简支箱梁钢筋定位网片智能生产技术

简支箱梁钢筋定位网片智能生产技术

赵栋

中铁三局集团有限公司   山西省太原市   030001

摘 要：

研究目的：人工焊接的钢筋定位网片焊点有质量不一，容易使钢筋开焊等缺点，同时定位网胎卡具使用过程中易发生形变，会影响加工的钢筋定位网片精度。为提高钢筋定位网片加工的质量及精度，提高焊接功效，特研究一种新型的电阻焊接形式的钢筋定位网片智能生产技术。

研究结论：钢筋定位网片智能生产线通过在渝昆高铁站前五标项目部宜宾东制梁场实际使用得出结论：钢筋定位网片智能生产线比人工焊接钢筋定位网片减少工人劳动强度，更加高效，提高焊接质量，更加环保。可应用于高速铁路预制简支箱梁钢筋定位网片自动化加工。

关键词： 钢筋定位网片、预应力、焊接精度、智能生产线、人工焊接；

1工程背景

预应力工序施工是预应力箱梁的核心，而定位网孔道加工的精确程度是整个预应力施工的基础，预应力管道的偏差过大会使得管道的摩阻增大，进而使预应力损失变大，直接影响箱梁使用寿命。传统的定位网加工在5mm厚钢板制作的定位网胎卡具上进行，胎卡具槽口由于人工制作及多次焊接后会出现精度不符合要求，且人工焊接焊点质量不一，导致焊接的定位网质量难以保证。

为了提高定位网的焊接精度、质量和工作效率，采用电阻焊接形式的钢筋定位网片智能生产技术应运而生。

2钢筋定位网片智能生产线构造组成

智能生产线由焊接工作站、搬运工作站、遥控升降转运车三部分组成，焊接工作站见图1，搬运工作站见图2，遥控升降转运车见图3。

2.1焊接工作站

（1）焊接系统：由焊接机器人、焊机、焊枪组成。

（2）特尔玛清枪站：用于清理焊枪喷嘴内的焊渣

（3）激光跟踪系统：用于平面、曲面、圆周焊缝的跟踪、与扫描，可实现3D跟踪，原理是传感器前置于焊枪，提前检测焊缝左右偏移和高低偏移，并将焊缝走向实时传递到焊枪控制单元，完成各种复杂焊接，改善焊接质量。机器人按照焊接轨迹带着激光器从交点前扫描至交点后，扫描一遍后机器人退回焊接起始点开始正式焊接。

（4）PLC控制系统：控制机器人行走地轨上的伺服电机，将机器人移动到合适位置。

（5）机器人行走地轨：用于焊接产品过长，机器人臂展不够时，通过PLC控制伺服电机将机器人移动到合适的位置。由伺服电机、减速机、齿轮、齿条、导轨、滑块等组成。

2.2搬运工作站

（1）搬运系统：由搬运机器人、抓取夹具组成

（2）成品储料架：用于放置焊接完成的产品。

（3）机器人行走地轨：用于取、放物品距离机器人臂展不够时，通过PLC控制伺服电机将机器人移动到合适的位置。由伺服电机、减速机、齿轮、齿条、导轨、滑块等组成。

（4）PLC控制系统：控制机器人行走地轨上的伺服电机，将机器人移动到合适位置。

2.3遥控升降转运车

遥控顶升车，载重可达2T，顶升高度0-200mm，支持前进后退、左右转向。采用高性能锂电池，支持快速充电，可7X24小时不间断运行。用于物料转运。

图1焊接工作站

图2搬运工作站

图3遥控升降转运车

3钢筋定位网片智能生产线关键控制技术

焊接工作站是智能生产线的关键控制点位，其特点在于该焊接平台由横向支撑架和斜向支撑架构成，实现了纵横两个方向上钢筋的铺设搭接，其横向支撑架包括若干并排的滑杆，滑杆通过动力装置实现间距的变化，滑杆上设置钢筋定位板，斜向支撑架包括若干并排的动力导轨，动力导轨上设有水平伸缩杆，水平伸缩杆上设置若干钢筋定位夹具，即通过调节横向支撑架上的滑杆间距，实现横向钢筋的精确定位，通过斜向支撑架上动力导轨调节竖向间距。同时该焊接平台还包括用于联动协调的PLC控制器，PLC控制器与动力装置、动力导轨电气连接，实现了钢筋纵横快速铺设、位置间距精确调节，提高了定位网加工制造的工序连续性，也确保了桥梁钢筋定位网的最终加工质量。

4智能化钢筋定位网片施工特点

（1）定位网人工焊接钢筋定位网片需两人配合，两人配合焊接单孔箱梁钢筋定位网片焊接时长为6.5h，包含焊接时长及更换胎卡具时间，折合单片定位网焊接时长为6min。智能化生产线焊接单孔箱梁钢筋定位网片用时约3h，智能化生产线焊接单片定位网用时2.8min。功效提高约54%。

（2）人工焊接钢筋定位网片质量受到人员的熟练程度制约，且每个焊点焊接的质量由焊接人员凭经验决定，在进度加快期间，焊接作业人员会采取缩短焊点焊接时间、减少焊点、降低精度来提高焊接速度，严重影响焊接质量。采用智能生产线焊接则会避免以上问题，且生产线可24h按照设定的标准运转，极大的保证焊接质量。

（3）人工焊接产生的焊烟和辐射是造成电焊作业人员职业病的主要原因，智能生产线完全是无人化操作，直接避免因此造成的人员人身安全。

5结论

通过引进钢筋定位网片智能生产线，梁场焊接钢筋定位网片功效得到了极大提升，同时钢筋定位网片的焊接质量得到了极大的保证，为后期预应力工序施工打好基础，且避免了对人员造成伤害，也减少对场内环境的污染。钢筋定位网片智能生产线的设想得到了验证，为后续智能生产线的研发与迭代提供了技术支持。

6参考文献

1.黄涛.高速铁路简支箱梁钢筋智能生产技术.建筑理论,2022-06.
2.盛甫新.关于高速铁路简支箱梁梁场预制施工技术探讨.市政工程,2021-12.

3.郭丙全,关兆瑞. 高铁预制梁定位网钢筋智能焊接设备的研发与应用.建筑技术科学,2021-10.