一种用于焊接钢筋笼内圈与主筋的焊接机头的制作方法

本发明涉及钢筋笼加工技术领域，具体涉及一种用于焊接钢筋笼内圈与主筋的焊接机头。

背景技术：

随着国内路桥建设的飞速发展，钢筋笼在桩基施工中应用越来越普遍。但是钢筋笼的传统制作方式多是采用手工制作，导致工人劳动强度大、生产效率低、质量不稳定以及钢筋笼造价高。或者采用传统的钢筋笼加工设备，该传统的钢筋笼加工设备自动化程度低，虽然较手工制作的生产效率有所提高，在主筋与内圈的焊接时，依然采用人工焊接的方式进行；主筋与内圈焊接时，主筋与内圈的固定是人工固定的方式，导致焊接需要两个操作人员才可以完成，导致工人的劳动强度大、钢筋笼生产效率低；除此之外，主筋与内圈的焊接质量与速度取决于工人焊接技术和速度，焊点成型不规则，质量不稳定，直接影响钢筋笼的质量及生产效率；因此，现有技术中没有一种能够自动焊接主筋与内圈的焊接设备。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种用于焊接钢筋笼内圈与主筋的焊接机头，以解决现有技术中没有能够自动焊接主筋与内圈的问题，实现主筋与内圈自动焊接，提高焊接质量以及焊接效率。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于焊接钢筋笼内圈与主筋的焊接机头，包括机头本体，还包括内圈位置检测机构，所述内圈位置检测机构沿左右方向可移动地设置于所述机头本体上并能与所述内圈碰触，所述内圈位置检测机构通过碰触所述内圈而确定所述内圈与所述主筋的焊点位置；还包括焊枪夹头，焊枪夹头配合所述内圈位置检测机构沿左右方向可移动地设置于机头本体上，焊枪夹头用于安装焊枪；还包括主筋固定装置a，主筋固定装置a设置在机头本体上，用于固定住主筋。

针对现有技术中没有能够对主筋与内圈进行自动焊接的问题，本发明提供一种用于焊接钢筋笼内圈与主筋的焊接机头。需要指明的是，本申请中所指的钢筋笼是公知意义上的钢筋笼，其由三部分焊接组成，即：内圈、主筋、绕筋，本申请的焊接机头主要用于钢筋笼的内圈和主筋的焊接。本申请中所指前后方向指的是：工作时以钢筋笼骨架所在方向为前，背离钢筋笼骨架的方向为后；本申请中所指左右方向移动指的是：与钢筋笼骨架轴向平行或者基本平行的方向；本申请中所指上下方向指的是：以上述前后方向与左右方向相交延伸形成的平面为基础，与该平面垂直或者基本垂直的方向。

本领域的技术人员能够选择合适的焊枪夹头实现相应的技术效果，在使用过程中通过焊枪夹头上所夹的焊枪，可以对主筋与内圈进行焊接，当内圈位置检测机构碰撞或者接触到内圈的时候，则说明检测到内圈与主筋焊接的焊点位置，焊枪夹头能够将焊枪准确对准焊接起始点，此时焊枪亦同步启动对内圈与主筋进行焊接。本方案解决了现有技术中需要人工找寻钢筋笼骨架的焊点并进行人工焊接的问题。

优选的，所述焊枪夹头还包括设有卡槽部的卡槽连接件，所述内圈位置检测机构还包括所述设置有卡块部的卡块连接件，所述卡槽连接件的卡槽与所述卡块连接件的卡块相互配合设置，所述卡槽连接件、所述卡块连接件沿左右方向可移动地设置在所述机头本体上，用以控制所述焊枪夹头和所述内圈位置检测机构相互配合地沿左右方向移动。

优选的，所述卡块连接件的卡块部与所述卡槽连接件的卡槽部之间形成可以让所述卡槽连接件相对所述卡块连接件活动的空间。

优选的，还包括焊枪摆动装置、检测机构摆动装置，所述焊枪摆动装置用于控制所述控制焊枪夹头在左右方向上移动，所述检测机构摆动装置用于控制所述内圈位置检测机构在左右方向上移动。

优选的，所述焊枪摆动装置包括设置于所述机头本体上的焊枪摆动气缸，所述焊枪摆动气缸与所述焊枪夹头驱动连接，能够驱动所述焊枪夹头在左右方向上移动；所述检测机构摆动装置包括设置于所述机头本体上的检测摆动气缸，所述检测摆动气缸与所述内圈位置检测机构驱动连接，能够驱动所述内圈位置检测机构在左右方向上移动。

