三维金属构架的装配方法，供其使用的机器，以及用这一方法得到的各种构架 本发明涉及装配三维金属构架的一种方法，这些构架是供诸如建筑物的壁板或天花板等预制件用的。本发明还阐述按此方法操作的机器以及用此方法所得到的构架。
众所周知，三维钢丝构架是由一系列平面钢丝网组成的，每一钢丝网至少有一对纵向丝和一对支撑丝，各钢丝网都有预定的相互间距，这是由一系列焊到丝网和支撑丝上的横穿丝的位置决定的，这种构架形成了相应尺寸加长构件体的支撑平面，构件体是由轻质隔音材料制成的，这些材料放置于该构架内。制造这样的构架要求各个组件要有严格的公差，且在各焊接工序中各件要小心对齐，为满足这一要求，需要采用手工操作，把焊接装置带到放置待焊钢丝的横跨区域内，且要使各件保持对齐，这样一种方法不可避免地会是昂贵的，此外，要把各个构架部分同一平面内地支撑丝在同一时间内对齐也是很困难的，在制造这种构架的过程中还会遇到各种严重的问题，特别是关于焊接的可靠性以及构架对静、动应力是否具有高抗力等问题。
本发明提供一种装配方法解决这些技术问题，这种方法既简单又相当便宜，可用于装配具有高应力抗力的、精度很高的三维钢丝网，采用本发明的方法可以解决上述问题，其操作程序如下：
a）制备一系列平面钢丝网，包括把纵向丝和支撑丝焊在一起。
b）根据横向间距排列好钢丝网。
c）把各钢丝网的支撑丝放在同一平面内，使各钢丝网对齐。
d）至少从钢丝网的一边对齐纵向丝，以确定构架相应的对齐面。
e）在钢丝网分别横穿纵向丝和支撑丝的不同区域，在钢丝横穿纵向丝或支撑丝处，至少放置一根横穿丝。
f）至少有一个焊接装置能到达钢丝网横跨支撑丝处，这样，焊接装置的电极就能在相应的横穿区域对着横穿丝放置。
g）在横穿区域内，横穿丝与电极接合在一起进行钢丝焊接。
h）移动钢丝网，相对于焊接装置移过一段等于横穿丝间距的距离，此时支撑丝仍保持在同一平面内。
i）对新的横穿丝和在新的横跨区域内，重复从f）到h）的工序，直至把横穿丝焊到构架丝网的纵向丝和支撑丝上为止。
根据本发明的另一特征，组成三维构架的钢丝网装配包括以下工序：
a）制备直钢丝，把来自卷筒的钢丝进行矫直，并同时将它拧转。
b）把一组纵向丝放在对齐架内，使这些钢丝彼此平行。
c）在各交叉点处，把纵向丝焊到支撑丝上，使纵向丝与支撑丝大体上处于同一平面内。
d）把纵向丝相对于对齐架送进，越过等于支撑丝间距的距离，规定另一个标记段，此标记段与上一标记段大致相等。
e）把第二根支撑丝横跨纵向丝，并靠近对齐纵向丝的另一标记段，使此支撑丝与前一支撑丝隔开一精确规定的距离。
f）在相应的横跨区内，把此支撑丝焊到纵向丝上。
g）重复从d）到f）的工序，直至整个丝网焊完为止。
根据本发明方法造出的三维构架，由于钢丝经拧转，且焊接精度高，故有明显的抗应力性能。该构架的另一特点是各支撑丝精确保持在同一平面内，因此由构架制成的延长构件体之间的空隙很小，此外，用这种方法装配出来的构架尺寸精度很高，当建造楼房时，保证壁板的排列情况最佳。
下面，以不受限制的实例，参看相应的图，更清楚地对本发明的其他细节和特性进行阐述：
图1是根据本发明方法使用的装配机简略总图。
图2是图1所示装配机的透视图。
图3是图2所示部分的机器平面图。
图4是图3所示机器当处于工作状态时的侧视图。
图5是图2所示机器的细部正视图。
图6表示图5各部件在一个操作工序中的情况。
图7是图2所示机器部件的侧视图。
图8表示图7各部件在一个操作工序中的情况。
图9是图4沿Ⅸ-Ⅸ线剖切的剖视图。
图10是图2所示机器部件的视图。
图11是图2所示机器的另一部件剖视图。
图12是图2所示机器的一个部件变动后的平面图。
图13是图12所示变动情况的侧视图。
图14表示图12所示部件的一个操作工序。
图15是图2所示机器的操作流程图。
图16是图2所示机器的整个原理图。
图17是图1所示另一台机器的平面图。
图18是图17所示机器的侧视图。
图19是图17所示机器的一组原理图。
图20是根据本发明方法确定的总操作原理图。
根据本发明所提供的装配方法是用于制造如图2所示的三维金属构架30（但不仅仅用于此），这种构架已在1982年9月29日公布的欧洲专利申请号82102021中有所阐述。这一方法特别适用于用横穿丝37装配的平面钢丝网36，并可提供良好地装配三维构架的机器40。
