CN102350605B - 一种用于合拢管测量再现系统的变位机 - Google Patents

Abstract

一种用于合拢管测量再现系统的变位机，其底座（1）为阶梯型，头架（4）通过头架回转轴（3）与底座的上阶梯相连，头架翻转台（6）通过头架翻转轴（5）与头架相连，头架卡盘（8）通过卡盘旋转轴（7）固定在头架翻转台上，头架卡盘上面安装有4个头架丝杆卡爪（9），4个头架定位块（10）安装在头架丝杆卡爪上，丝杆转柄（13）与头架丝杆卡爪通过丝杆的螺纹相连，4个头架丝杆卡爪通过伞形齿轮箱（14）啮合，在头架卡盘上沿垂直头架翻转轴方向安装定位槽（11），定位槽上装有零点定位块（12）；底座的下阶梯上设有导轨（2），尾架底座（15）安装在导轨上，可沿导轨运动，尾架上的其他设备的结构设计与头架的结构设计相同。

Description

一种用于合拢管测量再现系统的变位机

技术领域

本发明涉及一种变位机，尤其涉及一种用于合拢管测量再现系统的变位机(以下简称合拢管再现机)，应用于合拢管的加工制造，更具体是涉及合拢管加工过程中法兰和短管的快速精确装配的设备，本发明属于材料成型自动化技术领域。

背景技术

船舶里到处都布满了管路，这些管件的设计、制作及在船内安装后的检查等一系列的作业被称作“管路铺设”。通常船舶是分段建造的，在分段合拢时分段间的管线就需要合拢管来连接，但依靠管线设计图纸无法制造出各式各样的合拢管，合拢管的制作通常采取取型法和现场焊接法。

取型法是将两个法兰固定到需要连接的两个管子的法兰上，然后用角铁将这两个法兰焊接成整体，搬运到管线加工平台上，测量两个法兰的位置关系后工人凭借自己的经验确定大概的直管长度和弯管角度以及弯管的数量，待直管和弯管加工好之后开始和两个法兰进行装配，在装配时不断地根据实际情况对直管和弯管进行切割或者更换，直到各连接处配合合适才开始正式的焊接。这样的加工过程没有正规加工图纸、制造的随意性大可重复性差，而且工人经验技术水平严重影响加工质量，加工过程耗时长、材料浪费严重、对工人的技术要求非常高，另外这样制作出来的合拢管精度不高，在合拢管安装时经常会出现螺栓孔位置不正确，法兰密封面贴合不紧密，合拢管长度不合适等情况，一旦出现这些问题就要将合拢管吊出船舱重新修改，耽误船舶建造时间，同时存在很大的安全隐患。目前，合拢短管的制造难题是合拢管加工过程中不可逾越的障碍，是提高合拢管制造速度和精度的瓶颈。

现场焊接法是指事先绘制合拢处的局部草图，然后做出较局部草图稍长的管材，在安装现场切割然后焊接的方法。这种方法只适合需合拢的两个管子的法兰空间位置比较简单的情况。

这两种方法存在以下缺点：

（1）精度不高，会存在5%的不合格品

（2）作业时间长，在搬运作业时意外事故多发，存在安全隐患

（3）需要法兰和角铁等辅助工具，造成材料浪费

（4）船内焊接、切割等操作存在火灾隐患

（5）需要技术熟练、经验丰富的专业技工才能完成

在管道制作中最为困难的是“保证成品良好的精度”。但是采用上面两种方法经常会出现制造出的合拢管法兰螺栓孔位置不正确，导致无法安装的情况。本发明是合拢管测量再现系统的重要组成部分，采用本发明的变位机可以快速精确的按照合拢管测量系统中测量数据调整法兰位置，再现待合拢的两个法兰的空间位置，保证合拢管的法兰螺栓孔位置与待合拢管的法兰螺栓孔位置相同，合拢管的两个法兰和制造出来的短管空间位置是唯一的，所以可以保证合拢管的制造精度。