优选的，所述机头本体还包括上下底座、水平底座，所述上下底座可上下移动地设置于所述机头本体上，所述水平底座沿前后方向可移动地设置于所述上下底座上，所述内圈位置检测机构可沿左右方向移动地设置于所述水平底座上，所述焊枪夹头配合所述内圈位置检测机构可沿左右方向移动地设置于所述水平底座上；所述主筋固定装置a还包括主筋固定块、主筋支撑块，所述主筋固定块设置于所述水平底座上，所述主筋支撑块设置于所述机头本体上。

优选的，还包括第二安装板，所述主筋支撑块通过所述第二安装板设置在所述机头本体上。

优选的，还包括第一驱动装置、第二驱动装置，所述第一驱动装置与所述上下底座驱动连接，能够驱动所述上下底座上下运动，进而带动所述主筋固定块同步在上下方向上移动；所述第二驱动装置设置于所述上下底座上，并且与所述水平底座驱动连接，能够驱动所述水平底座前后运动，进而带动所述主筋固定块同步在前后方向上移动，所述主筋固定块相对所述主筋支撑块在上下方向和前后方向上移动，用以将所述主筋固定在主筋固定块和主筋支撑块之间。本发明通过第一驱动装置和第二驱动装置可以实现主筋固定块的前后、垂直上下移动，主筋固定块能够自动的抓取主筋以及将主筋牢牢的固定在主筋支撑块上，本申请能够自动抓取、压紧和松开主筋，使主筋与内圈的焊接过程全自动进行，不需要人工参与，确保焊接质量以及提高钢筋笼的生产效率。

优选的，所述第一驱动装置包括设置于所述机头本体上的与所述上下底座驱动连接的上下气缸，所述上下气缸可以驱动所述上下底座在上下方向上移动；所述第二驱动装置包括设置于所述上下底座上的与所述水平底座驱动连接的水平气缸，所述水平底座在水平气缸的驱动下沿着前后方向移动。本技术方案整体结构简单，有利于第一驱动装置和第二驱动装置的布置，以及实现主筋固定块的前后、垂直上下的运动，便于主筋固定块对不同规格的主筋的拿取、压紧等操作，极大地提高了本发明的适用范围。

优选的，还包括第三驱动装置，所述第三驱动装置包括滑动底座、前进电机、导向轴，所述前进电机通过传动块与导向轴传动连接，所述导向轴穿过导向滑块安装在滑动底座上，所述导向轴的一端与所述机头本体相连，所述前进电机用于驱动所述导向轴沿前后方向移动。所述导向轴带动与之连接的因为钢筋笼大，机构整体后移需要的距离更大，因此通过上述结构能够适应不同直径规格的钢筋笼。

优选的，所述第三驱动装置包括位置检测气缸，所述位置检测气缸上安装有位置检测开关，正常工作时气所述位置检测气缸保持推出状态，第三驱动装置驱动机头整体前移，当机头前端固定的主筋与钢筋笼骨架内圈接触后，电机仍然在继续工作保持驱动整体结构前进的状态，整体结构前端固定的主筋被钢筋骨架内圈阻挡，电机丝杆继续旋转时则会带动导向滑块后退，从而压缩单向气缸活塞杆使其后退，此时气缸上的位置检测开关检测到活塞杆后退，位置检测开关产生一个信号给控制系统，从而系统确定推进到位，停止第三驱动装置，所述位置检测开关的作用为检测导向滑块是否移动，通过调整改变检测位置，可用开关类型包括但不限于微动开关、接近传感器、光电传感器、激光传感器等常见运动可触发的开关类型。

优选的，还包括送丝机，所述送丝机用于输送焊丝至可以被安装在所述焊枪夹头上的焊枪，保证焊接质量，本领域的技术人员能够选择任意型号的送丝机实现所述技术效果。

优选的，所述主筋支撑块外形呈“l”状结构，l结构的主筋支撑块可以提住主筋，方便主筋固定块将主筋固定。

优选的，所述主筋固定块是“l”形平板结构，l结构的主筋固定块能够在第一驱动装置和第二驱动装置的作用下勾住主筋，避免主筋从主筋支撑块上滑落，保证焊接的顺利进行。

优选的，还包括设置于所述机头本体上的第四驱动装置，所述第四驱动装置用于驱动主筋支撑块沿前后方向移动，主筋支撑块能够朝后方运动直至所述主筋固定装置上新的主筋被内圈上已经焊接的主筋支撑。

