本发明专利技术公开了一种住宅钢结构之钢管柱制作在装配工序中对型材进行切割的专用工艺方法及加工设备，包括切割的对象和形态、手段和设备、工序和过程、基本工艺参数等。切割的对象和形态是依据构件深化设计加工图在钢管柱型材体上依序切割或割划出所需的坡口、孔洞、标记线或字符；切割的手段和设备采用等离子割炬及其电源、机器人及配套机构；通过合理高效的切割工序、工艺参数和程序控制完成切割过程。本发明专利技术为住宅钢结构之矩形钢管柱型材体的切割加工提供了一种针对性较强的专用工艺方法和设备框架及功能，具有切割效率高、切割表面质量好、标记识别清晰、节能环保的特点和优点，可显著缩短构件装配工时而相应提高产量和质量。量。量。
【技术实现步骤摘要】
一种钢管柱型材切割专用工艺及加工设备
[0001]本专利技术涉及住宅房屋装配式钢结构建筑类
，尤其涉及一种钢管柱型材切割专用工艺及加工设备。
技术介绍
[0002]在钢结构住宅房屋建筑中，主体结构框架由竖向承重构件钢柱与水平承重构件钢梁、侧向受力构件剪力墙或支撑件等连接组成，其中的钢柱是支撑钢梁和承受剪力墙或支撑件的核心构件，钢梁与钢柱连接处的节点区域是零部件装配数量较多的部位，为此钢柱在工厂预制生产中的加工难度和技术要求相对是最高的。
[0003]在钢管柱制作工序中，工作量最大的莫过于零部件装配工序。在零部件装配之前的准备工作阶段，需要装配技工先按照构件加工图纸在钢柱型材上进行放样（测量、划线等），然后进行切割修理和编号标记工作。传统的放样工作都是由人工借助于量具、画笔、钢锥等器具进行的，且对每一根型材放样不少于两名装配技工。
[0004]放样工作完成后，切割修理工作需要对型材进行坡口、剔除、开孔等减材性切割作业，再在型材表面上做出构件编号标记。传统的切割手段是采用人工气割（火焰）方法、构件编号标记方式是采用敲打钢印字符。
[0005]放样、切割、标记等准备工作完成后进入零部件装配阶段，因为有了零件装配定位参考基准，则使装配作业变得准确而便捷。在整个装配工序中，准备工作阶段的工作量占比达60%以上，使得准备工作时间明显大于有效装配工作时间，为此准备工作明显制约了装配工序的作业效率和产量、且放样质量易出错，从而导致装配工序的制造成本相对较高。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是为了解决钢管柱制作装配工序中准备工作阶段之放样、切割和标记等工作采用传统手工作业方式在质量和效率方面的弊端，而提出的一种针对矩形钢管柱采用专用机电设备、按设定工序和基本工艺参数来完成放样、切割和标记工作，以此替代随机性较强的传统手工作业的工艺方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：构造一种钢管柱型材切割专用工艺及加工设备，包括切割的对象和形态、手段和设备、工序和过程、基本工艺参数和管柱体，所述切割的对象和形态是依据构件深化设计加工图在钢管柱型材上切割端面坡口、于端部管面割划构件编号、在管面上割划零件装配位置的标记线、在管面上切割矩形条状孔或圆形孔，所述切割手段采用等离子割炬及其电源，所述切割设备采用切割机器人、型材承运机构、型材夹持推送机构、型材定位装置，所述切割工序根据钢管柱型材的移动方位由前端口开始沿型材轴线方向依次加工各部位，切割过程针对不同形态对应基本工艺参数由专门数控程序进行控制。
[0008]进一步，所述切割对象钢管柱型材为矩形钢管段，所述切割形态是对钢管柱型材在前端面切割坡口及尾端面切割坡口、在前端部管面及尾端部管面分别割划吊装板的装配
位置标记线和割划构件编号字符、在节点区域于管周面上分别割划零件侧护板和端护板及连接板的装配位置标记、在节点区域于管宽边面上切割零件穿管插板装配位置处的条状矩形孔和于排气孔位置处切割圆形孔。
[0009]进一步，所述等离子割炬通过割炬夹持件与切割机器人的臂手端装配连接，等离子割炬随臂手的空间动作实施切割作业，另在割炬夹持件上装配有检测传感器，当钢管柱型材的前端或尾端、或节点区域处于切割工位时，其在切割前对钢管柱型材外形尺寸进行检测。
[0010]进一步，所述切割机器人微倾立置装配在机器人支架上，切割机器人的臂手端装配等离子割炬作为实施切割的执行端，机器人臂手端在专用数控系统的指令下于钢管柱型材周面按程序完成空间运行动作。
[0011]进一步，所述型材承运机构由型材支撑辊道、辊道机架组成，型材支撑辊道配备驱动机构、为型材输送移动提供水平支撑及运行动力，辊道机架为型材支撑辊道及其驱动机构提供稳定支撑。
[0012]进一步，所述型材夹持推送机构，采用夹持推送装置将型材切割部位准确输送到切割机器人工作区域内的设定切割位置，夹持推送装置导向机架为型材夹持推送装置提供精准平直导向。
[0013]进一步，所述型材定位装置的定位件可垂直于型材轴线方向横向移动，对到达设定切割位置的型材进行侧向固定。
[0014]进一步，所述切割工序是使钢管柱型材成平式立置状态，型材沿其轴线方向在支撑辊道、夹持推送装置和定位装置的共同作用下，由前端口开始向尾端依次对各切割部位进行切割加工。
[0015]进一步，所述等离子割炬及其电源对各加工部位的切割程度和效果，由试验及设备测试所获得的基本工艺参数来确定，构件加工图的识别和各加工部位的形位检测、切割顺序、输送定位、切割程度转换、切割机器人臂手的空间动作等，由专门的数控程序软件进行过程控制。
[0016]进一步，根据有利于切割机器人臂手方便动作及换位快速的原则，将型材设置为平式立置状态，即在型材平放的情况下使截面的长边处于竖直位置。
[0017]进一步，根据顺次、简短、避重的切割路经规划原则，型材上各切割部位的加工顺序设定为：1）前端面从底边开始顺时针或逆时针分四次切割坡口
→
2）前端部一侧立面两个吊装板位置标记线
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另一侧立面两个吊装板位置标记线
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同面上构件编号字符
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3）第一个节点区域一侧立面居前的两个侧护板位置标记线
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同面上连接板位置标记线
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同面上居后的两个侧护板位置标记线
