CN107953088A - 一种h形钢梁构件自动化生产方法及生产设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种H形钢梁构件自动化生产方法及生产设备，属于建筑钢结构及自动化领域。目的在于解决H形钢梁截面多样性的问题，将钢梁按截面进行分类，每一类选一种较大截面的连接板及劲板作为基准连接板及基准劲板，生产时对基准连接板及基准劲板进行切割，以匹配需要生产的H形钢梁截面，实现H形钢梁构件的自动化生产。该自动化生产设备包含连接板及劲板定位焊接装置、连接板及劲板切割装置、梁端上下翼缘补强板焊接设备、梁端处理设备、除锈设备、油漆涂刷设备。能够节省大量的人工成本，大幅降低材料损耗以及能源消耗，并且能够大幅提高生产速度。
Description
技术领域
本发明涉及一种H形钢梁构件自动化生产方法及生产设备，属于建筑钢结构及自动化领域。
背景技术
目前，建筑钢结构领域中，H形钢梁构件的生产尚未实现自动化生产，随着社会的进步及人工成本的不断增长，各行各业都在进行生产方法及设备的升级换代，建筑钢结构领域也将不可避免，本发明主要针对比较常见的H形钢梁构件提出一种自动化生产方法，将为整个建筑钢结构行业带来翻天覆地的变化。
一根具有代表性的H形钢框架梁构件主要难点在于梁端刚接节点以及主次梁连接节点，其主要原因是H形钢梁构件截面的多样性导致节点的多样性，因此只要解决了梁端刚接节点以及主次梁连接节点多样性问题，就可以实现绝大部分钢梁构件的自动化生产，本发明主要针对于此问题。
本发明主要针对两种H形钢，一种为可以进行高频焊接的H形钢梁，一种为无法进行高频焊接的H形钢梁，主要为一些腹板翼缘比较厚、高频焊设备无法生产的H形钢梁。前者通过与高频焊设备对接，可以实现100%的自动化生产。并且结合发明专利申请《一种H型钢高频焊设备的钢卷板供料装置》（申请号：201610870549.5，此发明专利申请主要是为了实现H形钢高频焊设备在不同钢梁截面之间的快速切换），可以实现钢梁构件自动化生产过程中，在不同截面钢梁之间的实现连续快速的生产；后者则可以在H形钢杆件定长切割完成后，实现后续的所有环节的自动化生产。
发明内容
本发明的目的在于实现H形钢梁构件的自动化生产。
本发明采用的技术方案是：
一种H形钢梁构件自动化生产方法，其特征在于：生产与基准连接板（1）及基准劲板（2）匹配的H形钢梁构件时，控制定位焊接装置，对每个连接节点中的基准连接板（1），或基准连接板（1）及基准劲板（2），进行定位并焊接；
生产截面与基准连接板（1）及基准劲板（2）不匹配的H形钢梁构件时，控制切割装置，对基准连接板（1），或基准连接板（1）及基准劲板（2），进行切割，得到与被生产H形钢梁构件匹配的连接板（3）及劲板（4），然后控制定位焊接装置，对每个连接节点中的连接板（3），或连接板（3）及劲板（4），进行定位并焊接；
所述的基准连接板（1）及基准劲板（2）为每一类H形钢梁截面中，与较大截面H形钢梁匹配的连接板及劲板；基准连接板（1）及基准劲板（2）均为提前生产好，焊接连接节点时取用；
所述的定位焊接装置用于定位连接板或劲板，然后焊接；
所述的切割装置用于对基准连接板（1）或基准劲板（2）进行切割，得到与被生产H形钢梁构件截面匹配的连接板（3）及劲板（4）。
进一步，与H形钢高频焊生产设备对接，H形钢高频焊生产设备生产的H形钢作为H形钢梁构件自动化生产的主杆件。
作为优选，所述的H形钢高频焊生产设备的钢卷板供料装置可以放置多卷钢卷板，可以移动，使其上的任何一卷钢卷均可以移动至H形钢高频焊设备的进料位置；钢卷前设置有钢板截断装置，用于截断钢卷上延伸出来的钢板，实现钢卷在未使用完的情况下进行不同规格钢卷板之间的快速切换。
进一步，与梁端上下翼缘补强板焊接设备对接；