发明内容

所要解决的技术问题：针对合拢管制造精度不高，工艺繁琐、制造时间长的问题，本发明提供了一种合拢管再现机，通过此合拢管再现机将法兰变位，与管子精确装配，实现高效、精确、低成本加工合拢管的目的。

本发明通过以下技术方案而实现：一种用于合拢管测量再现系统的变位机，包括底座，导轨，头架回转轴，头架，头架翻转轴，头架翻转台，头架卡盘旋转轴，头架卡盘，头架丝杆卡爪，头架定位块，定位槽，零点定位块，丝杆转柄，伞形齿轮箱，尾架底座，尾架回转轴，尾架，尾架翻转轴，尾架翻转台，尾架卡盘旋转轴，尾架卡盘，尾架丝杆卡爪，尾架定位块；

底座为阶梯型，头架通过头架回转轴与底座的上阶梯相连，头架翻转台通过头架翻转轴与头架相连，头架卡盘通过卡盘旋转轴固定在头架翻转台上，头架卡盘上面安装有个头架丝杆卡爪，4个头架定位块安装在头架丝杆卡爪上，丝杆转柄与头架丝杆卡爪通过丝杆的螺纹相连头架定位块可以通过转动丝杆转柄在头架丝杆卡爪上前进和后退，4个头架丝杆卡爪通过伞形齿轮箱啮合，只要转动个丝杆转柄中的任何一个即可实现4个头架定位块的径向同步运动，在头架卡盘上，沿垂直头架翻转轴方向安装定位槽，定位槽上装有零点定位块；

底座的下阶梯上设有导轨，尾架底座安装在导轨上，可沿导轨运动，尾架通过尾座回转轴固定在尾架底座上，尾架翻转台通过尾架翻转轴安装在尾架上，尾架翻转台上安装有尾架卡盘旋转轴，在尾架卡盘旋转轴上安装有尾架卡盘，尾架卡盘上装有4个尾架丝杆卡爪，4个尾架定位块安装在尾架丝杆卡爪上，丝杆转柄与尾架丝杆卡爪相连，尾架定位块可以通过转动丝杆转柄在尾架丝杆卡爪上前进和后退，4个尾架丝杆卡爪通过伞形齿轮箱啮合，只要转动4个丝杆转柄中的任何一个即可实现4个尾架定位块的径向同步运动，定位槽设置在尾架卡盘上，定位槽上装有零点定位块；在尾架卡盘上，沿垂直尾架翻转轴方向安装定位槽，定位槽上装有零点定位块。

所述的定位块上开一个直径10mm的螺纹孔，此螺纹孔配设有底部直径为10mm螺纹的定位销。

所述的底座总长度为4200mm；头架回转轴可以±90°回转；尾架回转轴的回转范围为±55°；头架翻转轴和尾架翻转轴的翻转范围实0°~90°；头架卡盘和尾架卡盘直径1300mm，头架卡盘旋转轴和尾架卡盘旋转轴的旋转范围是±45°。

整体结构采用Q235钢板焊接而成。

所述的一种用于合拢管测量再现系统的变位机，还包括PLC控制的7部伺服电机，7部伺服电机分别是头架回转轴驱动电机、头架翻转轴驱动电机、头架卡盘旋转轴驱动电机、尾架回转轴驱动电机、尾架翻转轴驱动电机、尾架卡盘旋转轴驱动电机、伺服电机是尾架行走驱动电机。

所述的一种用于合拢管测量再现系统的变位机，还包括控制部分，控制部分分为伺服电机的伺服控制部分和再现机专用软件；伺服电机的伺服控制部分包括与每个伺服电机对应的控制开关、急停开关及设置在尾架行走轨道上的限位开关；PLC控制继电器的开关以及开启时间，采用一台通用PC机作为数据输入和再现软件的运行平台，通过网线和PLC连接，作为通信通道。