优选的，还包括设置在焊枪夹头上的焊枪调节块，焊枪调节块可以调节焊枪焊接时的稳定性，极大地提高了焊接质量。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明一种用于焊接钢筋笼内圈与主筋的焊接机头，通过主筋固定块和主筋支撑块的相互配合，本装置能够自动的对主筋进行拿取、压紧等操作，实现自动化焊接，焊点稳定，焊接质量高、生产效率高；内圈位置检测机构能自动检测内圈与主筋接触的位置，减少了工人的劳动强度，快速、准确的进行焊接。

2、本发明一种用于焊接钢筋笼内圈与主筋的焊接机头，通过第三驱动装置驱动整体结构均沿前后方向移动，能够适应不同直径规格的钢筋笼，有效保证不同直径规格的钢筋笼的焊接需求；通过焊枪摆动装置、检测机构摆动装置，实现内圈位置检测机构能够左右摆动，同时焊枪夹头也能左右摆动，极大地增加了焊接面以及快速准确的找准内圈的位置。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明具体实施例的焊接机头示意图。

图2为本发明具体实施例的第一驱动装置示意图。

图3为本发明具体实施例的第二驱动装置示意图。

图4为本发明具体实施例的第三驱动装置示意图。

图5为本发明焊枪夹头和内圈位置检测机构的具体连接结构。

附图标记及对应零部件名称：6-焊枪夹头，8-主筋固定块，9-内圈位置检测机构，10-主筋支撑块，11-第二安装板，1201-竖直底座，1202-上下底座，1203-上下气缸，1301-水平底座，1303-水平气缸，1305-卡槽连接件，1306-卡块连接件，14-焊枪摆动气缸，15-检测摆动气缸，1601-滑动底座，1602-前进电机，1603-导向轴，1604-导向滑块，1605-传动块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1所示，一种用于焊接钢筋笼内圈与主筋的焊接机头，包括机头本体，还包括内圈位置检测机构9，所述内圈位置检测机构9沿左右方向可移动地设置于所述机头本体上并能与所述内圈碰触，所述内圈位置检测机构9通过碰触所述内圈而确定所述内圈与所述主筋的焊点位置；还包括焊枪夹头6，焊枪夹头6配合所述内圈位置检测机构9沿左右方向可移动地设置于机头本体上，焊枪夹头6用于安装焊枪；还包括主筋固定装置a，主筋固定装置a设置在机头本体上，用于固定住所述主筋。本实施例在工作时，主筋提前预设在内圈上需要焊接的位置，主筋固定装置a在该预设位置将主筋固定住，以使得内圈处于内圈位置检测机构9可以检测到的范围内，由于焊枪夹头6和内圈位置检测机构9也设置于机头本体上，主筋固定装置a固定住主筋之时，焊枪夹头6和内圈位置检测机构9在前后方向和上下方向上相对于主筋的位置就是可以直接地毫无疑义地确定的，同时，焊枪夹头6和内圈位置检测机构9在前后方向和上下方向上相对于主筋与内圈接触的焊点位置也就可以直接地毫无疑义地确定，焊枪夹头6在安装焊枪时，就可以在上下方向和前后方向将焊枪的位置率先预设好。而焊枪夹头6和内圈位置检测机构9能够相互配合着左右移动，即，焊枪夹头6和内圈位置检测机构9只需要再从左右方向上找到主筋与内圈接触的焊点位置，就可以对主筋和内圈的焊点位置进行焊接；此处“焊枪夹头6配合所述内圈位置检测机构9沿左右方向可移动地设置于机头本体上”的意思是指，焊枪夹头6能随动于内圈位置检测机构9，或者内圈位置检测机构9能随动于焊枪夹头6，或者焊枪夹头6和内圈位置检测机构9能同步移动，当内圈位置检测机构9移动过程中碰触到内圈时，代表从左右方向上亦找到主筋与内圈的焊点位置，此时且焊枪夹头6安装的焊枪也配合找到焊点的位置，焊枪夹头6安装的焊枪随之启动，对主筋与内圈在焊点位置进行焊接。