当梁端上下翼缘补强形式采用翼缘加厚形式时，补强板焊接在上翼缘上表面及下翼缘下表面，按下述方法焊接；
生产与基准补强盖板（5）匹配的H形钢梁构件时，控制定位焊接装置，对梁端的基准补强盖板（5）进行定位并焊接；
生产翼缘截面宽度小于与基准补强盖板（5）匹配的H形钢梁构件时，控制切割装置，将基准补强盖板（5）进行切割，得到与被生产H形钢梁构件翼缘截面宽度匹配的补强盖板（6），然后控制定位焊接装置，对补强盖板（6）进行定位并焊接；
所述的基准补强盖板（5）为每一类H钢梁截面中与较宽钢梁翼缘匹配的补强盖板；基准补强盖板（5）提前生产好，焊接补强盖板时取用；
所述的定位焊接装置用于定位补强盖板，然后焊接；
所述的切割装置用于对基准补强盖板（5）进行切割，得到与被生产H形钢梁构件匹配的补强盖板（6）；
当梁端上下翼缘补强形式采用翼缘加宽形式时，补强板焊接在上、下翼缘一侧或两侧，控制定位焊接装置，将补强贴板（7）定位于H形钢梁梁端翼缘一侧或两侧，然后焊接；
所述的补强贴板（7）提前生产好，焊接补强盖板时取用；每一种厚度的补强贴板（7）对应一种厚度的翼缘或多种相邻厚度的翼缘；
所述的定位焊接装置用于定位补强贴板，然后焊接。
进一步，与梁端处理设备对接，当梁端铰接时，梁端处理设备对梁端腹板进行开孔；当梁端刚接时，梁端处理设备对梁端腹板进行开孔、对梁端上下翼缘进行坡口、对梁端腹板上下部位开过焊孔。
进一步，与除锈设备及油漆涂刷设备对接，进行除锈及油漆涂刷处理。
整个生产过程由计算机控制，各道工序的构件生产完成后，可以随即开始下一根构件的本道工序生产。
连接板及劲板的焊接、梁端翼缘补强板的焊接、梁端处理位于除锈之前，油漆涂刷位于除锈之后；
其中连接板及劲板的焊接、梁端翼缘补强板的焊接、梁端处理前后顺序可以互相调换。
一种H形钢梁构件自动化生产设备，其特征在于：该自动化生产设备包含连接板及劲板定位焊接装置、连接板及劲板切割装置、梁端上下翼缘补强板焊接设备、梁端处理设备、除锈设备、油漆涂刷设备；
各个装置或设备生产完成后由计算机控制进入下一个装置或设备的生产；
所述的连接板及劲板切割装置用于对基准连接板（1）或基准劲板（2）进行切割，得到与被生产H形钢梁构件匹配的连接板（3）及劲板（4）；
所述的连接板及劲板定位焊接装置用于定位连接板或劲板，然后焊接；
所述的梁端上、下翼缘补强板焊接设备用于定位并焊接梁端上、下翼缘补强板，当梁端补强形式采用翼缘加厚形式时，梁端上、下翼缘补强板焊接设备包含用于对基准补强盖板（5）进行切割以得到与被生产钢梁截面匹配的补强盖板的补强盖板切割装置，补强盖板切割装置也可以与连接板及劲板切割装置共用；
所述的梁端处理设备用于对梁端腹板或/和翼缘进行处理，当梁端铰接时，梁端处理设备对梁端腹板进行开孔处理；当梁端刚接时，梁端处理设备对梁端腹板进行开孔、对梁端上下翼缘进行坡口、梁端腹板上下部位开过焊孔；
所述的除锈设备用于对H形钢梁构件进行除锈；
所述的油漆涂刷设备用于对H形钢梁构件进行油漆涂刷。
进一步，与H形钢高频焊设备对接，由H形钢高频焊设备生产的H形钢作为H形钢构件主杆件。
作为优选，所述的H形钢高频焊设备的钢卷板供料装置可以放置多卷钢卷板，可以移动，使其上的任何一卷钢卷均可以移动至H形钢高频焊设备的进料位置；钢卷前设置有钢板截断装置；
所述的钢板截断装置用于截断钢卷上延伸出来的钢板，实现钢卷在未使用完的情况下进行不同规格钢卷板之间的快速切换。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、实现H形钢梁构件的自动化生产；
2、节省大量的人工成本，有利于解决老年化问题；
3、材料损耗以及能源消耗得以降低到极低的水平；
4、能够大幅提高生产速度；
5、有效提高焊缝质量、生产质量；
6、大幅提高企业的利润率。
附图说明
图1为带有1个主次梁连接节点、且梁端翼缘有补强板的H形钢梁构件平面示意图。
