Die vollautomatische Schweißstation für Stahlkäfige ist eine integrierte intelligente Anlage, die den gesamten Prozess von der Rohmaterialverarbeitung über das Präzisionsschweißen und die intelligente Erkennung bis hin zur Ausgabe des fertigen Produkts integriert.Es ist speziell für Infrastrukturprojekte wie Brückenpfahlgründungen, Schnellstraßen, U-Bahn-Tunnel und Hochbau konzipiert.Es ermöglicht den unbemannten Betrieb von Stahlkäfigen mit einem Durchmesser von Φ800-2500mm, von der Vorverarbeitung der Stahlstangen bis hin zur Formgebung und dem Schweißen.Im Vergleich zur traditionellen dezentralen Bearbeitungsmethode verbindet die Workstation nahtlos mehrere Prozesse wie Sägen, Gewindeschneiden, Polieren, Schweißen und Weiterleiten durch ein modulares, integriertes Design und die Steuerung mittels eines SPS-basierten numerischen Steuerungssystems.Es löst die branchenspezifischen Probleme des manuellen Schweißens – geringe Effizienz, instabile Qualität und hoher Verbrauch an Verbrauchsmaterialien – vollständig.Als Kernausrüstung zur Umsetzung der Transformationspolitik der Infrastrukturindustrialisierung wurde sie in großem Umfang in Schlüsselprojekten wie dem 12. Büro der China Railway und der Autobahn Lianyungang-Suzhou eingesetzt.
![Arbeitsstation für die Käfigherstellung]( "Arbeitsstation für die Käfigherstellung")
Kernkonfigurationsmodule
Die Workstation ist nach dem Prinzip „fünf Kernmodule + intelligentes Steuerungssystem“ aufgebaut, wobei die einzelnen Einheiten synergetisch zusammenarbeiten, um die vollständige Prozessautomatisierung zu realisieren. Die wichtigsten Vorteile dieser Konfiguration sind:
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Automatisches Zuführ- und Vorverarbeitungsmodul: Ausgestattet mit einem Rohmaterialbehälter vom Vibrationsbetttyp und einem Stufenzuführmechanismus, kann es Hauptverstärkungen mit einem Durchmesser von Φ18-32 mm automatisch verteilen, sortieren und zuführen; integriert mit einer Säge-, Gewindeschneid- und Poliereinheit, führt es das Sägen mit fester Länge (Fehler ≤ ±1 mm), das Rippenschälen und Gewindeschneiden (Gewindeprofilvollheit ≥ 99,5 %) und das Endpolieren in einem einzigen Arbeitsgang durch und liefert so hochpräzise Basismaterialien für das nachfolgende Schweißen.
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Intelligentes Transfer- und Positionierungsmodul: Verwendet eine magnetische Saugtransferplattform, die das gleichzeitige Greifen und präzise Zuführen von 3 Hauptverstärkungen mit einer Positionierungsgenauigkeit von ±3 mm ermöglicht; ausgestattet mit einem hydraulischen Stützring-Verstellmechanismus, kann es programmatisch an den Innendurchmesserbereich von 1700-2000 mm angepasst werden, und die Spezifikation kann ohne Austausch der Form gewechselt werden.
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Multimodus-Schweißmodul: Die Kernkonfiguration umfasst 6 sechsachsige Schweißmanipulatoren und ein CO₂-Schutzgasschweißsystem, das mehrere Schweißmodi wie Vollschweißen und Quincunx-Schweißen unterstützt, mit einer Einzelpunkt-Schweißzeit von nur 1 Sekunde; das Schweißen von Hauptbewehrungen und Bügeln erfolgt gleichzeitig, und die Schweißzeit für ein einzelnes Segment eines 12 Meter langen Stahlkorbs beträgt nur 40 Minuten (20 Minuten für Hauptbewehrungen + 20 Minuten für Bügel).
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Echtzeit-Erkennungs- und Feedbackmodul: Eingebautes visuelles Schweißqualitätsinspektionssystem und Sensor für die Stahlstabgröße, das in Echtzeit wichtige Indikatoren wie die Schweißpunktfüllung und den Hauptbewehrungsabstand überwacht und bei Anomalien automatisch abschaltet und Alarm auslöst; die unterstützende Datenverfolgungsfunktion kann die Schweißparameter und Inspektionsberichte jedes Abschnitts des Stahlkäfigs aufzeichnen.
