焊接封閉箍筋自動焊接技術(shù)的研究

趙紅學(xué)，侯愛山，紀恩龍

（(中國建筑科學(xué)研究院 建筑機械化研究分院，河北 廊坊 065000)）

焊接封閉箍筋自動焊接技術(shù)的研究

趙紅學(xué)，侯愛山，紀恩龍

（(中國建筑科學(xué)研究院 建筑機械化研究分院，河北 廊坊 065000)）

[摘 要]為了解決焊接封閉箍筋加工難的問題，現(xiàn)開發(fā)一種焊接封閉箍筋自動焊接生產(chǎn)線，通過對焊接封閉箍筋自動焊接生產(chǎn)線工藝結(jié)構(gòu)的介紹，詳細闡述了焊接封閉箍筋自動化加工設(shè)備各個機構(gòu)的研究內(nèi)容。

[關(guān)鍵詞]鋼筋箍筋；焊接封閉箍筋；自動焊接技術(shù)

1 概 述

目前，建筑用鋼筋箍筋大多采用開式，接口處有兩個135°拉鉤式的箍筋，拉鉤長度為10倍鋼筋直徑，這樣的箍筋無論是自身性能、制作加工還是安裝都存在不利之處：①該形式箍筋未完全形成封閉式，在強大的外力作用下未斷母材之前勢必會開口，未完全發(fā)揮緊固的作用；②兩個拉鉤的存在對鋼筋的使用是一種浪費；③拉鉤的存在影響安裝效率，且影響了混凝土灌注進度，可能造成振搗不均，降低鋼筋混凝土強度。在重慶、西安、貴州等地部分建筑施工工地采用焊接式箍筋，但其加工工藝繁瑣，加工工序分散，都是采用人工掌控焊接，生產(chǎn)出的箍筋合格率低，且占用場地大，生產(chǎn)效率低，制約了焊接箍筋的發(fā)展與推廣。

為解決上述問題，中國建筑科學(xué)研究院建筑機械化研究分院與廊坊凱博建設(shè)機械科技有限公司聯(lián)合研制開發(fā)一種生產(chǎn)焊接封閉箍筋生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線解決了焊接封閉箍筋加工難的問題，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的箍筋加工模式，為焊接封閉箍筋工廠化加工提供保障，同時該生產(chǎn)線采用全自動流水線作業(yè)，減少人員操作，大大提高了生產(chǎn)效率和成品質(zhì)量，降低了勞動成本和廢品率。

焊接封閉箍筋自動焊接設(shè)備技術(shù)參數(shù)如下

加工鋼筋級別 HPB300、HRB400、HRB500

加工鋼筋直徑（mm) ?6～?12

最大焊接速度（個/min） 6

最大焊接尺寸（mm） 1200×800

2 工藝結(jié)構(gòu)

焊接封閉箍筋自動焊接設(shè)備按照生產(chǎn)線模式設(shè)計，集放線、矯直、切斷、彎曲、定位夾持、焊接為一體，設(shè)備工藝流程如圖1所示。設(shè)備由程序自動控制，焊接箍筋尺寸、數(shù)量可以設(shè)定。原料放置在原料架上，通過導(dǎo)線器進入主機調(diào)直并切斷，落入彎曲主機上進行彎曲，整形后進入焊接主機進行焊接。

圖1 設(shè)備工藝流程

2.1 矯直切斷機構(gòu)

鑒于現(xiàn)在已有的矯直切斷技術(shù)，我們設(shè)計矯直切斷機構(gòu)的外矯直機構(gòu)和內(nèi)矯直機構(gòu)均由導(dǎo)線口、矯直輪、安裝板構(gòu)成，外矯直機構(gòu)與內(nèi)矯直機構(gòu)安裝呈90°夾角。牽引機構(gòu)由牽引輪、計數(shù)輪、牽引箱體、牽引減速機、牽引伺服電機構(gòu)成，牽引伺服電機通過減速機帶動牽引輪旋轉(zhuǎn)，為鋼筋前進提供動力。剪切機構(gòu)由固定刀座、固定刀片、切刀刀片、動刀臂、連接臂、減速機、電機、固定座構(gòu)成，在所述的動刀臂上安裝有切刀刀片，動刀臂與固定刀座鉸接，電機通過減速機帶動動刀臂擺臂，為剪切提供動力。這種矯直切斷機構(gòu)的優(yōu)點是在保證鋼筋直線度的前提下，不僅節(jié)約動力，而且不會對鋼筋表面產(chǎn)生劃傷，是一種理想的矯直切斷機構(gòu)。

2.2 彎曲機構(gòu)

