装配式建筑钢梁半自动成型系统的制作方法

本发明涉及钢梁加工技术领域，尤其涉及一种装配式建筑钢梁半自动成型系统。

背景技术：

建筑用钢梁加工主要分为装配焊接和热轧两种方式，其中装配焊接方式因截面和厚度灵活多变而使用广泛。装配焊接过程主要是先将腹板焊接在一翼板上后形成t型钢，再将t型钢翻转后将t型钢与另一翼板进行焊接。

现有技术中在上述加工过程中存在较多人力操作工序，如翼板与腹板的垂直对接、翼板与腹板的端部对齐等等，人力过多的操作使得钢梁加工整体生产效率低下，而且因钢板重量较重，人工劳动强度大、安全性低。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种自动化程度高，人工劳动强度低，安全性高的装配式建筑钢梁半自动成型系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：装配式建筑钢梁半自动成型系统，包括输送机构，所述输送机构依次连接有用于腹板与翼板组立的预组立机构、用于腹板与翼板端部对齐的端部对齐机构和组立后焊接的焊接机构；所述预组立机构包括分别位于所述输送机构两侧的腹板起立装置和起立扶持装置，所述腹板起立装置与所述起立扶持装置一一对应设置。

作为优选的技术方案，所述腹板起立装置包括起立底座，所述起立底座上转动安装有位于所述输送机构一侧的起立臂，所述起立臂的自由端安装有腹板起立托辊，所述起立臂与所述起立底座之间连接有驱动所述起立臂由水平状态翻转至竖直状态的起立驱动器；所述起立扶持装置包括扶持底座，所述扶持底座上转动安装有竖向设置的组立扶持转轴，所述组立扶持转轴连接有扶持控制装置；所述组立扶持转轴上安装有组立扶持轮组。

作为优选的技术方案，所述组立扶持轮组包括安装在所述组立扶持转轴上部的上部扶持装置，所述组立扶持转轴的下部安装有底部顶靠装置，所述底部顶靠装置与所述扶持底座之间设置有驱动所述底部顶靠装置上下摆动的掀起装置。

作为优选的技术方案，所述上部扶持装置包括安装在所述组立扶持转轴上部的上扶持臂，所述上扶持臂的端部安装有水平设置的上扶持轮；所述底部顶靠装置包括固定安装在所述组立扶持转轴下部的顶靠安装座，所述顶靠安装座的侧部转动安装有可上下摆动的下顶靠臂，所述下顶靠臂的端部安装有斜向腹板底部倾斜设置的下顶靠轮。

作为优选的技术方案，所述下顶靠轮的外周设置为v型结构，所述v型结构的两面包括翼板支撑面和腹板顶靠面，所述翼板支撑面和腹板顶靠面的夹角呈90度。

作为优选的技术方案，所述掀起装置包括同轴套装在所述组立扶持转轴外周并位于所述顶靠安装座下方的掀起环座，所述掀起环座外周面上设置有释放凹槽，所述下顶靠臂的底部安装有可转动的掀起凸轮。

作为优选的技术方案，所述扶持控制装置包括用于驱动所述组立扶持转轴转动的扶持控制缸，所述组立扶持转轴上固定设有扶持控制摆杆，所述扶持控制缸的活塞杆端部与所述扶持控制摆杆的端部之间铰接安装有扶持传动连杆。

作为优选的技术方案，所述端部对齐机构包括对齐机座，所述对齐机座上设有用于夹紧腹板且拖动腹板移动的夹紧拖动装置、以及用于夹紧翼板的翼板止动装置，所述对齐机座连接有对齐限位装置。

作为优选的技术方案，所述夹紧拖动装置包括在所述对齐机座上沿腹板移动方向滑动安装的夹紧滑座，所述夹紧滑座上设有翼板通道和腹板通道，所述夹紧滑座上安装有与所述腹板通道对应的夹紧装置，所述夹紧滑座与所述对齐机座之间连接有拖动驱动器。