图2为带有基准连接板及基准劲板的主次梁连接节点示意。
图3为基准连接板及基准劲板切割后的主次梁连接节点示意。
图4为两边均为连接板的主次梁连接节点示意。
图5为带有基准补强盖板的梁端翼缘加厚补强示意。
图6为基准补强盖板切割后的梁端翼缘加厚补强示意。
图7为带有补强贴板的梁端翼缘加宽补强示意。
图中：1为基准连接板、2为基准劲板、3为基准连接板切割后的连接板、4为基准劲板切割后的劲板、5为基准补强盖板、6为基准补强盖板切割后的补强盖板、7为补强贴板。
具体实施方式
将H钢梁构件按截面大小进行分类，每一类H钢梁构件中以一种较大截面的连接板及劲板为基准连接板（1）及基准劲板（2）；
生产与基准连接板（1）及基准劲板（2）匹配的H形钢梁构件时，控制定位焊接装置，对每个连接节点中的基准连接板（1），或基准连接板（1）及基准劲板（2），进行定位并焊接；
生产截面与基准连接板（1）及基准劲板（2）不匹配的H形钢梁构件时，控制切割装置，对基准连接板（1），或基准连接板（1）及基准劲板（2），进行切割，得到与被生产H形钢梁构件匹配的连接板（3）及劲板（4），然后控制定位焊接装置，对每个连接节点中的连接板（3），或连接板（3）及劲板（4），进行定位并焊接；
所述的定位焊接装置用于定位连接板或劲板，然后焊接；
所述的切割装置用于对基准连接板（1）或基准劲板（2）进行切割，得到与被生产H形钢梁构件匹配的连接板（3）及劲板（4）；
所述的基准连接板（1）及基准劲板（2）均为提前生产好，焊接连接节点时取用。
进一步，与H形钢高频焊生产设备对接，H形钢高频焊生产设备生产的H形钢作为H形钢梁构件自动化生产的主杆件。
作为优选，所述的H形钢高频焊生产设备的钢卷板供料装置可以放置多卷钢卷板，可以移动，使其上的任何一卷钢卷均可以移动至H形钢高频焊设备的进料位置；钢卷前设置有钢板截断装置，用于截断钢卷上延伸出来的钢板，实现钢卷在未使用完的情况下进行不同规格钢卷板之间的快速切换。
进一步，与梁端上下翼缘补强板焊接设备对接；
当梁端上下翼缘补强形式采用翼缘加厚形式时，补强板焊接在上翼缘上表面及下翼缘下表面，按下述方法焊接；
将H钢梁按翼缘截面宽度的大小进行分类，每一类H钢梁中以一种较宽截面的补强板为基准补强盖板（5）；
生产与基准补强盖板（5）匹配的H形钢梁构件时，控制定位焊接装置，对梁端的基准补强盖板（5）进行定位并焊接；
生产翼缘截面宽度小于与基准补强盖板（5）匹配的H形钢梁构件时，控制切割装置，将基准补强盖板（5）进行切割，得到与被生产H形钢梁构件翼缘截面宽度匹配的补强盖板（6），然后由电脑控制定位焊接装置，对补强盖板（6）进行定位并焊接；
所述的定位焊接装置用于定位补强盖板，然后焊接；
所述的切割装置用于对基准补强盖板（5）进行切割，得到与被生产H形钢梁构件匹配的补强盖板（6）；
所述的基准补强盖板（5）提前生产好，焊接补强盖板时取用；
当梁端上下翼缘补强形式采用翼缘加宽形式时，补强板焊接在上下翼缘一侧或两侧，按下述方法焊接；
将H钢梁按翼缘截面厚度的大小进行分类，每一种厚度的翼缘对应一种厚度的补强贴板（7），或多种相邻厚度的翼缘对应一种厚度的补强贴板（7），生产H形钢构件时，控制定位焊接装置，将补强贴板（7）定位于H形钢梁梁端翼缘一侧或两侧，然后焊接；
所述的定位焊接装置用于定位补强贴板，然后焊接；
所述的补强贴板（7）提前生产好，焊接补强盖板时取用。
进一步，与梁端处理设备对接，当梁端铰接时，梁端处理设备对梁端腹板进行开孔；当梁端刚接时，梁端处理设备对梁端腹板进行开孔、对梁端上下翼缘进行坡口、对梁端腹板上下部位开过焊孔。
进一步，与除锈设备及油漆涂刷设备对接，进行除锈及油漆涂刷处理。
整个生产过程由计算机控制，各道工序的构件生产完成后，可以随即开始下一根构件的本道工序生产。