钢丝网36由纵向丝34和支撑丝35组成，先由平焊机38（图1）把它们焊好，然后才能进行装配三维构架的工序。
装配机40（图2）由以下部件组成：一个支承钢丝网36用的支架41;一个供料器42，横穿丝37从这里取出，焊接到钢丝网36上;一组焊接装置43;一个在装配过程中，对构架30作送进的机构45;以及一个收容装置50（图1）。
在机器内，还有高频加热组57（图10），以供连续控制各项装配和焊接工序用;一个控制面板58;一个供执行面板58指令用的空气装置59;以及供冷却装配机38和40内焊接电极用的液压装置60。
下面叙述有关支架结构的情况。
支架41包括有直立支杆79，在支杆的固定间距处，固定有一组成对装配的横梁80，在横梁80上，依次支承着一组水平叠装的支承平板81，平板81之间的间距彼此相等，此间距限定了构架30的平面丝网的横向间距
平板81为伸长的矩形板，其上带有两个左、右侧边82和83如图3所示，平板上支承着相应的平面钢丝网36。
一个含有矩形截面突出部分的控制元件83固紧在82的每一边，其上带有控制表面85，该表面可与钢丝网36上支撑丝35的两端配合如图中左边所示。各个平板81的控制元件83上的表面85都放置在同一平面内，并用以限定三维构架30的垂直标记表面。
另一个也含有矩形截面突出部分的控制元件86可以调节地固定到每一平板81的侧边83处，元件86上带有控制表面87，该表面可与钢丝网36上支撑丝35的两端配合如图中右边所示。控制元件86的表面87置于同一平面内，并用以限定三维构架30的另一垂直标记面，此面与由表面85所限定的垂直面相平行。上述两标记面可把纵向丝34带进各钢丝网36同一边上的同一平面内，此外，这些钢丝也可垂直于该丝网36的平面放置。从图3的前面部分可见，在控制元件85和86的一端，固定有导向件92和93，通过凸出在平板81外边的导向件U形截面突出部分形成导向。导向件与支撑丝35的两端和平面钢丝网36的纵向丝34相配合，精确地限定构架30的垂直标记面，防止钢丝网36在导向件92和93的出口端即邻近焊接装置43处发生歪斜。
控制元件87和导向件93通过丝杆94可相对于侧边83运动，这样，表面87的标记面和导向件92之间的间距可相对于表面85的标记面，或相对于导向件93进行改变，以便精确地限定由不同宽度的钢丝网36制成的构架30的垂直标记面。
在支架的后面是供料器，该供料器分成两部分，每一部分都有装料斗101（图11），其中放有横穿丝37，这些横穿丝在重力作用下进入出口槽102（图11），这一动作通过偏心装置103很容易实现。装置104使钢丝37一个接一个地下落，然后钢丝37由斜杆105导引，通过凸肩106使之止于杆105的底部。靠着凸肩106的钢丝37由电磁传感器107检测，传感器以电信号把有关信息传送到控制装置57。
在支架41和装料斗101之间（图3）装有两个抓臂111，每一抓臂都是用平行六面体形杆制成的，臂的一端有支承点，并带有一根空气驱动器113的输出轴112。驱动器113用于转动抓臂，使之从水平位置转到垂直位置。处于水平位置的每一抓臂大体上与钢丝37对齐，并选放在钢丝37上，贴靠着钢丝，此时钢丝暂时停靠在凸肩106处。排列着的若干个磁铁114移动钢丝37，使之离开凸肩106，并保持与抓臂111的轴线对齐。
即使当抓臂111处于垂直位置时，其位置仍保持不变。还有两个传感器115和116用于分别检测抓臂111的水平位置和垂直位置，并把信息传送到控制装置57处。
在面对装料斗101处（图2和图3），设有两个空气促动器121，内有活塞122，可沿垂直于表面85和86的标记面的方向运动。活塞122固定着两个相应的支承座123，支承座上也固定着另外两个空气促动器124，促动器124上装有活塞125，可沿与表面85和86的标记面成45斜角的水平方向运动。活塞125上支承着两根立柱126其上装有相应的两组空气促动夹紧器127，夹紧器127可移动钢丝37，使之离开抓臂111而保持与立柱126平行。传感器128可以检测出置于夹紧器127处的一根或多根钢丝37。支座123可根据活塞122的运动从靠近装料斗的那边位置移动到靠近焊接装置43和导向件92和93处的中心位置。立柱126也可根据活塞125位置的移动从装料斗101和导向件92和93处移向靠近处于垂直位置的抓臂111和焊接装置43的区域内。
