一种隧道型钢拱架精准定位加工方法与流程

专利检索2025-05-02  18


本发明涉及隧道型钢拱架,具体为一种隧道型钢拱架精准定位加工方法。


背景技术:

1、在隧道施工中经常会遇到各种地质的围岩,为了保证施工安全,初支拱架作为最常见的一种支护方式,具体的施工过程为:拱架通常都是按照隧道所处围岩的等级进行设计并在隧道外的加工厂内分节加工。施工时,将其运至隧道掌子面开挖现场,人工配合机械操作将其与开挖面锚杆焊接定位,并在钢拱架间纵向连接钢筋及钢筋网片,对钢筋网片及型钢拱架进行喷射混凝土完成初步的支护加固。对于单条隧道,拱架需求量很大,需要根据围岩变化不断调整拱架圆弧尺寸及长度,如何提高拱架生产能力并确保加工尺寸精度,对于隧道整体进度影响重大。

2、传统隧道拱架加工由冷弯机将工字钢弯折成所需要的弧度后,使用火焰切割出设计需要的长度,并在两端头焊接法兰钢板(连接板)。根据不同的隧道设计需求,钢拱架采用型钢的规格、长度也不尽相同,加工过程需要人工手持火焰割枪,对从冷弯机弯曲成型后运出的工字钢,使用卷尺量出设计所需的弧长,并在该位置垂直于弧形工字钢切线进行切断(在此过程中,容易因工人卷尺测量误差、切割手法不熟练等问题,导致工字钢端头切线不平整或不垂直等情况,影响端头法兰钢板焊接质量),再通过加工厂内桁吊转运至焊接台架,在法兰钢板4个螺栓孔间刻画十字线的方式,将其定位点焊至弯曲好的工字钢两端(极易因工人肉眼观察错误导致刻画的十字线无法与工字钢轴线较好地重合即连接板位置容易出现偏移,焊接完成的法兰钢板偏转翘曲而无法安装使用),随后进行满焊。因此为了提高拱架加工精准度,研究一种隧道型钢拱架精准定位加工技术就显得十分必要。


技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足,本发明提供了一种隧道型钢拱架精准定位加工方法,能够解决上述技术问题。

3、(二)技术方案

4、为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种隧道型钢拱架精准定位加工方法,包括以下步骤:

5、s1:将型钢上料至喂料平台;

6、s2:位于喂料平台上的型钢进入弯曲机的入料口,进一步对型钢进行弯折;

7、s3:利用多轴机械臂以及切割装置对型钢进行切割;

8、s4:将切割得到的型钢转运至点焊平台,进一步在点焊平台上点焊连接板,其中点焊平台设有用于对连接板进行定位的连接板定位件;

9、s5:对型钢进行满焊。

10、优选的,在步骤s3中,多轴机械臂具体为六轴机械臂,切割装置设置于六轴机械臂上,通过六轴机械臂带动切割装置进行移动以对型钢进行切割。

11、优选的,点焊平台的顶部间隔设有两个连接板定位件。

12、优选的,连接板定位件包括底板、侧板以及销轴,侧板的底端固定设置于底板的顶面上,侧板设有贯穿其前端面以及后端面的定位孔,连接板设有贯穿其前端面以及后端面的螺栓孔,销轴用于插设在定位孔、螺栓孔中以对连接板进行定位。

13、优选的,在步骤s4中,型钢为位于两个连接板定位件之间,连接板的前端面与型钢的端部接触,连接板的后端面与侧板的前端面接触,通过销轴插设在定位孔、螺栓孔中,进一步将连接板点焊连接于型钢的端部上,在完成点焊后将销轴拔出。