所述的再现机专用软件，分为维护界面和操作界面，维护界面供设备零点校准以及上电后首次运行之前的设备归零操作时使用，维护界面为每根轴都设置了正负点动、归零、数据写入和启动按钮，可以单独控制每一根轴的点动、归零、数据写入和启动，方便设备调试，其中正负点动功能和手动操作盒的功能相同，点动时必须用鼠标一直按住点动按钮，伺服电机才会动作，一旦鼠标离开点动按钮，伺服电机马上停止，同时限定维护界面上的各轴点动按钮和伺服电机的伺服控制部分上的开关不可同时使用，以免发生多轴同时动作带来碰撞危险；在设备上电后首次运行之前要通过维护界面对每一根轴进行归零操作，待各轴归零后即可切换到操作界面；

操作界面供正常再现操作使用，采用一键式操作，设有“连接PLC”、“读入再现文件”、“再现”、“尾架点动回退”、“尾架到位”、“设备归零”按钮；通过软件限定操作的顺序，在执行某一个操作时其余操作按钮都是不可操作的，只有在该操作完成之后其下一步操作的操作按钮才会显示为可操作状态；每一次再现之前都要先将设备复位，然后按顺序操作，避免了误操作；

本设备再现操作时使用的数据，包含了各轴的运动角度和运动距离；上述的“读入再现文件”功能，在读入数据后，软件会自动将读入的数据与自带数据库比较，一旦数据超出取值范围或者该数据会导致碰撞的发生，软件会自动提醒操作人员，并且锁定该组数据为不可操作；

上述的“尾架点动回退”功能，在再现动作到位之后吊装合拢短管的时候使用，将尾架回退一段距离更方便短管插入法兰，在短管两端均插入法兰之后，使用“尾架到位”功能，尾架会自动回到再现后的位置，保证安装的精度；

若不加限定，启动之后7根轴同步运动，为避免头架尾架发生碰撞的危险，要对尾架的运动作出限定；上述的“设备归零”功能，在时序上限定尾架先归零，只有尾架归零之后，其余各轴才可以归零；在“再现”功能中限定尾架最后运动，只有在其余各轴动作到位后，尾架才可以运动，这样就可以避免头、尾架发生碰撞的危险。

所述零点的位置定义为：规定头架翻转轴与底座纵向垂直时头架的位置为头架回转轴的零点位置，头架绕头架的中心轴旋转，以向上为正旋转轴矢量方向，根据右手定则，四指指向为回转正方向；尾架回转轴的零点定义与头架回转轴相同；头架翻转轴规定水平方向为零点位置，由水平向垂直方向为旋转正方向；尾架翻转轴的翻转范围和零点定义与头架翻转轴相同；规定头架丝杆卡爪与头架翻转轴成45°夹角时为零点位置；头架卡盘绕卡盘的中心轴旋转，以向上为正旋转轴矢量方向，根据右手定则，四指指向为旋转正方向；尾架卡盘旋转轴旋转范围和零点定义与头架卡盘旋转轴相同；头架翻转轴和尾架翻转轴的轴心相距2000mm时为尾架的零点位置，以向靠近头架运动为正方向。

所述的控制部分还安装有闪烁警示灯。

有益效果: 本发明的导轨设计使方便的调节头架和尾架的距离、各轴的转动和翻转设计，可更精确的确定法兰间的位置，卡盘上的丝杆卡爪、定位块、定位槽，零点定位块对法兰进行固定限位，上述结构的设计实现了法兰与管子精确装配，实现了高效、精确、低成本加工合拢管的目的；

采用通用PC机作为数据输入和再现机软件运行平台，具有操作方便，操作界面友好的优点；采用伺服电机作为动力来源，动作的控制精度高；通过软件对输入数据判别和硬件限位，操作时序控制和动作时序控制，避免了发生碰撞的危险，安全性好；

适合各种行业中的合拢管的制造，设备通用性好。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的卡盘结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做详细的描述。