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同面上穿管插板矩形孔
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同面上一个排气孔
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4）第一个节点区域上平面居前的端护板位置标记线
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同面上连接板位置标记线
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同面上居后的端护板位置标记线
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5）第一个节点区域另一侧立面居前的两个侧护板位置标记线
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同面上连接板位置标记线
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同面上居后的两个侧护板位置标记线
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同面上一个排气孔
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同面上穿管插板
矩形孔
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6）第一个节点区域下平面居前的端护板位置标记线
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同面上连接板位置标记线
→
同面上居后的端护板位置标记线
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7）第二个节点区域下平面居前的端护板位置标记线
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同面上连接板位置标记线
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同面上居后的端护板位置标记线
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8）第二个节点区域一侧立面居前的两个侧护板位置标记线
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同面上连接板位置标记线
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同面上居后的两个侧护板位置标记线
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同面上一个排气孔
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同面上穿管插板矩形孔
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9）第二个节点区域上平面居前的端护板位置标记线
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同面上连接板位置标记线
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同面上居后的端护板位置标记线
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10）第二个节点区域另一侧立面居前的两个侧护板位置标记线
→
同面上连接板位置标记线
→
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种钢管柱型材切割专用工艺及加工设备，包括切割的对象和形态、手段和设备、工序和过程、基本工艺参数和管柱体（1），其特征在于：所述切割的对象和形态是依据构件深化设计加工图在钢管柱型材（01）上切割端面坡口、于端部管面割划构件编号、在管面上割划零件装配位置的标记线、在管面上切割矩形条状孔或圆形孔，所述切割手段采用等离子割炬（2）及其电源，所述切割设备采用切割机器人（3）、型材承运机构（4）、型材夹持推送机构（5）、型材定位装置（6），所述切割工序根据钢管柱型材（01）的移动方位由前端口开始沿型材轴线方向依次加工各部位，切割过程针对不同形态对应基本工艺参数由专门数控程序进行控制，所述管柱体（1）顶端装配有管口钢衬垫（1.8）和柱顶端隔板（1.9）。2.如权利要求1所述一种钢管柱型材切割专用工艺及加工设备，其特征在于：所述切割对象钢管柱型材（01）为矩形钢管段，所述切割形态是对钢管柱型材（01）在前端面切割坡口（11）和在尾端面切割坡口（18）、在前端部管面及在尾端部管面分别割划吊装板（1.2）的装配位置标记线（12）和割划构件编号字符（21）、在节点区域于管周面上割划零件侧护板（1.3）的装配位置标记线（13）和端护板（1.4）的装配位置标记线（14）及连接板（1.5）的装配位置标记线（15）、在节点区域于管宽边面上切割零件穿管插板（1.6）装配位置处的条状矩形孔（16）和于排气孔（1.7）位置处切割圆形孔（17）。3.如权利要求1所述一种钢管柱型材切割专用工艺及加工设备，其特征在于：所述等离子割炬（2）通过割炬夹持件（2.1）与切割机器人（3）的臂手端（3.1）装配连接，等离子割炬（2）随臂手的空间动作实施切割作业，另在割炬夹持件（2.1）上装配有检测传感器（2.2），当钢管柱型材（01）的前端或尾端、或节点区域处于切割工位时，其在切割前对钢管柱型材（01）外形尺寸进行检测。4.如权利要求1所述一种钢管柱型材切割专用工...
【专利技术属性】
技术研发人员：诸亮，汪永刚，黄金彪，王凯，程凯，
申请(专利权)人：宁波金凤焊割机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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