作为优选的技术方案，所述翼板止动装置包括在所述对齐机座上并对应设置在所述翼板通道上下两侧的止动臂，两所述止动臂的中部分别与所述对齐机座铰接连接，所述止动臂包括靠近所述翼板通道的夹持止动端和远离所述翼板通道的止动控制端，两所述止动控制端之间连接有止动驱动器；所述对齐限位装置包括与所述对齐机座相对固定设置的限位架，所述限位架上竖向滑动安装有限位挡块，所述限位挡块连接有挡块控制器。

由于采用了上述技术方案，本发明预组立机构先将腹板与翼板进行组立，经所述端部对齐机构端部对齐后可在焊接机构处直接焊接成为t型钢，t型钢可被吊回预组立机构处，将t型钢上的腹板与另一翼板再进行组立，然后再次经过端部对齐和焊接后形成成品建筑钢梁，这样整个加工过程自动化程度高，人工劳动强度低，安全性高。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明实施例的整体立体结构示意图；

图2是本发明实施例预组立机构的立体放大结构示意图；

图3是本发明实施例腹板起立装置的正视剖视结构示意图；

图4是本发明实施例起立扶持装置的右视结构示意图；

图5是图4的a-a结构示意图；

图6是图4的b-b结构示意图；

图7是本发明实施例预组立机构上放置腹板后的状态示意图；

图8是本发明实施例预组立机构托起腹板时的状态示意图；

图9是本发明实施例预组立机构预组立完成时的状态示意图；

图10是本发明实施例端部对齐机构的立体结构放大示意图；

图11是图10的i处结构放大示意图；

图12是本发明实施例端部对齐机构的俯视结构放大示意图；

图13是本发明实施例夹紧拖动装置处另一视角的立体放大结构示意图；

图14是本发明实施例夹紧拖动装置处的剖视结构示意图。

图中：1-输送机构；2-预组立机构；21-腹板起立装置；211-起立底座；212-起立臂；213-腹板起立托辊；214-起立驱动器；22-起立扶持装置；221-扶持底座；222-组立扶持转轴；223-上扶持臂；224-上扶持轮；225-下顶靠臂；226-下顶靠轮；227-顶靠安装座；23-掀起装置；231-掀起环座；232-释放凹槽；233-掀起凸轮；24-扶持控制装置；241-扶持控制缸；242-扶持控制摆杆；243-扶持传动连杆；244-辅助控制摆杆；245-辅助控制连杆；3-端部对齐机构；30-对齐机座；31-夹紧滑座；310-拖动驱动器；32-夹紧臂；33-夹紧块；34-夹紧驱动器；35-夹紧连杆；36-限位挡块；37-止动臂；38-止动驱动器；39-辅助输送装置；4-焊接机构；61-腹板；62-翼板；63-t型钢。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1至图14共同所示，装配式建筑钢梁半自动成型系统，包括输送机构1，所述输送机构1依次连接有用于腹板61与翼板62组立的预组立机构2、用于腹板61与翼板62端部对齐的端部对齐机构3和组立后焊接的焊接机构4。

如图2所示，所述预组立机构2包括分别位于所述输送机构1两侧的腹板起立装置21和起立扶持装置22，所述腹板起立装置21与所述起立扶持装置22一一对应设置。所述腹板起立装置21将腹板61托起使其竖立在翼板62上，所述起立扶持装置22配合所述腹板起立装置21将起立后的腹板61对中扶正。所述腹板起立装置21和所述起立扶持装置22对应成组使用，且至少应设置两组，本实施例以设置两组进行示意。