如图1所示，其中1为底座，2为导轨，3为头架回转轴，4为头架，5为头架翻转轴，6为头架翻转台，7为头架卡盘旋转轴，8为头架卡盘，9为头架丝杆卡爪，10为头架定位块，15为尾架底座，16为尾架回转轴，17为尾架，18为尾架翻转轴，19为尾架翻转台，20为尾架卡盘旋转轴，21为尾架卡盘，22为尾架丝杆卡爪，23为尾架定位块；

如图2所示，其中11为定位槽，12为零点定位块，13为丝杆转柄，14为伞形齿轮箱。

如图1、2所示，一种用于合拢管测量再现系统的变位机，包括底座1，导轨2，头架回转轴3，头架4，头架翻转轴5，头架翻转台6，头架卡盘旋转轴7，头架卡盘8，头架丝杆卡爪9，头架定位块10，定位槽11，零点定位块12，丝杆转柄13，伞形齿轮箱14，尾架底座15，尾架回转轴16，尾架17，尾架翻转轴18，尾架翻转台19，尾架卡盘旋转轴20，尾架卡盘21，尾架丝杆卡爪22，尾架定位块23；

底座1为阶梯型，头架4通过头架回转轴3与底座1的上阶梯相连，头架翻转台6通过头架翻转轴5与头架4相连，头架卡盘8通过卡盘旋转轴7固定在头架翻转台6上，头架卡盘8上面安装有4个头架丝杆卡爪9，4个头架定位块10安装在头架丝杆卡爪9上，丝杆转柄13与头架丝杆卡爪9通过丝杆的螺纹相连，头架定位块10可以通过转动丝杆转柄13在头架丝杆卡爪9上前进和后退，4个头架丝杆卡爪9通过伞形齿轮箱14啮合，只要转动4个丝杆转柄13中的任何一个即可实现4个头架定位块10的径向同步运动，在头架卡盘8上，沿垂直头架翻转轴5方向安装定位槽11，定位槽11上装有零点定位块12；

底座1的下阶梯上设有导轨2，尾架底座15安装在导轨2上，可沿导轨运动，尾架17通过尾座回转轴16固定在尾架底座15上，尾架翻转台19通过尾架翻转轴18安装在尾架17上，尾架翻转台19上安装有尾架卡盘旋转轴20，在尾架卡盘旋转轴20上安装有尾架卡盘21，尾架卡盘21上装有4个尾架丝杆卡爪22，4个尾架定位块23安装在尾架丝杆卡爪22上，丝杆转柄13与尾架丝杆卡爪22相连，尾架定位块23可以通过转动丝杆转柄13在尾架丝杆卡爪22上前进和后退，4个尾架丝杆卡爪22通过伞形齿轮箱14啮合，只要转动4个丝杆转柄13中的任何一个即可实现4个尾架定位块23的径向同步运动，定位槽11设置在尾架卡盘21上，定位槽11上装有零点定位块12；在尾架卡盘21上，沿垂直尾架翻转轴18方向安装定位槽11，定位槽11上装有零点定位块12；

为了便于法兰零点位置定位，在定位块12上开一个直径10mm的螺纹孔24，然后根据法兰螺栓孔直径大小制作了直径比螺栓孔直径略小，底部是直径10mm螺纹的定位销，保证法兰零点的定位精度。

设备的动力来源是PLC控制的7部伺服电机，7部伺服电机分别是头架回转轴3驱动电机、头架翻转轴5驱动电机、头架卡盘旋转轴7驱动电机、尾架回转轴16驱动电机、尾架翻转轴18驱动电机、尾架卡盘旋转轴20驱动电机。另外还有一部伺服电机是尾架行走驱动电机。上述的所有回转轴、翻转轴和旋转轴限于所处位置和实际需要不需要绕轴360°旋转，因此在其动作范围之外一定范围内安装限位开关，当各轴动作超出动作范围，接触到限位开关时，会自动停下，保证设备运行安全。