连接板及劲板的焊接、梁端翼缘补强板的焊接、梁端处理位于除锈之前，油漆涂刷位于除锈之后；
其中连接板及劲板的焊接、梁端翼缘补强板的焊接、梁端处理前后顺序可以互相调换。
一种H形钢梁构件自动化生产设备，该自动化生产设备包含连接板及劲板定位焊接装置、连接板及劲板切割装置、梁端上下翼缘补强板焊接设备、梁端处理设备、除锈设备、油漆涂刷设备；
各个装置或设备生产完成后由计算机控制进入下一个装置或设备的生产；
所述的连接板及劲板切割装置用于对基准连接板（1）或基准劲板（2）进行切割，得到与被生产H形钢梁构件匹配的连接板（3）及劲板（4）；
所述的连接板及劲板定位焊接装置用于定位连接板或劲板，然后焊接；
所述的梁端上下翼缘补强板焊接设备用于定位并焊接梁端上下翼缘补强板，当梁端补强形式采用翼缘加厚形式时，梁端上下翼缘补强板焊接设备包含用于对基准补强盖板（5）进行切割的补强盖板切割装置，对基准补强盖板（5）进行切割，补强盖板切割装置也可以与连接板及劲板切割装置共用一台切割装置；
所述的梁端处理设备用于对梁端腹板或/和翼缘进行处理，当梁端铰接时，梁端处理设备对梁端腹板进行开孔处理；当梁端刚接时，梁端处理设备对梁端腹板进行开孔、对梁端上下翼缘进行坡口、梁端腹板上下部位开过焊孔；
所述的除锈设备用于对H形钢梁构件进行除锈；
所述的油漆涂刷设备用于对H形钢梁构件进行油漆涂刷。
进一步，与H形钢高频焊设备对接，由H形钢高频焊设备生产的H形钢作为H形钢构件主杆件。
作为优选，所述的H形钢高频焊设备的钢卷板供料装置可以放置多卷钢卷板，可以移动，使其上的任何一卷钢卷均可以移动至H形钢高频焊设备的进料位置；钢卷前设置有钢板截断装置，用于截断钢卷上延伸出来的钢板，实现钢卷在未使用完的情况下进行不同规格钢卷板之间的快速切换。
附图中给出的主次梁连接节点形式仅为示意，其他主次梁连接节点形式均适用。
本说明书实施例所述的内容仅是对发明构思实施形式的举例，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所述的具体形式。根据本发明构思所能够想到的等同技术手段也应包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种H形钢梁构件自动化生产方法，其特征在于：生产与基准连接板（1）及基准劲板（2）匹配的H形钢梁构件时，控制定位焊接装置，对每个连接节点中的基准连接板（1），或基准连接板（1）及基准劲板（2），进行定位并焊接；
生产截面与基准连接板（1）及基准劲板（2）不匹配的H形钢梁构件时，控制切割装置，对基准连接板（1），或基准连接板（1）及基准劲板（2），进行切割，得到与被生产H形钢梁构件匹配的连接板（3）及劲板（4），然后控制定位焊接装置，对每个连接节点中的连接板（3），或连接板（3）及劲板（4），进行定位并焊接；
所述的基准连接板（1）及基准劲板（2）为每一类H形钢梁截面中，与较大截面H形钢梁匹配的连接板及劲板；基准连接板（1）及基准劲板（2）均为提前生产好，焊接连接节点时取用；
所述的定位焊接装置用于定位连接板或劲板，然后焊接；
所述的切割装置用于对基准连接板（1）或基准劲板（2）进行切割，得到与被生产H形钢梁构件截面匹配的连接板（3）及劲板（4）。
2.如权利要求1所述的一种H形钢梁构件自动化生产方法，其特征在于：与H形钢高频焊生产设备对接，H形钢高频焊生产设备生产的H形钢作为H形钢梁构件自动化生产的主杆件。
3.如权利要求2所述的一种H形钢梁构件自动化生产方法，其特征在于：所述的H形钢高频焊生产设备的钢卷板供料装置可以放置多卷钢卷板，可以移动，使其上的任何一卷钢卷均可以移动至H形钢高频焊设备的进料位置；钢卷前设置有钢板截断装置，用于截断钢卷上延伸出来的钢板，实现钢卷在未使用完的情况下进行不同规格钢卷板之间的快速切换。