促动器121的终端传感器131和132可分别检测出支承座123是处于边上位置还是中心位置;促动器124的终端传感器133可检测出立柱126在靠近抓臂111和焊接装置43时的位置。此外，磁铁传感器134能检测出钢丝37是否在立柱126上，当钢丝37夹持在夹紧器127内时，来自传感器134的信息也传送到控制装置57处。装料斗101是这样安放的，使得每一装料部分都用适应的部件隔开。两组横穿丝37的长度都稍短于装料斗的最大宽度。斜杆105抓臂111、立柱126、夹紧器127和各个传感器可同时控制两根钢丝37，使之彼此对齐和彼此靠紧。这样就可以同时装配两个比最高构架的一半稍矮的三维构架。
焊接装置43（图3）分成两个组件，分别装在两块平板145和146上。该平板装在立柱147上，并可在其中滑动，立柱设置在导向件92和93的左、右两边。这样，可使每一对导向件92和93与一对焊接装置43发生联系。
每一焊接装置43包括一个中空的平行六面体形机体151，其上装有变压器152、空气促动器153、可动电极154及其相对电极155。
可动电极154固定在促动器153的活塞157上，而促动器通过套筒导向，并与体151隔离，相对电极155具有L形极体，并与体151在电路上相连。变压器152有一部分装在平行六面形机体内，变压器带一次绕组，其端线可接到电源上。该变压器的二次绕组带两个端线159和160，连接到电极154和155上。端线159直接与电极155相连，而电极154和端线160之间是通过一组弯成U形的薄铜片相连，这样，可使活塞157相对于变压器152运动。每一可动电极154的触动部分（如图5所示163处）是园柱形的，且置于比活塞157高的位置。该部分是通过块164来往外连接。每一电极155的触动部分（如图所示165处）是平行六面体形的，并从电极155向上凸出。在电极154的块164里面和电极155里面通有冷却管道，设有小的进、出口166和167，与液压装置60连通。
其余的情况是：装置43的163和165部分置于钢丝网36平面的下面，每一平板145和146相对于立柱147可作垂直运动。促动器170带动焊接装配43上移而使其163和165部分与钢丝网36的平面对齐。此外，两个终端传感器168和169分别检测出装配43的高、低位置。如图12和13所示变化情况，焊接装置43是安装在两固定的平板180上。如图示的每一电极171装有杠杆臂173，可绕着与活塞157相平行的套筒172摆动，可动电极154的触动部分163与各钢丝网36的平面对齐，而电极171的触动部分置于该平面的下方。杠杆臂173绕垂直单环174摆动，而环174却连接到空气促动器175上。
促动器175能使触动部分164作摆动，使之与钢丝网36的平面对齐。此时，传感器168和169分别检测出电极171的高、低位置。
送进组件45（见图3和图7）包括有一个空气促动器182，其上带有两个活塞183，可沿与导向件92和93平行的方向运动。在活塞183上，装有立杆184，杆184上固定着各L形水平臂185，置于各钢丝网36的平面之间。臂185带有纵向部分186，186部分置于由导向件92和93限定的垂直标记面的中间平面处。
在每一186部分上，通过枢轴187，使有齿杠杆190能作摆动，杠杆190的底部带有前齿191和后齿192。在静止位置时，杠杆由于重力的作用，保持水平位置，靠在186部分的止动元件188上，各齿191和192包括有相应的前部垂直啮合边193和后部斜边194。齿191和192的啮合边193在两个垂直面内对齐，它们之间的间隔稍宽于钢丝网36和支撑丝35的间距的一半（对于直径为0.6～0.7mm的钢丝，约稍宽1mm）。促动器182使杆184运动，从而使杠杆190移过半个支撑丝35间距的距离。一对终端传感器197和196精确地测出行程的终端极限位置，并把信息传送到控制装置57。控制边193可与支撑丝35相配合，一起推动钢丝网36，并使各钢丝网36内的支撑丝不管是在构架30装配前、钢丝网36移动的过程中，还是在焊接操作中间都保持在同一平面内。