如图3所示，所述腹板起立装置21包括起立底座211，所述起立底座211上转动安装有位于所述输送机构1一侧的起立臂212，所述起立臂212的自由端安装有腹板起立托辊213，所述起立臂212与所述起立底座211之间连接有驱动所述起立臂212由水平状态翻转至竖直状态的起立驱动器214。本实施例所述起立驱动器214为油缸。当所述起立驱动器214伸出时，所述起立臂212被驱动由水平状态翻转至竖直状态，所述腹板起立托辊213将腹板61托起为竖直状态。本实施例所述腹板起立托辊213与所述起立臂212之间设有托辊转动支撑装置，即所述腹板起立托辊213转动安装在所述起立臂212上，当所述输送机构1对预组立后的翼板62与腹板61进行整体输送时，所述腹板起立托辊213可以辅助所述输送机构1输送腹板61，用于保持腹板61与翼板62的同步输送。所述托辊转动支撑装置可通过轴承座、轴承等结构实现，是公知常用技术，在此不再赘述。在本实施例中，所述起立臂212上设有与翼板62对应的起立避让槽，这使得在腹板61起立过程中，所述起立臂212不会影响到翼板62。

如图4所示，所述起立扶持装置22包括扶持底座221，所述扶持底座221上转动安装有竖向设置的组立扶持转轴222，所述组立扶持转轴222连接有扶持控制装置24；所述组立扶持转轴222上安装有组立扶持轮组。所述组立扶持轮组包括安装在所述组立扶持转轴222上部的上部扶持装置，所述组立扶持转轴222的下部安装有底部顶靠装置，所述底部顶靠装置与所述扶持底座221之间设置有驱动所述底部顶靠装置上下摆动的掀起装置23。

如图4所示，所述上部扶持装置包括安装在所述组立扶持转轴222上部的上扶持臂223，所述上扶持臂223的端部安装有水平设置的上扶持轮224。所述底部顶靠装置包括固定安装在所述组立扶持转轴222下部的顶靠安装座227，所述顶靠安装座227的侧部转动安装有可上下摆动的下顶靠臂225，所述下顶靠臂225的端部安装有斜向腹板61底部倾斜设置的下顶靠轮226。优选地，所述下顶靠轮226的外周设置为v型结构，所述v型结构的两面包括翼板支撑面和腹板顶靠面，所述翼板支撑面和腹板顶靠面的夹角呈90度。

如图4和图5所示，所述掀起装置23包括同轴套装在所述组立扶持转轴222外周并位于所述顶靠安装座227下部的掀起环座231，所述掀起环座231外周面上设置有释放凹槽232，当然所述释放凹槽232是朝向腹板61和翼板62方向的。所述下顶靠臂225的底部安装有可转动的掀起凸轮233，在本实施例中，所述掀起凸轮233设置为轴承，所述掀起凸轮233可沿所述掀起环座231的外周面滚动。当所述掀起凸轮233位于所述释放凹槽232处时，所述下顶靠臂225向下摆动，所述翼板支撑面支撑到翼板62上，并可方便所述腹板顶靠面对腹板61底部进行抵靠，当所述掀起凸轮233位于所述释放凹槽232外时，所述下顶靠臂225被顶起向上摆动，所述下顶靠轮226脱离翼板62，无论向输送机构1外摆出还是下一次向输送机构1内摆动，所述下顶靠轮226都不会与翼板62以及输送机构1发生碰撞，保证结构件使用可靠。

如图6所示，所述扶持控制装置24包括用于驱动所述组立扶持转轴222转动的扶持控制缸241，所述组立扶持转轴222上固定设有扶持控制摆杆242，所述扶持控制缸241的活塞杆端部与所述扶持控制摆杆242的端部之间铰接安装有扶持传动连杆243，当所述扶持控制缸241伸出时，所述扶持传动连杆243带动所述扶持控制摆杆242使所述组立扶持转轴222转动，所述组立扶持轮组摆出所述输送机构1；当所述扶持控制缸241收回时，所述组立扶持转轴222被控制反向转动，所述组立扶持轮组摆向所述输送机构1对腹板61进行抵靠扶持。优选地，所述扶持底座221上转动安装有与所述扶持控制摆杆242对称设置的辅助控制摆杆244，所述扶持控制缸241的活塞杆端部与所述辅助控制摆杆244的端部之间铰接安装有辅助控制连杆245，这样可提高本实施例扶持控制过程的稳定性。