本发明的控制部分分为伺服电机的伺服控制部分和再现机专用软件，PLC控制继电器的开关以及开启时间，从而达到开启和关闭伺服的目的。采用一台通用PC机作为数据输入和再现软件的运行平台，通过网线和PLC连接，作为通信通道。伺服控制部分和PC机整合为一个控制柜。

控制柜上装有一个手动控制盒，控制盒上的每一个开关在硬件上都和一个对应的伺服直接连接，可以单独控制每一个伺服电机的运行，设定控制盒上的开关不可多个同时运行，避免误操作和发生碰撞危险。在控制盒上安装了一个急停开关，在采用手动操作时发现设备运行异常可以急停，保证设备运行安全。为了避免头架和尾架发生碰撞的危险，在尾架行走轨道2上安装限位开关的同时降低尾架的行走速度，设定尾架运动和其余各轴运动在顺序上相互错开。

上述的再现机专用软件，分为维护界面和操作界面，维护界面供设备零点校准以及上电后首次运行之前的设备归零操作时使用，维护界面为每根轴都设置了正负点动、归零、数据写入和启动按钮，可以单独控制每一根轴的点动、归零、数据写入和启动，方便设备调试，其中正负点动功能和手动操作盒的功能相同，点动时必须用鼠标一直按住点动按钮，伺服电机才会动作，一旦鼠标离开点动按钮，伺服电机马上停止，同时限定维护界面上的各轴点动按钮和手动控制盒上的开关不可同时使用，以免发生多轴同时动作带来碰撞危险。在设备上电后首次运行之前要通过维护界面对每一根轴进行归零操作，待各轴归零后即可切换到操作界面。

操作界面供正常再现操作使用，采用一键式操作，设有“连接PLC”、“读入再现文件”、“再现”、“尾架点动回退”、“尾架到位”、“设备归零”等按钮。通过软件限定操作的顺序，在执行某一个操作时其余操作按钮都是不可操作的，只有在该操作完成之后其下一步操作的操作按钮才会显示为可操作状态。每一次再现之前都要先将设备复位，然后按顺序操作，避免了误操作。

本设备再现操作时使用的数据，是合拢管测量再现系统中合拢管拟合软件处理出来的数据，包含了各轴的运动角度和运动距离。上述的“读入再现文件”功能，在读入数据后，软件会自动将读入的数据与自带数据库比较，一旦数据超出取值范围或者该数据会导致碰撞的发生，软件会自动提醒操作人员，并且锁定该组数据为不可操作。

上述的“尾架点动回退”功能，在再现动作到位之后吊装合拢短管的时候使用，将尾架回退一段距离更方便短管插入法兰，在短管两端均插入法兰之后，使用“尾架到位”功能，尾架会自动回到再现后的位置，保证安装的精度。

本设备若不加限定，启动之后7根轴同步运动，为避免头架尾架发生碰撞的危险，要对尾架的运动作出限定。上述的“设备归零”功能，在时序上限定尾架先归零，只有尾架归零之后，其余各轴才可以归零；在“再现”功能中限定尾架最后运动，只有在其余各轴动作到位后，尾架才可以运动，这样就可以避免头、尾架发生碰撞的危险。

在控制柜上安装闪烁警示灯，设备运动时显示为红色，动作停止之后显示为绿色，在设备运动时，人员不可靠近。

控制柜的面板上装有急停开关，功能和手动控制盒上的急停开关一样，这两个急停开关可以同时操作。

本合拢管再现机整体结构采用Q235钢板焊接而成，底座1总长度4200mm，头架回转轴3可以±90°回转，规定头架翻转轴5与底座1纵向垂直时头架4的位置为头架回转轴3的零点位置，头架绕头架的中心轴旋转，以向上为正旋转轴矢量方向，根据右手定则，四指指向为回转正方向。

