确保施工质量，且钢箱叠合组合梁以钢与混凝土之间的组合使用大幅度降低了桥梁的自重，不超过普通钢筋混凝土桥梁自重的40%，这比传统的波形钢腹板桥梁减小20%?30%，降低了下部结构的工程量及规模，降低了工程造价，提高了抗震性能。但是由于钢管混凝土底箱为钢制底箱内灌注混凝土，其结构在受到荷载作用下、箱体腹腔内的混凝土与钢板之间存在相对滑移，从而对整体的结构稳定性产生不利影响，造成隐患。
[0003]申请号为201120053439.2的专利公开了一种用于钢箱叠合梁钢箱底板连接件，其在底箱腹腔内部设置有连接件，所述连接件直接放置在底箱中连接上下金属板，所述连接件可以采用桁架式结构或网式桁架式结构。但是底箱的跨径较大(一般为30m)、高度约为15cm、宽度约为f 2m，如何将连接件安装入底箱的狭长的腹腔内、如何能够将连接件稳定牢固地与底箱的上下钢板进行连接、以及如何能够防止底箱在加工过程中出现反拱现象等，是实际生产工艺中亟待解决的技术问题；尤其是在工厂生产中如何实现规模化、流水线式的生产也是现有技术中亟待技术问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种自动化控制的装配式钢箱组合梁用底箱的加工系统，将底箱采用分体式加工、并用控制单元控制完成流水线式的工厂化生产，生产效率高、底箱的质量稳定。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:
[0006]一种装配式钢箱组合梁用底箱的加工系统，所述底箱的结构中包括钢箱体、和设置在钢箱体内的连接件，所述加工系统包括钢料裁剪机构、钢料传输机构及包括CPU在内的控制电路，钢料裁剪机构之后在钢料传输的方向上借助钢料传输机构依次衔接分料工位、底板成型机构、和钢箱体组焊工位，在分料工位处设有具有升降自由度的横向传输机构、并在横向传输机构的末端设有顶板开孔工位。
[0007]上述加工系统中将底箱分解为底板、顶板和连接件并用底板成型机构和顶板开孔工位分别进行钢料的加工，最后将成型的底板和开孔的顶板组焊在一起，不仅实现了各部件的定位连接，而且组焊后的底箱耐冲击能力增强。该系统采用包括CPU在内的控制电路实现自动化流水线生产，有利于实现规模化加工制备。
[0008]采用上述技术方案产生的有益效果在于:(1)本实用新型采用工厂预制的方法解决了传统底箱施工复杂、工期长、自重大的缺点，有利于实现自动化生产加工、缩短工期并保障质量；(2)采用控制电路进行分体加工、组合焊接定位，连接件与底板和顶板的定位连接，使底箱的内部应力有效作用于整个箱体、提高了底箱结构的稳定性，自动化生产降低了人工劳动成本、且提高了产品的精密度，实现了规模化生产，有利于装配式钢箱组合梁的推广和应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型加工系统布局的结构示意图；
[0010]图2是底箱的主视结构示意图；
[0011]图3是图2中A处的放大剖视结构示意图；
[0012]其中，I代表钢料裁剪机构，2代表钢料传输机构，3代表钢料预处理机构，4代表分料工位，5代表底板成型机构，6代表钢箱体组焊工位，7代表自动埋弧焊机，8代表顶板开孔工位，9代表等离子割孔机，11、顶板，12、桁架式连接件，12-1、上钢筋，12-2、波形腹钢筋，12-3、下钢筋，13、底板，14、钢箱体。
【具体实施方式】
[0013]图1是本实用新型底箱的加工系统布局结构示意图。所述底箱的结构中包括钢箱体14、和设置在钢箱体14内的连接件12。该加工系统将底箱分为底板13、顶板11和连接件12分别进行加工，最后组焊在一起。基于上述设计，本实用新型的加工系统包括钢料裁剪机构1、钢料传输机构2及包括CPU在内的控制电路，钢料裁剪机构I之后在钢料传输的方向上借助钢料传输机构2依次衔接分料工位4、底板成型机构5、和钢箱体组焊工位6，在分料工位4处设有具有升降自由度的横向传输机构、并在横向传输机构的末端设有顶板开孔工位8。