4.如权利要求1~3之一所述的一种H形钢梁构件自动化生产方法，其特征在于：与梁端上、下翼缘补强板焊接设备对接；
当梁端上下翼缘补强形式采用翼缘加厚形式时，补强板焊接在上翼缘上表面及下翼缘下表面，按下述方法焊接；
生产与基准补强盖板（5）匹配的H形钢梁构件时，控制定位焊接装置，对梁端的基准补强盖板（5）进行定位并焊接；
生产翼缘截面宽度小于与基准补强盖板（5）匹配的H形钢梁构件时，控制切割装置，将基准补强盖板（5）进行切割，得到与被生产H形钢梁构件翼缘截面宽度匹配的补强盖板（6），然后控制定位焊接装置，对补强盖板（6）进行定位并焊接；
所述的基准补强盖板（5）为每一类H钢梁截面中与较宽钢梁翼缘匹配的补强盖板；基准补强盖板（5）提前生产好，焊接补强盖板时取用；
所述的定位焊接装置用于定位补强盖板，然后焊接；
所述的切割装置用于对基准补强盖板（5）进行切割，得到与被生产H形钢梁构件匹配的补强盖板（6）；
当梁端上下翼缘补强形式采用翼缘加宽形式时，补强板焊接在上、下翼缘一侧或两侧，控制定位焊接装置，将补强贴板（7）定位于H形钢梁梁端翼缘一侧或两侧，然后焊接；
所述的补强贴板（7）提前生产好，焊接补强盖板时取用；每一种厚度的补强贴板（7）对应一种厚度的翼缘或多种相邻厚度的翼缘；
所述的定位焊接装置用于定位补强贴板，然后焊接。
5.如权利要求1~4之一所述的一种H形钢梁构件自动化生产方法，其特征在于：与梁端处理设备对接，当梁端铰接时，梁端处理设备对梁端腹板进行开孔；当梁端刚接时，梁端处理设备对梁端腹板进行开孔、对梁端上、下翼缘进行坡口、对梁端腹板上、下部位开过焊孔。
6.如权利要求1~5之一所述的一种H形钢梁构件自动化生产方法，其特征在于：与除锈设备及油漆涂刷设备对接，进行除锈及油漆涂刷处理。
7.如权利要求1~6之一所述的一种H形钢梁构件自动化生产方法，其特征在于：整个生产过程由计算机控制，各道工序的构件生产完成后，可以随即开始下一根构件的本道工序生产。
8.一种H形钢梁构件自动化生产设备，其特征在于：该自动化生产设备包含连接板及劲板定位焊接装置、连接板及劲板切割装置、梁端上下翼缘补强板焊接设备、梁端处理设备、除锈设备、油漆涂刷设备；
各个装置或设备生产完成后由计算机控制进入下一个装置或设备的生产；
所述的连接板及劲板切割装置用于对基准连接板（1）或基准劲板（2）进行切割，得到与被生产H形钢梁构件匹配的连接板（3）及劲板（4）；
所述的连接板及劲板定位焊接装置用于定位连接板或劲板，然后焊接；
所述的梁端上、下翼缘补强板焊接设备用于定位并焊接梁端上、下翼缘补强板，当梁端补强形式采用翼缘加厚形式时，梁端上、下翼缘补强板焊接设备包含用于对基准补强盖板（5）进行切割以得到与被生产钢梁截面匹配的补强盖板的补强盖板切割装置，补强盖板切割装置也可以与连接板及劲板切割装置共用；
所述的梁端处理设备用于对梁端腹板或/和翼缘进行处理，当梁端铰接时，梁端处理设备对梁端腹板进行开孔处理；当梁端刚接时，梁端处理设备对梁端腹板进行开孔、对梁端上下翼缘进行坡口、梁端腹板上下部位开过焊孔；
所述的除锈设备用于对H形钢梁构件进行除锈；
所述的油漆涂刷设备用于对H形钢梁构件进行油漆涂刷。
9.如权利要求8所述的一种H形钢梁自动化生产设备，其特征在于：与H形钢高频焊设备对接，由H形钢高频焊设备生产的H形钢作为H形钢构件主杆件。
10.如权利要求9所述的一种H形钢梁自动化生产设备，其特征在于：所述的H形钢高频焊设备的钢卷板供料装置可以放置多卷钢卷板，可以移动，使其上的任何一卷钢卷均可以移动至H形钢高频焊设备的进料位置；钢卷前设置有钢板截断装置；
所述的钢板截断装置用于截断钢卷上延伸出来的钢板，实现钢卷在未使用完的情况下进行不同规格钢卷板之间的快速切换。
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