如图1-4所示，一种用于焊接钢筋笼内圈与主筋的焊接机头，包括焊枪夹头6，用于安装焊枪夹头6的水平底座1301，还包括设置在水平底座1301上的主筋固定块8、内圈位置检测机构9，还包括设置在机头本体内的第一驱动装置、第二驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动主筋固定块8沿垂直方向上下移动，所述第二驱动装置用于驱动主筋固定块8沿前后方向移动，还包括用于安装主筋支撑块10的第二安装板11，所述主筋固定块8和主筋支撑块10相互配合下将主筋固定，所述内圈位置检测机构9用于检测内圈与主筋接触的位置。本实施例在工作时，当主筋预设在内圈之上时，焊枪安装在焊枪夹头6上，焊接机头朝着主筋所在方向移动，主筋支撑块10首先移动到主筋下方，然后主筋固定块8在第一驱动装置和第二驱动装置的作用下，主筋固定块8扣住主筋，然后将主筋压紧在主筋支撑块10上，然后焊接机头在内圈位置检测机构9的作用下，对主筋与内圈接触的地方进行焊接；在整个焊接过程中，主筋固定块8和主筋支撑块10牢牢的将主筋与内圈贴合，主筋与内圈的焊点稳定，焊接质量好。

进一步的，水平底座1301上设置有两个主筋固定块8，两个主筋固定块8分别位于水平底座1301的两侧，焊枪夹头6和内圈位置检测机构9位于两个主筋固定块8之间，所述焊枪夹头6与内圈位置检测机构9能够在水平底座1301上左右滑动；所述第二安装板11的数量是两个，两个第二安装板11分别位于主筋固定块8的外侧，每个第二安装板11上设置有一个主筋支撑块10，两个主筋固定块8位于两个主筋支撑块10之间，一个主筋支撑块10和一个主筋固定块8相互配合，将主筋固定。本实施例中，焊枪夹头6、主筋固定块8、内圈位置检测机构9、主筋支撑块10四者朝向同一侧，均朝向主筋所在方向。

实施例2：

如图1-3所示的一种用于焊接钢筋笼内圈与主筋的焊接机头，在实施例1的基础上，所述第一驱动装置与上下底座1202驱动连接，驱动所述上下底座1202沿上下方向移动；所述第二驱动装置包括与水平底座1301驱动连接，驱动所述水平底座1301在前后方向移动。所述第二驱动装置通过带动所述水平底座1301移动从而带动设置在所述水平底座1301上的主筋固定块8沿前后方向移动。本实施例中，上下底座1202采用滑轨设计，第一驱动装置位上下气缸1203，上下气缸1203通过竖直底座1201安装在机头本体上，上下底座1202与上下气缸1203的输出端相连，所述上下底座1202是“t”字型结构，由两块平板组成。所述水平底座1301与上下底座1202采用滑轨设计，主筋固定块8的数量是2个，分别位于水平底座1301的两侧。

还包括设置在水平底座1301上的焊枪摆动装置、检测机构摆动装置，所述焊枪摆动装置用于控制焊枪夹头6摆动，所述检测机构摆动装置用于控制内圈位置检测机构9摆动。

所述水平底座1301为翻转90度后倒着的“u”型结构，在相对位置位于上方的一侧开有滑槽，在相对位置位于下方的一侧设置有焊枪摆动装置、检测机构摆动装置，同时，所述焊枪夹头6的底部穿过滑槽与焊枪摆动装置连接，所述内圈位置检测机构9穿过滑槽与检测机构摆动装置连接。

进一步的，所述焊枪摆动装置包括焊枪摆动气缸14，焊枪夹头6滑动连接在水平底座1301上，所述焊枪摆动气缸14能够驱动焊枪夹头6沿着水平底座1301左右移动，所述检测机构摆动装置包括检测摆动气缸15，所述检测摆动气缸15的输出轴与内圈位置检测机构9相连。

进一步的，所述焊枪夹头6能够随动于所述内圈位置检测机构9，用于确定钢筋笼骨架的内圈与主筋的焊点位置，焊枪夹头6还包括设有卡槽部的卡槽连接件1305，所述内圈位置检测机构9还包括所述设置有卡块部的卡块连接件1306，所述卡槽连接件1305的卡槽与所述卡块连接件1306的卡块配合设置；所述卡槽连接件1305与所述卡块连接件1306可移动地设置在所述水平底座1301上；以上结构让所述内所述焊枪夹头6的位置可以配合圈位置检测机构9的位置进行移动，即，在检测内圈与主筋焊接的焊点位置的时候，检测摆动气缸15驱动位置检测机构9向内圈移动，首先，内圈位置检测机构9则会推动所述焊枪夹头6在水平底座1301上滑动，当内圈位置检测机构9在其行程范围内与内圈触碰，则说明检测焊点的位置，由于焊枪夹头6上设置有调节块，能够预先调整好焊枪与内圈位置检测机构9的相对位置，内圈位置检测机构9检测到焊点位置，则代表焊枪夹头6上安装的焊枪也同步快速准确的将内圈与主筋焊接的焊点位置找到，此处找到的焊点位置是焊接起始点；然后，焊枪启动开始焊接，同时，焊枪摆动气缸14开始工作，驱动安装有焊枪的焊枪夹头6沿着水平底座1301左右移动，使得焊枪从内圈一侧焊接起始点持续移动焊接到内圈另一侧的焊接终点，直至焊接结束，以上焊接机头结构，使得内圈与主筋的焊接面积得以增加，让焊接更牢固，极大的提高了焊接质量，同时，相对人工焊接大幅度提高了生产效率。

