一种cl网架板焊接机械手及使用该机械手的焊接的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种CL网架板焊接机械手，其包括支架，数控机座、综合断丝机头，及液压动作筒，综合断丝机头包括用于输送钢丝的送丝机头和用于切断钢丝的断丝机头,断丝机头末端连接有焊接装置。机械手能自动完成钢筋(丝)的定长、插入、断丝和焊接，同时也改变了原先手工操作质量不一致的问题。本发明同时公开了一种应用此机械手的焊接机及应用该焊接机的焊接方法。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑施工设计领域，具体地说，涉及一种用于CL网架板焊接的数控机 械手及使用该机械手的焊接机。 一种CL网架板焊接机械手及使用该机械手的焊接机
【背景技术】
[0002] "CL"是英语Composite Light-weight的缩写，所谓CL建筑体系就是"复合保温 钢筋焊接网架混凝土剪力墙"的简称，这是一种由我国发明的全新慨念的墙面建材，具有强 度高、重量轻、保温好，可工厂化生产等特点，已在祖国大江南北大规模投产，但构成墙面的 主要构件的钢筋焊接网架的成型工艺流程中仍有一道工序目前只能采用人力手工施工，大 大制约了这项新技术的发展。钢网架的插丝焊接等工序包含了众多的空间操作动作，如钢 筋（丝）的定长、插入、断丝，再就是要按焊接点的空间矩阵移动定位，这些小工序是连续 的，要求高度的定位准确性，因此仍处于人力手工方式下，严重的制约了产量的提高和成本 的降低。
【发明内容】
[0003] 为了将CL网架板焊接的手工操作改变为数控自动化生产流水线，以提高生产效 率，并降低成本，本发明提供了一种CL网架板焊接机械手。
[0004] 为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是： 本发明提供一种CL网架板焊接机械手，其包括：支架，固定于支架上的若干数控机座、 固定于所述数控机座上的综合断丝机头，及与综合断丝机头连接的液压动作筒，其特征在 于： 所述的综合断丝机头包括用于输送钢丝的送丝机头和用于切断钢丝的断丝机头，断 丝机头设置在送丝机头的前端，断丝机头末端连接有焊接装置； 所述综合断丝机头通过万向套安装在数控机座上，数控机座通过两根短轴安装在支架 上； 所述综合断丝机头与液压动作筒通过连接套连接。
[0005] 所述的送丝机头由送丝机头本体、锥套和钢珠支架组成，钢珠支架外侧套设有弹 簧，弹簧一端抵靠在液压动作筒的送丝接头上，另一端抵靠在锥套上，钢珠支架上开设有若 干个孔，内部设置有数个用来压住钢丝的压紧钢珠，锥套内侧抵靠在压紧钢珠上。
[0006] 所述的断丝机头入口处设置一用于容纳钢丝的滑塞，滑塞的末端设有固定刀架 和活动刀架。
[0007] 所述焊接装置具有固定钳体和活动钳体；固定钳体的固定钳头通过螺栓固定在断 丝机头末端，与断丝机头本体间设置一层绝缘板；活动钳体包括一活动钳头、一支杆、一可 前后活动的滚轮，共同形成一四连杆机构；固定钳头和活动钳头分别与电极导体连接。
[0008] 所述数控机座由机座、两条光杆、两条滚珠丝杆、上下万向套、电磁式离合驱动组 件等组成，上下万向套由电磁式离合驱动组件分别通过定位组件连接到光杆和滚珠丝杆 上；电磁式离合驱动组件由工控机操作。
[0009] 所述的电磁式离合驱动组件有4个。
[0010] 所述的定位组件依次由驱动支架、线圈架、丝母套组成，线圈架内部缠绕有线圈， 丝母套内设置有钢珠，弹簧设置在线圈架内侧抵靠丝母套。