所述预组立机构2的工作原理为：在初始状态时，如图2所示，所述组立扶持轮组被控制位于所述输送机构1外，所述起立臂212被控制处于水平状态，利用行车等设备将翼板62吊至所述输送机构1上，然后将腹板61吊至所述翼板62上，如图7所示，使腹板61一边搭靠在翼板62上、一边搭靠在所述腹板起立托辊213上；通过所述扶持控制装置24控制所述组立扶持轮组向内摆动，所述下顶靠轮226最终支撑在翼板62上并对腹板61边沿形成抵靠；通过所述起立驱动器214控制所述起立臂212向竖直状态转动，如图8所示，腹板61被所述腹板起立托辊213托起，在托起过程中，腹板61会以所述下顶靠轮226的顶靠边沿为支点发生转动，直至所述腹板起立托辊213将腹板61完全托起为竖直状态，如图9所示，所述腹板起立托辊213与所述上扶持轮224形成对腹板61的有效对中扶正；所述输送机构1开启输送，所述腹板起立托辊213和所述上扶持轮224可对腹板61辅助进行输送，预组立好的腹板61和翼板62进入下一机构，所述组立扶持轮组和所述起立臂212恢复初始状态。这样本实施例所述预组立机构2完成了腹板61与翼板62的预组立过程，且预组立效率高。

如图10所示，所述端部对齐机构3包括对齐机座30，所述对齐机座30上设有用于夹紧腹板61且拖动腹板61移动的夹紧拖动装置、以及用于夹紧翼板62的翼板止动装置，所述对齐机座30连接有对齐限位装置。

如图12、图13和图14所示，所述夹紧拖动装置包括在所述对齐机座30上沿腹板61移动方向滑动安装的夹紧滑座31，该滑动安装通过滑杆滑孔结构或者滑轨滑槽结构很容易实现，属于本领域常用现有技术，在此不再赘述。所述夹紧滑座31上设有翼板通道和腹板通道，所述夹紧滑座31上安装有与所述腹板通道对应的夹紧装置，所述夹紧滑座31与所述对齐机座30之间连接有拖动驱动器310，本实施例所述拖动驱动器310为油缸。

所述夹紧装置包括两在所述对齐机座30上并对应设置在所述腹板通道两侧的夹紧臂32，两所述夹紧臂的下部形成所述翼板通道；各所述夹紧臂32上靠近所述腹板通道处分别转动安装有夹紧块33，所述夹紧块33与所述夹紧臂32之间设有夹紧驱动装置。所述夹紧驱动装置包括固定安装在所述夹紧臂32上的夹紧驱动器34，本实施例所述夹紧驱动器34为油缸，所述夹紧驱动器34的活塞杆与所述夹紧块33之间铰接连接有夹紧连杆35。本实施例各所述夹紧臂32上对称转动安装两个所述夹紧块33，所述夹紧驱动器34的活塞杆与对应的两所述夹紧块33之间分别铰接连接有所述夹紧连杆35，这样本实施例在夹紧腹板61时可形成四点接触，提高夹紧效果。

如图11和图12所示，所述翼板止动装置包括在所述对齐机座30上并对应设置在所述翼板通道上下两侧的止动臂37，两所述止动臂37的中部分别与所述对齐机座30铰接连接，所述止动臂37包括靠近所述翼板通道的夹持止动端和远离所述翼板通道的止动控制端，两所述止动控制端之间连接有止动驱动器38，所述止动驱动器38也为油缸。