进一步的，如图5所示，卡块连接件1306的卡块部与所述卡槽连接件1305的卡槽部之间形成可以让所述卡槽连接件1305相对所述卡块连接件1306活动的空间；使得焊枪夹头6上安装的焊枪从内圈一侧焊接起始点持续移动焊接到内圈另一侧的焊接终点的移动过程只能在活动的空间的移动范围内，既能让有效的焊接面积增加，又能避免无效的过度焊接，以免焊枪焊接完内圈与主筋的接触焊点后继续工作，在主筋上留下不必要的烧伤，也有效避免了资源浪费。

实施例3：

如图4所示的一种用于焊接钢筋笼内圈与主筋的焊接机头，本实施例在实施例1的基础上，还设置有第三驱动装置，所述第三驱动装置包括滑动底座1601、前进电机1602、导向轴1603，所述前进电机1602通过传动块1605与导向轴1603传动连接，所述导向轴1603穿过导向滑块1604安装在滑动底座1601上，所述导向轴1603的一端与竖直底座1201相连，所述前进电机1602用于驱动整体结构均沿前后方向移动。第三驱动装置用于驱动焊枪夹头6所在机头本体部分即包括第一驱动装置、第二驱动装置、主筋固定块8、主筋支撑块10、内圈位置检测机构9、焊枪夹头6等沿着前后移动，目的是在主筋率先没有预设在内圈之时，用以将主筋推送到内圈上预定的位置，再对内圈与主筋进行焊接；进一步的，还包括设置在滑动底座1601上的推力气缸，气缸上设置有位置检测开关。所述推力气缸的输出端与传动块1605相连，所述推力气缸用于供丝杆缓冲，即，丝杆转动推动机头整体前移，需要一个，更进一步的，推力气缸还可以采用弹簧替代。

正常工作时气所述位置检测气缸保持推出状态，第三驱动装置驱动机头整体前移，当机头前端固定的主筋与钢筋笼骨架内圈接触后，电机仍然在继续工作保持驱动整体结构前进的状态，整体结构前端固定的主筋被钢筋骨架内圈阻挡，电机丝杆继续旋转时则会带动导向滑块1605后退，从而压缩单向气缸活塞杆使其后退，此时气缸上的位置检测开关检测到动导向滑块1605或者活塞杆的后退动作，位置检测开关产生一个信号给控制系统，系统从而确定第三驱动推进到达符合要求的位置，系统则控制第三驱动装置停止推进，所述位置检测开关的作用为检测导向滑块1605或者活塞杆是否移动，其位置可以安装在能检测到导向滑块1605或者活塞杆活动的任意位置，可用开关类型包括但不限于微动开关、接近传感器、光电传感器、激光传感器等常见运动可触发的开关类型。本实施例中，前进电机1602的输出轴与丝杆固定连接，丝杆与传动块1605配合，丝杆的轴线与导向轴1603的轴线平行，丝杆的转动通过传动块1605转化为导向轴1603的轴向运动，上述运动采用了丝杆机构实现，具有精度高的特点。

还包括设置在导向轴1603上方的送丝机，所述送丝机用于输送焊丝至焊枪。

进一步的，所述主筋支撑块10外形呈“l”状结构，所述主筋固定块8是“l”形平板结构。

进一步的，所述驱动装置还包括第四驱动装置，所述第四驱动装置用于驱动主筋支撑块10沿前后方向移动，主筋支撑块10能够朝后方运动直至固定在主筋支撑块10和主筋固定块8之间的其他主筋被内圈上已经焊接的主筋支撑，借以完成对多主筋的焊接。所述第四驱动装置可以是气缸。

进一步的，还包括设置在焊枪夹头6上的焊枪调节块，焊枪调节块用于调节焊枪的稳定性，提升焊接质量。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。