為了提高整機的生產(chǎn)效率，我們設(shè)計彎曲機構(gòu)由4個彎曲主機組成，每個彎曲主機都是由彎曲軸、彎曲伸縮機構(gòu)、彎曲減速機、伺服電機構(gòu)成，伺服電機通過彎曲減速機帶動彎曲軸，為鋼筋的彎曲提供動力，彎曲主機移動機構(gòu)由鏈條鏈輪或齒輪齒條、張緊機構(gòu)、減速機、電機構(gòu)成，電機通過減速機帶動鏈輪鏈條或齒輪齒條旋轉(zhuǎn)，為4個彎曲主機移動提供動力，實現(xiàn)彎曲主機的自動調(diào)整間距，在更換加工箍筋邊長尺寸時，達到了自動調(diào)整效果，降低了操作難度。

2.3 定位夾持機構(gòu)

定位夾持機構(gòu)由對開式滾珠絲杠滑臺、氣動滑座、整形氣缸、定位氣缸、定位滑塊、定位滑座構(gòu)成，在對開式滾珠絲杠滑臺上安裝有氣動滑座，其中兩個氣動滑座上安裝有整形氣缸，一個氣動滑座上安裝定位滑座，定位滑座上安裝定位氣缸，定位氣缸帶動定位滑塊，實現(xiàn)鋼筋的整形定位。所述的送料機構(gòu)由同步滑臺、滑塊連接座、滑臺固定座構(gòu)成。同步滑臺通過滑塊連接座帶動整形定位機構(gòu)快速移動，將整形定位后的鋼筋送入焊接機構(gòu)中進行焊接。

2.4 焊接機構(gòu)

焊接機構(gòu)由焊接機架、電極塊、焊接夾鉗、銅電纜、變壓器、直線滑軌、升降氣缸、夾持氣缸、頂推氣缸構(gòu)成。電極塊安裝在焊接夾鉗上，夾持氣缸作為夾鉗夾持鋼筋的動力，電極塊通過銅電纜與變壓器連接，頂推氣缸通過直線滑軌帶動焊接夾鉗橫向頂推，安裝在機架上的升降氣缸通過直線滑軌為電極塊的升降提供動力。安裝有帶槽電極塊的同步力臂定位焊接夾鉗，實現(xiàn)了箍筋端頭夾持的對中，確保箍筋焊接質(zhì)量。焊接機構(gòu)焊件夾鉗可升降，保證焊接箍筋入料、出料的穩(wěn)定性，實現(xiàn)了流水線作業(yè)。

3 設(shè)備特點

1）克服現(xiàn)有技術(shù)局限，該生產(chǎn)線所加工出的焊接封閉箍筋代替?zhèn)鹘y(tǒng)箍筋，節(jié)約了鋼材的使用率，同時焊接封閉箍筋便于施工安裝，增加了承力柱的強度，為焊接封閉箍筋的推廣提供支持。

2）該生產(chǎn)線采用PLC控制，動力采用伺服電機，實現(xiàn)全自動作業(yè)，能夠大大提高生產(chǎn)效率，降低人工作業(yè)量，該生產(chǎn)線可實現(xiàn)6個/min的加工能力。

3）該生產(chǎn)線所生產(chǎn)出的封閉箍筋成品率高，質(zhì)量可靠，精度高。

4）該生產(chǎn)線滿足多種鋼筋規(guī)格和不同箍筋尺寸大小的加工，調(diào)整實現(xiàn)全自動無需人工參與，大大降低了調(diào)整時間和人工調(diào)整的誤差。

5）滿足焊接封閉箍筋工廠化加工的要求，為鋼筋商品化加工配送提供支持。

4 結(jié) 語

人工制作和人機結(jié)合制作封閉箍筋已經(jīng)越來越難適應(yīng)當(dāng)今的工程建設(shè)進度和質(zhì)量，焊接封閉箍筋自動焊接生產(chǎn)線因具有高速高效、操作簡單、快速切換規(guī)格等特點，已經(jīng)得到廣大施工方的認可。目前，焊接封閉箍筋自動焊接生產(chǎn)線還屬于起步階段，還需要廠家用戶不斷的探索與研究，才能使我們的生產(chǎn)線取得更大進步。

（編輯 張磊慶）

Research of welding closed stirrup automatic welding technology

ZHAO Hong-xue, HOU Ai-shan, JI En-long

［基金項目］國家“十二五”科技支撐計劃項目(2012BAJ03B0604)

［中圖分類號］TU64+9

［文獻標識碼］B

［文章編號］1001-1366(2015)06-0051-02

［收稿日期］2015-04-25