[0011] 所述定位组件包括套设在光杆上的定位弹簧，定位弹簧两侧分别抵靠骨架和定位 珠架，骨架内缠绕有线圈，定位珠架上开设有若干个孔，设置有数个钢珠。
[0012] 本发明同时提供一种CL网架板焊接机，其特征在于，在焊接机机架上安装若干个 如权利要求1-7所述的机械手，机械手的数量为10-40个。
[0013] 本发明同时提供一种自动焊接CL网架板的方法，其特征在于包括以下步骤： a. 取两片平行的钢丝网，在两片钢丝网间填充泡沫材料，形成预焊板； b. 将预焊板坚直立于工作台上； c. 在焊接机的工控机上输入起始坐标、钢丝网的网孔边长、钢丝网间距、结束坐标、焊 接电流； d. 工控机根据输入数据计算插入钢丝的各预焊点坐标、钢丝插入角度、钢丝长度； d. 由工控机控制焊接机上的数控机座将机械手移动到预焊点； e. 由上下万向套调整送丝机头至计算角度； f. 按计算角度从预焊板的一侧插入定长的钢丝； g. 断丝机头切断钢丝，焊接装置将钢丝焊接于预焊板上，对侧焊接头将钢丝另一端焊 接于预焊板另一侧； h. 重复上述d-g步骤直至结束坐标。
[0014] 在上述步骤d之前还可以加入试焊步骤，试焊角度、电流合格后继续d步骤；试焊 不合格则重新输入相关数据，以此来保证焊接的成功率，减少废品。
[0015] 采用上述技术方案，解决了 CL行业长期以来在生产上的瓶颈，使工效成倍增长， 提高了效益，降低了成本，减经了劳动强度，同时也改变了原先手工操作质量不一致的问 题。由于CL板重量经但体积大不便于长途远输的特点，只适合在全国各地都布点生产，因 此这个行业在全国数量很大，一旦本发明在全国普及，这套机组的需求量是很大的。
[0016]
【专利附图】
【附图说明】 图1是本发明所述机械手的整体俯视图 图2是本发明所述机械手的整体侧视图 图3是万向套的剖面图 图4是送丝机头的剖视图 图5是断丝机头和焊接装置的剖视图 图6是图5的A-A剖视图 图7a、7b是离合驱动组件的正、侧视图 图8a、8b是定位组件的正、侧视图 图9是焊接流程工艺示意图 附图标记 1送丝机头 11送丝机头本体12钢珠支架13钢珠14锥套15弹簧 2断丝机头 21断丝机头本体22滑塞23活动钳体231活动钳头232滚轮233支杆24 固定钳体241固定钳头242绝缘板25活动刀架26固定刀架27电极导体 3离合驱动组件 31驱动支架32丝母套33钢珠34离合体35线圈架36线圈 4定位组件 41定位弹簧42定位珠架43钢珠44骨架45线圈 5万向套 51万向中套52万向套侧杆 61油缸体62紧固套63联管64油缸杆65送丝接头66连接套 71支架72立柱73短轴 8平移杆 9光杆 10滚珠丝杆。
【具体实施方式】
[0017] 同时下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步说明。
[0018] 实施例： 本发明提供一种CL网架板焊接机械手，其包括：支架71，固定于支架上的数控机座、固 定于数控机座上的综合断丝机头，及与综合断丝机头连接的液压动作筒，综合断丝机头通 过万向套5安装在数控机座上，数控机座通过两根短轴73安装在支架71上，综合断丝机头 与液压动作筒通过连接套66连接。