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Numerisches Zentralsteuerungssystem: Ein 7-Zoll-HD-Touchscreen ist mit einer industrietauglichen SPS ausgestattet, die über mehr als 20 standardisierte Verarbeitungsparametervorlagen verfügt und die geführte Parametereingabe unterstützt (es müssen nur Schlüsselwerte wie Käfigdurchmesser und Anzahl der Hauptverstärkungen eingestellt werden); die hierarchische Berechtigungsstruktur unterscheidet zwischen Betriebs- und Managementberechtigungen, um eine falsche Parameteränderung zu vermeiden.
Kernleistungsvorteile
1. Hohe Effizienz und Arbeitsersparnis, verdoppelte Produktionskapazität und reduzierte Kosten
Das herkömmliche manuelle Schweißen eines 12 Meter langen Stahlkäfigs erfordert die Zusammenarbeit von 6 Personen über 2 Stunden, wobei die Fehlerquote bei 15 % liegt. Diese neue Arbeitsstation benötigt hingegen nur einen Vorarbeiter für die kontinuierliche Produktion. Im Einschichtbetrieb werden 10–12 Abschnitte gefertigt, im Zweischichtbetrieb sind maximal 20 Abschnitte pro Tag möglich – eine Effizienzsteigerung von über 100 %. Die Anwendungsdaten des Autobahnprojekts Lianyungang-Suzhou zeigen, dass nach Inbetriebnahme der Arbeitsstation die Lohnkosten um 60 % gesenkt werden konnten und die jährliche Kostenersparnis pro Abschnitt 120.000 Yuan übersteigt. Die Materialausnutzung steigt um 1,5 %, und bei Großprojekten werden jährlich über 10 Tonnen Stahlverbrauchsmaterialien eingespart.
2. Präzise und stabil, qualifizierte Qualität und keine Nacharbeit
Durch die duale Steuerung mittels numerischer Regelung und mechanischer Positionierung wird der Fehler im Hauptbewehrungsabstand auf ±2 mm, die Bügelabstandsgenauigkeit auf ±5 mm und der Bewehrungskorbdurchmesser auf ≤±3 mm begrenzt. Diese Werte liegen deutlich unter den Vorgaben des Code for Welding of Steel Bars. Das Sechs-Achs-Manipulatorschweißen gewährleistet gleichmäßige und vollständige Schweißnähte. Die Schweißqualitätsquote steigt von 85 % (manuelles Schweißen) auf 99,8 %. Ultraschallprüfungen zeigen keine inneren Defekte. Im Projekt des 12. Büros der Chinesischen Eisenbahn erreicht die Quote der stichprobenartigen Qualitätskontrollen durch die Aufsicht 100 %, und die Effizienz beim Andocken und Heben vor Ort wird um 30 % gesteigert.
3. Flexible Anpassung, schneller Wechsel zwischen verschiedenen Szenarien
Das Standardmodell ermöglicht die Bearbeitung von Bewehrungskörben mit Durchmessern von Φ800–2500 mm und Längen bis zu 13,5 m. Der Hauptbewehrungsdurchmesser ist auf Φ18–40 mm, der Bügeldurchmesser auf Φ8–16 mm ausgelegt. Es kann flexibel zwischen einfacher/doppelter Hauptbewehrung und einfacher/doppelter Bügelkonstruktion umgeschaltet werden. Die Spezifikationsanpassung dauert nur 2 Stunden und umfasst die Parametereinstellung und die Anpassung des Mechanismus ohne Austausch der Kernform. So lässt es sich an die individuellen Anforderungen verschiedener Anwendungsbereiche wie Brückenpfahlgründungen und U-Bahn-Tunnel anpassen.
4. Sicher und energiesparend, komfortable Bedienung und Wartung, lange Lebensdauer
Mit vollständig geschlossener Schweißkabine und Mensch-Maschine-Trennungsbetrieb, ausgestattet mit Not-Aus-Taste, Infrarotschutz und Ölrauchreinigungssystem, das die Risiken von Schweißfunken und schädlichen Gasen vollständig vermeidet; Ausgestattet mit einem energiesparenden 85-kW-Stromversorgungssystem, das den Energieverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen dezentralen Geräten um 28 % senkt. Für die tägliche Wartung ist lediglich eine regelmäßige Überprüfung des Öldrucks (10 MPa) und des Luftpumpendrucks (0,8–0,9 MPa) erforderlich. Die geplante Lebensdauer der Ausrüstung beträgt 8–10 Jahre und die Betriebsrate beträgt ≥95 %.