[0014]所述钢料传输机构的结构中包括电机驱动、链条传动的辊轮。在电机驱动下、钢料在辊轮上实现在不同工位之间的输送。
[0015]所述分料工位包括与钢料裁剪机构衔接的辊轮式钢料传输机构，所述横向传输机构的结构中包括设置在所述钢料传输机构间隔之间、借助电机具有升降和横向平移自由度的平台，所述平台上设有万向球。当钢料需要继续传输时，横向传输机构降至辊轮式钢料传输机构平面以下，当钢料需要分料时，横向传输机构升至辊轮式钢料传输机构平面以上，将钢料传输至设定工位。
[0016]所述横向传输机构的结构中还可以是设置在加工系统上方、借助电机具有升降和横向平移自由度的真空吸盘组件，所述真空吸盘组件借助电机还具有沿钢料传送方向移动的自由度。在位于分料工位上的钢料当需要分料时，利用真空吸盘组件将钢料移送至指定工位。
[0017]所述底板成型机构包括分别对称设置在钢料传输机构两侧6对以上沿钢料送进方向依次排列的、曲率渐变的对辊，借助多辊挤压、分步曲率导引所述钢料的两端冷压成半圆弧状形成C型底板。在该工位借助钢料传输机构、在对辊的导向作用下、钢料边传输边折弯，最后将底板两侧逐渐冷压成半圆弧状，且底板两侧的半圆弧外侧还预留与半圆弧相切、且平行于底板主体的2?20mm的直边，形成中间为直线段、两侧为半圆段、半圆段外侧还连接有疒20mm的直边的C型，半圆弧的直径即为底箱的高度。在半圆弧的末端采用延伸的直边结构，保证了与顶板形成同曲率的平面破口对接焊，另一方面有利于底板与顶板的结构筋组件的定位与焊接，而在力学结构上使冲击负荷的应力避免传导到半圆弧这个薄弱环节。
[0018]裁剪后的顶板11经钢料传输机构送至分料区后，经横向传输机构送至顶板开孔工位8，该工位包括顶板定位机构和设置在顶板定位机构上方的等离子割孔机9，所述等离子割孔机9借助电机驱动具有升降和水平移动的自由度。将顶板11定位后、所述等离子割孔机9在设定的轨迹下进行钢板割孔。开孔的位置与连接件的拟焊接处相对应。
[0019]所述连接件采用多种形式，如肋板孔式连接件、桁架式连接件、网式桁架式连接件或焊钉连接式连接件。无论采用哪种形式的连接件，其固定焊接的原理相似，本实施例中以桁架式连接件为例说明连接件在本实用新型中的焊接。桁架式连接件12的结构中包括上钢筋12-1和下钢筋12-3以及焊接上钢筋12-1与下钢筋12-3之间的波形腹钢筋12_2、形成桁架式结构，所述上钢筋12-1、下钢筋12-3采用方钢，波形腹钢筋12-2采用带肋钢筋。带肋钢筋有利于与混凝土形成握合力，而上钢筋12-1、下钢筋12-3采用方钢一方面有利于增大焊接面积，另一方面有利于顶板与底板的定位。连接件可以采用手工焊接或者在流水线上实现焊接。
[0020]钢箱体组焊工位包括与钢料传输机构衔接的驱动滚床、和设置在驱动滚床下方的升降定位工装，所述升降定位工装的定位面在轴向方向呈上弦弓状。成型的底板3经钢料传输机构传输至钢箱体组焊工位后、两侧的升降定位工装将底板13托起，所述升降定位工装沿轴向方向中部稍隆起呈上弦弓形，两端借助配重块下压、固定；然后在底板上沿轴向方向焊接桁架式连接件的下钢筋2-3，下钢筋的焊点为波形腹钢筋2-2的波谷位置，底板3的直边边缘搭接在上钢筋2-1的平面上，便于定位。采用上弦弓形的升降定位工装后，使焊接的底箱成上弦弓形或者平板状，避免形成下弦弓形，提高底箱的抗冲击能力。所述连接件设置2飞组，平行均布在底箱的钢箱体14内。其中两侧的连接件对称设置在底板13与顶板11的连接处，且底板13与顶板11的边沿分别搭接在上钢筋12-1的平面上、形成焊缝。
[0021]在钢料裁剪机构与分料工位之间还设有钢料预处理机构，所述钢料预处理机构包括借助钢料传输机构依次衔接的抛丸设备、喷漆设备和烘干设备。