[0019] 综合断丝机头由断丝机头2和送丝机头1组成，在液压动作筒的的送丝接头65 的推动下，送丝机头1的弹簧15被压缩，锥套14向前压紧钢珠支架12中的钢珠13进而 压住钢丝，同时锥套14向前压向断丝机头2的滑塞22,放开了机头上的锥套14,钢丝在 动作筒推动下，按这一段的定长插入网架内，当钢丝运动到底时，被由固定刀架26和活 动刀架25的剪切力下切断，这时活动钳体23在支杆233与滚轮232的作用下与固定钳体 24接触，完成钢丝的焊接， 数控机座由机座、两条光杆9、两条滚珠丝杆10、上下万向套5、四个电磁式离合驱动组 件3等组成，综合断丝机头安装在上下万向套5上，可以作六自由度转动，以便插入钢丝，而 上下万向套又由四个电磁式离合驱动组件3分别连接到光杆9和滚珠丝杆10上，以便在工 控机操控下作矩阵布点位置移动，完成整个自动化运行过程。离合驱动组件3依次由驱动 支架31、线圈架35、丝母套32组成，线圈架35内部缠绕有线圈36,丝母套32内设置有钢珠 33,弹簧设置在线圈架35内侧抵靠丝母套32,定位组件4包括套设在光杆9上的定位弹簧 41，定位弹簧41两侧分别抵靠骨架44和定位珠架42,骨架44内缠绕有线圈45,定位珠架 42上开设有若干个孔，设置有数个钢珠43。光杆9主要起到机械手的支撑作用，通过滚珠 丝杆10及丝杆上安装的定位组件4控制机械手的位置。当电磁通电时万向套松开，在计算 机控制下移动到新的位置上然后锁住，操控万向套5将断丝机头2对正新的工位插入钢丝， 重复上一次动作。
[0020] 完成一次焊接后，工控计算机控制四个电磁式离合驱动组件3按照矩阵上的新焊 点移动到新的工位上，重复上述过程，直至完成一块完整的CL网架板。
[0021] 在实际使用中，一整台CL网架板焊接机机架上同时布置多个机械手，一般为 10-40个，每个机械手在自己的数控机座上可进行一定范围的位移以调整钢丝插入的位置 及角度。根据现在国内CL网架板的规格，一台焊接机上布置30个机械手为最优。
[0022] 使用本焊接机焊接CL网架板时包括以下步骤： a. 取两片平行的钢丝网，在两片钢丝网间填充泡沫材料，形成预焊板； b. 将预焊板坚直立于工作台上； c. 在焊接机的工控机上输入起始坐标、钢丝网的网孔边长、钢丝网间距、结束坐标、焊 接电流； d. 工控机根据起始坐标和钢丝网网孔边长计算插入钢丝的各预焊点坐标、根据钢丝网 钢丝网孔边长和钢丝网间距计算插入角度、钢丝长度； d. 由工控机控制焊接机上的数控机座将机械手移动到预焊点； e. 由上下万向套调整送丝机头至计算角度； f. 按计算角度从预焊板的一侧插入定长的钢丝； g. 断丝机头切断钢丝，焊接装置将钢丝焊接于预焊板上，对侧焊接头将钢丝另一端焊 接于预焊板另一侧； h. 重复上述d-g步骤直至结束坐标。
[0023] 在上述步骤d之前还可以加入试焊步骤，试焊角度、电流合格后继续d步骤；试焊 不合格则重新输入相关数据，以此来保证焊接的成功率，减少废品。
[0024] 本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结 构变化，凡是与本发明具有相同或者相近似的技术方案，均属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种CL网架板焊接机械手，其包括：支架（71)，固定于支架上的若干数控机座、固定 于所述数控机座上的综合断丝机头，及与综合断丝机头连接的液压动作筒，其特征在于 ： 所述的综合断丝机头包括用于输送钢丝的送丝机头（1)和用于切断钢丝的断丝机头 (2)，断丝机头（2)设置在送丝机头（1)的前端，断丝机头（2)末端连接有焊接装置； 所述综合断丝机头通过万向套（5)安装在数控机座上，数控机座通过两根短轴（73)安 装在支架（71)上； 所述综合断丝机头与液压动作筒通过连接套（66)连接。