Workflow-Analyse
Rohmaterialzufuhr: Die wichtigsten Rohmaterialien für Bewehrung und Bügel werden automatisch über einen Vibrationsbettbehälter sortiert. Der Zuführmechanismus sortiert sie nach den voreingestellten Spezifikationen und leitet sie zur Vorverarbeitungseinheit weiter.
Präzise Vorbearbeitung: Das Sägemodul schneidet die Hauptverstärkung auf eine feste Länge (Fehler ≤ ±1 mm) und führt gleichzeitig das Gewindeschneiden und das Endpolieren durch, um sicherzustellen, dass die Schweißoberfläche sauber und gratfrei ist;
Rahmenbildung: Die Magnetsaug-Transferplattform befördert die Hauptbewehrung präzise zur Schweißstation, der hydraulische Stützring fixiert den Käfigdurchmesser, und der Manipulator greift die Hauptbewehrung, um die Umfangspositionierung abzuschließen;
Synchronschweißen: Sechs Schweißmanipulatoren sind gleichmäßig entlang des Umfangs des Käfigs verteilt, um das Schweißen der Hauptbewehrungen und Bewehrungsringe gleichzeitig durchzuführen; der Bügelmechanismus transportiert die Bügel synchron und führt das Spiralschweißen durch, wobei die Schweißpunktqualität in Echtzeit überwacht wird;
Ausgabe der fertigen Produkte: Nach dem Schweißen erfolgt eine automatische Luftkühlung, das Detektionsmodul überprüft erneut die Größe und die Schweißqualität, qualifizierte fertige Produkte werden zum Hebebereich geschoben, und nicht qualifizierte Produkte lösen einen Alarm aus und die Fehlerstelle wird protokolliert.
Technische Kernparameter
| Parameterelement |
Index des Standardmodells GHZ25-12 |
|---|
| Verarbeitungskäfig-Durchmesserbereich |
Φ800-2500mm |
| Längenbereich der Verarbeitungskäfige |
≤13,5 m |
| Hauptbewehrungsdurchmesser/-menge |
Φ18-32mm; 8-24 Stück (anpassbar) |
| Bügeldurchmesser/-abstand |
Φ8-14 mm; 70-300 mm (einstellbar) |
| Effizienz der Einzelabschnittsverarbeitung |
40 Minuten/Abschnitt (12 m Länge) |
| Positionsgenauigkeit |
Hauptbewehrungsabstand ±2 mm; Bügelabstand ±5 mm |
| Gesamtleistung |
85 kW |
| Gesamtabmessungen (Länge × Breite × Höhe) |
18 m × 6 m × 3,8 m |
Anwendungsszenarien
Brückeninfrastruktur: Verarbeitung von Stahlkörben für Pfahlgründungsbrücken für Schnellstraßen und Eisenbahnbrücken, Anpassung an die Bedürfnisse von Körben mit großem Durchmesser (Φ2000-2500mm) und nahtlose Verbindung mit Pfahlgründungsbaumaschinen;
Kommunaltechnik: Verarbeitung von Stahlkörben für U-Bahn-Stationen und städtische Versorgungstunnel; standardisierte Produktion gewährleistet die Einheitlichkeit des Baus mehrerer Abschnitte und unterstützt die Anpassung von Sonderformen der Körbe;
Hochbau: Die Verarbeitung von Stahlfundamentkörben für den gewerblichen Wohnungsbau und den Sozialwohnungsbau, die Massenproduktion verbessert die Einhaltung der Bauzeitgarantie und reduziert den Flächenbedarf für die Bearbeitung vor Ort;
Fabrik für vorgefertigte Bauteile: Großserienfertigung von Stahlkörben für vorgefertigte Pfähle, Rohrpfähle und andere Bauteile in Zusammenarbeit mit den Produktionslinien für vorgefertigte Bauteile zur Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Bauteilqualität.