[0022]作为本实用新型的另一种实施方式，所述加工系统包括钢料裁剪机构、钢料传输机构及包括CPU在内的控制电路，钢料裁剪机构之后在钢料传输的方向上借助钢料传输机构依次衔接分料工位、底板成型机构、和成型底板缓存工位，在分料工位处设有具有升降自由度的横向传输机构、并在横向传输机构的末端设有顶板开孔工位，还包括借助吊装设备与底板成型机构和顶板开孔工位衔接的底箱组焊工位。
[0023]完成底箱的组焊后，升降定位工装下降、底箱落至驱动滚床上，在驱动滚床的作用下、底箱进入下一工序。
[0024]综上，本实用新型采用流水线式生产、在工厂中实现了底箱的大规模加工和组装，有利于缩短建桥的工期、且不受自然环境的影响加工的质量有保障，有利于实现规模化生产。
【权利要求】
1.一种装配式钢箱组合梁用底箱的加工系统，所述底箱的结构中包括钢箱体(14)、和设置在钢箱体(14)内的连接件，所述加工系统包括钢料裁剪机构、钢料传输机构及包括CPU在内的控制电路，其特征在于钢料裁剪机构之后在钢料传输的方向上借助钢料传输机构依次衔接分料工位、底板成型机构、和钢箱体组焊工位，在分料工位处设有具有升降自由度的横向传输机构、并在横向传输机构的末端设有顶板开孔工位。
2.根据权利要求1所述的装配式钢箱组合梁用底箱的加工系统，其特征在于所述钢料传输机构的结构中包括电机驱动、链条传动的辊轮。
3.根据权利要求2所述的装配式钢箱组合梁用底箱的加工系统，其特征在于所述分料工位包括与钢料裁剪机构衔接的辊轮式钢料传输机构，所述横向传输机构的结构中包括设置在所述钢料传输机构间隔之间、借助电机具有升降和横向平移自由度的平台，所述平台上设有万向球。
4.根据权利要求1所述的装配式钢箱组合梁用底箱的加工系统，其特征在于所述横向传输机构的结构中包括设置在加工系统上方、借助电机具有升降和横向平移自由度的真空吸盘组件，所述真空吸盘组件借助电机还具有沿钢料传送方向移动的自由度。
5.根据权利要求1所述的装配式钢箱组合梁用底箱的加工系统，其特征在于所述底板成型机构包括分别对称设置在钢料传输机构两侧6对以上沿钢料送进方向依次排列的、曲率渐变的对辊，借助多辊挤压、分步曲率导引所述钢料的两端冷压成半圆弧状形成C型底板。
6.根据权利要求5所述的装配式钢箱组合梁用底箱的加工系统，其特征在于底板两侧的半圆弧外侧还预留与半圆弧相切、且平行于底板主体的2?20mm的直边。
7.根据权利要求1所述的装配式钢箱组合梁用底箱的加工系统，其特征在于钢箱体组焊工位包括与钢料传输机构衔接的驱动滚床、和设置在驱动滚床下方的升降定位工装，所述升降定位工装的定位面在轴向方向呈上弦弓状。
8.根据权利要求1所述的装配式钢箱组合梁用底箱的加工系统，其特征在于所述顶板开孔工位包括顶板定位机构和设置在顶板定位机构上方的等离子割孔机，所述等离子割孔机借助电机驱动具有升降和水平移动的自由度。
9.根据权利要求1所述的装配式钢箱组合梁用底箱的加工系统，其特征在于在钢料裁剪机构与分料工位之间还设有钢料预处理机构，所述钢料预处理机构包括借助钢料传输机构依次衔接的抛丸设备、喷漆设备和烘干设备。
10.一种装配式钢箱组合梁用底箱的加工系统，所述底箱的结构中包括钢箱体(14)、和设置在钢箱体(14)内的连接件(12)，所述加工系统包括钢料裁剪机构、钢料传输机构及包括CPU在内的控制电路，其特征在于钢料裁剪机构之后在钢料传输的方向上借助钢料传输机构依次衔接分料工位、底板成型机构、和成型底板缓存工位，在分料工位处设有具有升降自由度的横向传输机构、并在横向传输机构的末端设有顶板开孔工位，还包括借助吊装设备与底板成型机构和顶板开孔工位衔接的底箱组焊工位。
【文档编号】B23P23/04GK203426702SQ201320516783
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】李来宾, 郑会玺, 马朝波, 石英杰, 司魁, 王珑, 赵志斌 申请人:邢台路桥千山桥梁构件有限责任公司