如图10和图12所示，所述对齐限位装置包括与所述对齐机座30相对固定设置的限位架，所述限位架可与所述对齐机座30一体设置，也可分开设置，本实施例示意所述限位架为与所述输送机构1的机架一体设置。所述限位架上竖向滑动安装有限位挡块36，所述限位挡块36连接有挡块控制器，所述挡块控制器可以为油缸，其活塞杆与所述限位挡块36固定连接，通过油缸伸收控制所述限位挡块36的升降，以此实现限位阻挡或者解除限位阻挡。优选地所述限位挡块36上设有翼板限位感应器和腹板限位感应器，两感应器分别在翼板62和腹板61端部顶靠在所述限位挡块36上后触发信号，信号输入控制器由控制器判断后，控制相关元件进行端部对齐工作。所述翼板限位感应器和腹板限位感应器可采用压感传感器或者距离传感器等，与所述控制器均属于现有常用技术，在此不再赘述。

本实施例所述端部对齐机构3的工作原理为：初始状态，所述夹紧装置中所述夹紧块33、以及所述止动臂37均处于解除夹紧状态，所述限位挡块36处于向上伸出限位状态；预组立后的翼板62和腹板61被输送至此后分别可从所述翼板通道和所述腹板通道通过，并最终端部顶靠在所述限位挡块36上，根据所述翼板限位感应器和腹板限位感应器的触发情况，本实施例可出现两种工况；第一种工况为翼板62超前、腹板61滞后的工况，翼板62会使得所述翼板限位感应器触发信号，而所述腹板限位感应器不触发信号，所述控制器判断出腹板61滞后以后，控制所述拖动驱动器310使所述夹紧滑座31首先远离所述限位挡块36滑动，然后所述夹紧装置将腹板61夹持，所述拖动驱动器310驱使所述夹紧滑座31靠近所述限位挡块36滑动，若腹板61仍不会使所述腹板限位感应器触发，则所述夹紧装置解除夹持，重复上述动作，直至腹板61顶靠在所述限位挡块36上使所述腹板限位感应器触发信号为止；第二种工况为翼板62滞后、腹板61超前的工况，腹板61会使得所述腹板限位感应器触发信号，所述翼板限位感应器不触发信号，所述控制器判断出翼板62滞后以后，控制所述翼板止动装置将翼板62进行夹持，使其不能移动，控制所述拖动驱动器310使所述夹紧滑座31首先靠近所述限位挡块36滑动，所述夹紧装置将腹板61夹持，所述拖动驱动器310驱使所述夹紧滑座31远离所述限位挡块36滑动，腹板61随之相对于翼板62向后拖动一定距离，松开所述夹紧装置和所述翼板止动装置，翼板62和腹板61被同时继续输送，并使端部再次到达所述限位挡块36处，若仍为第二种工况，则重复第二种工况的控制过程，若腹板61被拖动滞后了，则出现第一种工况，进行第一种工况的控制过程，直到翼板62和腹板61端部对齐为止；当对齐后，所述限位挡块36被控制向下缩回，解除限位阻挡作用，翼板62和腹板61可被正常输送至所述焊接机构4。

基于上述工作原理，本实施例还在所述端部对齐机构3处设置辅助输送装置39，所述辅助输送装置39包括两分别转动安装在所述对齐机座30进料侧和出料侧的辅助输送托辊，所述对齐机座30上转动安装一辅助输送传动杆，所述辅助输送传动杆与两所述辅助输送托辊的辊轴之间传动连接，所述对齐机座30上安装有辅助输送驱动电机，所述辅助输送驱动电机与其中一所述辅助输送托辊的辊轴之间链传动。

所述焊接机构4为可自动依次进行点固、焊接和焊后矫正的现有技术，是本领域技术人员可获知的，在此不再赘述。

本实施例所述预组立机构2先将腹板61与翼板62预先组立，经所述端部对齐机构3端部对齐后可在焊接机构4处直接焊接成为t型钢63，t型钢63可被吊回预组立机构2处，将t型钢63上的腹板61与另一翼板62再进行组立，然后再次经过端部对齐和焊接后形成成品建筑钢梁，这样整个过程自动化程度高，人工劳动强度低，安全性高。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。