特别是在支撑位置上，齿191或齿192的控制边193紧靠在钢丝网36的支撑丝35的后面，因此，在活塞183向前运动时，杠杆190的齿191或192的前边193带动钢丝网36向机器的前部运动，移过的行程等于支撑丝35的半个间距。
回程时，支撑丝连同斜边194，使有齿杠杆190抬起，从而使边193又回到支撑丝35的后面，以便对钢丝网36重新送进。杠杆190作向前和向后循环运动期间，齿191和192只在同一支撑丝35上作用一次。从而获得横穿丝37，在已装配好的构架30上，横穿丝37的间距大体上等于支撑丝35间距的一半。
参看图1，会看到收容装置50，带有一个倒置的平面201，装有底板202以供容纳装好的构架，当机器40同时装配两个高度低的构架时，至少要留有空间203，使能容纳第二个构架的托架。
控制装置57包含有一个微处理机210，其上装有一组输入输出接口装置。输入接口接收来自传感器的数据，这些传感器检测出是否有钢丝以及促动器的行程终端位置;输出接口连接到继电器上，或许连接到固体电路开关上，控制安排在空气装置59的压力空气循环路线中的阀212～219、各个促动器104、113、122、124 127、182、169和175，以及焊接装置43的各个促动器153。
微处理机还可以控制与电源连通的动力装置226和装置43变压器152的一次绕组。微处理机210上带有程序，根据预定的工序和各个传感器的情况控制各电动阀。此外，该微处理机还连通一系列调节元件，允许焊接的时间间隔改变。
装配程序如图20所示，可以逐步地达到211和212，从装料斗101中堆积钢丝37并把钢丝网36定位在支承平面81上（图3）。纵向丝34约束在各导向件92和93内，直至第一组支撑丝35放置在齿191的控制边193前面为止。
机器40可以操作两根钢丝37，当装配两个构架时，可以操作四根钢丝，这些钢丝就位于臂111上，并处于垂直位置，支座123分别处于侧边位置，立柱从臂111中离开，这时，控制装置57准备开始装配构架30。按起动键，把促动器182起动，推动处于机器前部的各个杠杆190，从而使各待装配钢丝网36同时运动。然后，当第一组支撑丝35适当地放置在同一平面内，纵向丝34送到各自的焊接区。
在钢丝网36向前送进后，由传感器198检测出，控制装置57即控制促动器124，把立柱126带到邻近抓臂111的位置。控制装置57再控制夹紧器127夹紧钢丝37，把钢丝运到立柱126处。这一情况被感测后，装置57操纵促动器124的另一边，搬动立柱连同钢丝离开抓臂111。装置57起动促动器121，使支承座123向焊接区移动。
控制装置57通过传感器131感测出各部件新的位置后，再次操纵促动器124（图15），把钢丝37直接带到靠近纵向丝34处。当活塞125相对于电极轴线和钢丝34成45方向运动时，钢丝37和立柱126可不受该部件的妨碍而自由运动。钢丝37的新位置由传感器133检测出。这时，装置57使平板145和146连同所有焊接装置43、或使立柱174（图13）连同单电极171升起，直至电极的触动部分163和165（图5）与纵向丝34对齐、并与横穿丝37和纵向丝34的横穿区共轴放置为止。装置57还可控制促动器113，使臂111转成水平位置，从供料斗101中抓取另一对钢丝37（或在装配两个构架时抓取四根钢丝37）。
在下一工序中，装置57控制所有焊接装置43的各促动器153，因此，可动电极154连同各自的相对电极使钢丝34和37接合。装置57给变压器152的一次绕组和钢丝34和37的焊接操作提供动力（在各自的横穿区域内）。当钢丝34和37仍保持在电极上时，装置57起动促动器182，向机器的后部作回程运动，从而带动杠杆190向后并使后齿192从第二组支撑丝35中稍微伸出。杠杆190的新位置由传感器197感测出后，装置57使电极及夹紧器松开，使促动器180或175作相反运动，把电极从支撑丝35的路径上移开。装置57又把臂111恢复到垂直位置。最后，装置57把立柱126和支座123从焊接区内移开，这样，机器就恢复到原始的位置。