尾架回转轴16的回转范围为±55°，零点定义与头架回转轴3相同。头架翻转轴5的翻转范围实0°~90°，规定水平方向为零点位置，由水平向垂直方向为旋转正方向。尾架翻转轴18的翻转范围和零点定义与头架翻转轴5相同。

头架卡盘8直径1300mm，头架卡盘旋转轴7的旋转范围是±45°，规定头架丝杆卡爪9与头架翻转轴5成45°夹角时为零点位置，在头架卡盘8上沿垂直头架翻转轴5方向安装定位槽11，头架卡盘8绕卡盘的中心轴旋转，以向上为正旋转轴矢量方向，根据右手定则，四指指向为旋转正方向。

尾架卡盘旋转轴20旋转范围和零点定义与头架卡盘旋转轴7相同。

另外尾架可沿导轨2远离和靠近头架，规定以上所述各轴处于零点位置，头架翻转轴5和尾架翻转轴18的轴心相距2000mm时为尾架的零点位置，以向靠近头架运动为正方向。所有零点确定之后，将各零点定位。上述“设备归零”功能就是通过各轴运动到零点时，各轴动作自动停止实现的。

本发明的一种合拢管再现机实施步骤为：

（1）打开电源，启动PC机，在PC机上运行再现机专用软件。

（2）打开维护界面，依次单击“连接PLC”、“初始化伺服”按钮，完成设备初始化。

（3）通过手动控制盒的上开关检查各轴是否可以正常动作。

（4）确定各轴均可正常动作之后，通过手动控制盒将各轴调至正方向位置。

（5）单击维护界面上各轴“归零”按钮将各轴归位到零点，在再现机归零操作时，红色闪烁警示灯亮起，待归零之后，警示灯会变为绿色，然后才可以进行下一步操作。

（6）将法兰分别吊装到头尾架丝杆卡盘上，法兰密封面向下，焊接面向上放置。摇动丝杆转柄13到定位块10接近法兰时，旋转法兰，使螺栓孔对准零点定位块12，并用定位销将法兰位置固定，卡紧法兰。

（7）将操作软件切换到操作界面，单击“连接PLC”按钮，连接PC机和PLC。

（8）单击“读入再现文件”按钮读入需再现的数据，软件若没有任何非正常提示，则表明该组数据可以正常运行。

（9）单击“再现”按钮启动再现机动作，此时红色警示灯开始闪烁，操作人员远离再现机，注意观察再现机动作，一旦出现异常马上按急停按钮停止动作。

（10）待所有动作到位后警示灯变为绿色，即可吊装短管。在装配短管时，可以配合使用手动控制盒，或者使用“尾架点动回退”功能，将头尾架距离拉大，便于短管顺利插入法兰。

（11）短管两端均插入法兰后，单击“尾架到位”按钮，使尾架回到再现后的位置。

（12）尾架到位后即可点焊固定，吊下后完成正式焊接。

（13）单击“设备归零”按钮，是设备恢复到初始状态。

（14）若遇急停，排除危险因素之后，从操作步骤2开始操作。

（15）若操作中突然断电，电力恢复之后要从步骤1开始操作。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不限制于本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (3)

1.一种用于合拢管测量再现系统的变位机，其特征在于：包括底座（1），导轨（2），头架回转轴（3），头架（4），头架翻转轴（5），头架翻转台（6），头架卡盘旋转轴（7），头架卡盘（8），头架丝杆卡爪（9），头架定位块（10），定位槽（11），零点定位块（12），丝杆转柄（13），伞形齿轮箱（14），尾架底座（15），尾架回转轴（16），尾架（17），尾架翻转轴（18），尾架翻转台（19），尾架卡盘旋转轴（20），尾架卡盘（21），尾架丝杆卡爪（22），尾架定位块（23）；