2. 如权利要求1所述的CL网架板焊接机械手，所述的送丝机头（1)由送丝机头本体 (11)、锥套（14)和钢珠支架（12)组成，钢珠支架（12)外侧套设有弹簧（15)，弹簧（15) - 端抵靠在液压动作筒的送丝接头￠5)上，另一端抵靠在锥套（14)上，钢珠支架（12)上开 设有若干个孔，内部设置有数个用来压住钢丝的压紧钢珠（13)，锥套（14)内侧抵靠在压紧 钢珠（13)上。
3. 如权利要求1所述的CL网架板焊接机械手，所述的断丝机头（2)入口处设置一用于 容纳钢丝的滑塞（22)，滑塞（22)的末端设有固定刀架（26)和活动刀架（25);所述焊接装 置具有固定钳体（24)和活动钳体（23);固定钳体（24)的固定钳头（241)通过螺栓固定在 断丝机头（2)末端，与断丝机头本体（21)间设置一层绝缘板（242);活动钳体（23)包括一 活动钳头（231)、一支杆（233)、一可前后活动的滚轮（232)，共同形成一四连杆机构；固定 钳头（241)和活动钳头（231)分别与电极导体连接。
4. 如权利要求1-3之一所述的CL网架板焊接机械手，所述数控机座由机座、两条光杆 (9)、两条滚珠丝杆（10)、上下万向套（5)、电磁式离合驱动组件（3)等组成，上下万向套（5) 由电磁式离合驱动组件（3)分别通过定位组件（4)连接到光杆（9)和滚珠丝杆（10)上；电 磁式离合驱动组件（3)由工控机操作。
5. 如权利要求4所述的CL网架板焊接机械手，所述的电磁式离合驱动组件（3)有4 个。
6. 如权利要求4所述的CL网架板焊接机械手，所述的离合驱动组件（3)依次由驱动 支架（31)、线圈架（35)、丝母套（32)组成，线圈架（35)内部缠绕有线圈（36)，丝母套（32) 内设置有钢珠（33)，弹簧设置在线圈架（35)内侧抵靠丝母套（32)。
7. 如权利要求4所述的CL网架板焊接机械手，所述定位组件（4)包括套设在光杆（9) 上的定位弹簧（41)，定位弹簧（41)两侧分别抵靠骨架（44)和定位珠架（42)，骨架（44)内 缠绕有线圈（45)，定位珠架（42)上开设有若干个孔，设置有数个钢珠（43)。
8. -种CL网架板焊接机，其特征在于，在焊接机机架上安装若干个如权利要求1-7所 述的机械手，所述机械手的数量为10-40个。
9. 一种自动焊接CL网架板的方法，其特征在于包括以下步骤： a. 取两片平行的钢丝网，在两片钢丝网间填充泡沫材料，形成预焊板； b. 将预焊板坚直立于工作台上； c. 在权利要求8所述焊接机的工控机上输入起始坐标、钢丝网的网孔边长、钢丝网间 距、结束坐标、焊接电流； d. 工控机根据输入数据计算插入钢丝的各预焊点坐标、钢丝插入角度、钢丝长度； d.由工控机控制焊接机上的数控机座将机械手移动到预焊点； e. 由上下万向套调整送丝机头至计算角度； f. 按计算角度从预焊板的一侧插入定长的钢丝； g. 断丝机头切断钢丝，焊接装置将钢丝焊接于预焊板上，对侧焊接头将钢丝另一端焊 接于预焊板另一侧； h. 重复上述d-g步骤直至结束坐标。
10. -种如权利要求9所述的自动焊接CL网架板的方法，其特征在于：在上述步骤d之 前加入试焊步骤，试焊角度、电流合格后继续d步骤；试焊不合格则重新输入相关数据。
【文档编号】B23K37/02GK104084950SQ201410368565
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】张玉平, 赵玉林, 常铁铮 申请人:河北环航科技股份有限公司