图3中以虚点划线表示的部分，表示支座123邻近焊接区的位置和夹紧器127松开并处于离开焊接区的位置。有齿杠杆190和钢丝网36的延伸位置也是用同一方法表示。图4表示促动器121和124在焊接工序中的位置，钢丝35由有齿杠杆190对齐。图8表示装置43在焊接工序时的位置，其点划线部分表示齿192接受钢丝35时的位置。
图15以图解的方式表示在各时间内的焊接过程221，可动电极154相对于其配对电极157或171运动、装置43或电极171的运动等流程情况，该图还表示了夹紧器127、促动器122和123、钢丝37在臂105上，以及臂111等的运动情况。
下面叙述有关此平面装配机的情况
纵向丝34在焊接到支撑丝35之前，先从大容量的卷筒240中松开（图1），经钢丝校直机241校正，该校直机这里不再详细叙述它通常装有一组校直钢丝用的校正滚子和对滚滚子242。
在校直过程中，随着钢丝的松开和变形及由于扭转等作用，而使钢丝变硬。
钢丝网36的装配机38包括有一个伸长的机架245，其上有输入区和输出区244。构架245内装有一组支持纵向丝34的横梁246（图17），纵向丝34的相互间距可通过可沿横梁滑动的导向件247作快速调整。在机架245的中部，装有经仔细测量对正的保持器248，保持器的长度要使放置其中的纵向丝34在邻近保持器区的标记区内大体上彼此平行。钢丝34大致放置在同一平面内，相对于设计的目标而言，钢丝之间的相互间距具有很高的精度和很严的公差，在紧接着保持器248的输出区处，装有一个供给支撑丝35的供料装置250和一个焊接装置251，装置250设计成使每一支撑丝35在横跨纵向丝34时彼此平行，使每一钢丝35尽可能靠近和连接标记段的钢丝34。装置250包括有一个料斗252，其出料槽253由促动器254控制;若干根斜杆256和一组止动小凸缘258。
焊接装置251包含有一个固定电极260，其位置比钢丝34稍低，且置于标记区钢丝的横向位置;还有一排可动电极261，电极261的触动部分大致与电极260的触动部分平行。电极261在相应促动器262的作用下，可相对于电极260上、下运动，当电极261向下运动时，配合支撑丝35的动作，把支撑丝35推靠在纵向丝34上，纵向丝34此时被固定电极260停在各横跨区内，以便对钢丝34和35顺序焊接。机器38还有送进装置270，把纵向丝相对于电极260和261送过一段距离，这段距离精确地等于支撑丝的间距。该送进装置带有横向齿272，由链条273驱动，并在焊接支撑丝35后与之啮合，齿272的行程用延伸编码器275精确地控制该编码器精确地测出轴276的角位移，轴上装有与链条273配合的齿轮。该链条依次由带有电机277的伺服机构驱动，伺服机构是根据程序通过延伸编码器控制的，与电极261和钢丝焊接同步运动。在供料装置250之后，装有切断装置278，通过空气控制器279操纵并带有剪切机，精确地切下在支撑丝35与纵向丝34焊区附近钢丝35伸出钢丝网外面的部分，这样，钢丝网的尺寸精度很高，从而提高在机器40上装配构架30时的操作精度。
机器38可同时装配若干个钢丝网，其操作方法是用一根横穿丝穿过若干个钢丝网，然后在切断工序中把这些钢丝网分开，接着是焊接工序。钢丝网的送进、焊接和切断等工序都是由控制装置281控制的，装置281由微处理机282（图19）和控制面板283组成。各个工作工序、送进工序和焊接时间等都可编成程序由微处理机控制同步操作。图20概括了构架30各装配工序的情况。
在工序290时，进行焊接和拧转钢丝34、35和37，这些钢丝再各自分成工序291、292和293。工序294和295分别是把钢丝34放在机器38的支架246上和把钢丝35放在相应的进料斗252上。在工序296，是对钢丝34和35进行焊接，然后，工序297是切除。以后，是横向齿272回到焊接区，即工序298。工序299是钢丝网被收集和排列在装配机40的支承面81上，工序211是把横穿丝37收集在装料斗101内。然后进入构架30的装配工序，工序300是对横穿丝逐步送进，工序303是促动器104和臂111把钢丝37放在中间位置。
然后接着是电极升起工序305、焊接工序306和杠杆190复位工序307，再后是控制电极降低的工序309，工序310是在架体50上收集已装配好的构架。