14、优选的,底板上设有用于对型钢的侧边进行限位的限位挡块。

15、优选的,连接板定位件在点焊平台上的位置为可调整的。

16、优选的,在步骤s4中,通过带视觉扫描的六轴机器人激光焊接机进行点焊连接板。

17、优选的,连接板设有四个螺栓孔。

18、优选的,螺栓孔为利用冲孔机、辅助工具板以及销钉对连接板进行冲孔所得。

19、(三)有益效果

20、与现有技术相比,本发明提供了一种隧道型钢拱架精准定位加工方法,具备以下有益效果:(1)利用多轴机械臂对弯曲成型的型钢进行切割,使得切割装置能够准确定位至型钢切割面,确保了断口面平整,角度准确,无需对断面进行二次整形,不会出现角度错误导致的三角区填焊问题,从而保证该断面在贴合法兰钢板时焊接质量及加焊效率;(2)点焊平台设有用于对连接板进行定位的连接板定位件,使得型钢在与连接板的点焊加工过程中对连接板进行定位,使得连接板不易发生偏移,即使得型钢与连接板的焊接位置准确,避免焊接完成的连接板因偏转翘曲而无法安装使用。



技术特征:

1.一种隧道型钢拱架精准定位加工方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的隧道型钢拱架精准定位加工方法,其特征在于:在所述步骤s3中,所述多轴机械臂具体为六轴机械臂,所述切割装置设置于所述六轴机械臂上,通过所述六轴机械臂带动所述切割装置进行移动以对所述型钢进行切割。

3.根据权利要求1所述的隧道型钢拱架精准定位加工方法,其特征在于:所述点焊平台的顶部间隔设有两个所述连接板定位件。

4.根据权利要求3所述的隧道型钢拱架精准定位加工方法,其特征在于:所述连接板定位件包括底板、侧板以及销轴,所述侧板的底端固定设置于所述底板的顶面上,所述侧板设有贯穿其前端面以及后端面的定位孔,所述连接板设有贯穿其前端面以及后端面的螺栓孔,所述销轴用于插设在所述定位孔、所述螺栓孔中以对所述连接板进行定位。

5.根据权利要求4所述的隧道型钢拱架精准定位加工方法,其特征在于:在所述步骤s4中,所述型钢为位于两个所述连接板定位件之间,所述连接板的前端面与所述型钢的端部接触,所述连接板的后端面与所述侧板的前端面接触,通过所述销轴插设在所述定位孔、所述螺栓孔中,进一步将所述连接板点焊连接于所述型钢的端部上,在完成所述点焊后将所述销轴拔出。

6.根据权利要求4所述的隧道型钢拱架精准定位加工方法,其特征在于:所述底板上设有用于对所述型钢的侧边进行限位的限位挡块。

7.根据权利要求3所述的隧道型钢拱架精准定位加工方法,其特征在于:所述连接板定位件在所述点焊平台上的位置为可调整的。

8.根据权利要求1所述的隧道型钢拱架精准定位加工方法,其特征在于:在所述步骤s4中,通过带视觉扫描的六轴机器人激光焊接机进行点焊连接板。

9.根据权利要求4所述的隧道型钢拱架精准定位加工方法,其特征在于:所述连接板设有四个所述螺栓孔。

10.根据权利要求9所述的隧道型钢拱架精准定位加工方法,其特征在于:所述螺栓孔为利用冲孔机、辅助工具板以及销钉对所述连接板进行冲孔所得。


技术总结
本发明公开了一种隧道型钢拱架精准定位加工方法,包括S1:将型钢上料至喂料平台;S2:位于喂料平台上的型钢进入弯曲机的入料口,进一步对型钢进行弯折;S3:利用多轴机械臂以及切割装置对型钢进行切割;S4:将切割得到的型钢转运至点焊平台,进一步在点焊平台上点焊连接板,其中点焊平台设有用于对连接板进行定位的连接板定位件;S5:对型钢进行满焊。本发明利用六轴机械臂对弯曲成型的型钢进行切割,确保了断口面平整,角度准确,无需对断面进行二次整形,不会出现角度错误导致的三角区填焊问题,从而保证该断面在贴合法兰钢板时焊接质量及加焊效率;此外通过设置连接板定位件能够使得型钢与连接板的焊接位置准确,避免连接板出现偏转翘曲。

技术研发人员:罗觉,皮高帆,赵明海,陈勇成,简正彬,吴永松,刘虎闱,丁世明,李康,杨万富,舒栋泉,陈亮,吴铭鑫,邵林
受保护的技术使用者:中铁五局集团路桥工程有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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