底座（1）为阶梯型，头架（4）通过头架回转轴（3）与底座（1）的上阶梯相连，头架翻转台（6）通过头架翻转轴（5）与头架（4）相连，头架卡盘（8）通过卡盘旋转轴（7）固定在头架翻转台（6）上，头架卡盘（8）上面安装有4个头架丝杆卡爪（9），4个头架定位块（10）安装在头架丝杆卡爪（9）上，丝杆转柄（13）与头架丝杆卡爪（9）通过丝杆的螺纹相连，头架定位块（10）可以通过转动丝杆转柄（13）在头架丝杆卡爪（9）上前进和后退，4个头架丝杆卡爪（9）通过伞形齿轮箱（14）啮合，只要转动4个丝杆转柄（13）中的任何一个即可实现4个头架定位块（10）的径向同步运动，在头架卡盘（8）上，沿垂直头架翻转轴（5）方向安装定位槽（11），定位槽（11）上装有零点定位块（12）；

底座（1）的下阶梯上设有导轨（2），尾架底座（15）安装在导轨（2）上，可沿导轨运动，尾架（17）通过尾座回转轴（16）固定在尾架底座（15）上，尾架翻转台（19）通过尾架翻转轴（18）安装在尾架（17）上，尾架翻转台（19）上安装有尾架卡盘旋转轴（20），在尾架卡盘旋转轴（20）上安装有尾架卡盘（21），尾架卡盘（21）上装有4个尾架丝杆卡爪（22），4个尾架定位块（23）安装在尾架丝杆卡爪（22）上，丝杆转柄（13）与尾架丝杆卡爪（22）相连，尾架定位块（23）可以通过转动丝杆转柄（13）在尾架丝杆卡爪（22）上前进和后退，4个尾架丝杆卡爪（22）通过伞形齿轮箱（14）啮合，只要转动4个丝杆转柄（13）中的任何一个即可实现4个尾架定位块（23）的径向同步运动，定位槽（11）设置在尾架卡盘（21）上，定位槽（11）上装有零点定位块（12）；在尾架卡盘（21）上，沿垂直尾架翻转轴（18）方向安装定位槽（11），定位槽（11）上装有零点定位块（12）；

所述的定位块（12）上开一个直径10mm的螺纹孔（24），此螺纹孔（24）配设有底部直径为10mm螺纹的定位销；

所述的底座（1）总长度为4200mm；头架回转轴（3）可以±90°回转；尾架回转轴（16）的回转范围为±55°；头架翻转轴（5）和尾架翻转轴（18）的翻转范围是0°～90°；头架卡盘（8）和尾架卡盘（21）直径1300mm，头架卡盘旋转轴（7）和尾架卡盘旋转轴（20）的旋转范围是±45°；

整体结构采用Q235钢板焊接而成；

还包括PLC控制的7部伺服电机，7部伺服电机分别是头架回转轴（3）驱动电机、头架翻转轴（5）驱动电机、头架卡盘旋转轴（7）驱动电机、尾架回转轴（16）驱动电机、尾架翻转轴（18）驱动电机、尾架卡盘旋转轴（20）驱动电机、尾架行走驱动电机；

还包括控制部分，控制部分分为伺服电机的伺服控制部分和再现机专用软件；伺服电机的伺服控制部分包括与每个伺服电机对应的控制开关、急停开关及设置在尾架行走轨道（2）上的限位开关；PLC控制继电器的开关以及开启时间，采用一台通用PC机作为数据输入和再现软件的运行平台，通过网线和PLC连接，作为通信通道；

所述的再现机专用软件，分为维护界面和操作界面，维护界面供设备零点校准以及上电后首次运行之前的设备归零操作时使用，维护界面为每根轴都设置了正负点动、归零、数据写入和启动按钮，可以单独控制每一根轴的点动、归零、数据写入和启动，方便设备调试，其中正负点动功能和手动操作盒的功能相同，点动时必须用鼠标一直按住点动按钮，伺服电机才会动作，一旦鼠标离开点动按钮，伺服电机马上停止，同时限定维护界面上的各轴点动按钮和伺服电机的伺服控制部分上的开关不可同时使用，以免发生多轴同时动作带来碰撞危险；在设备上电后首次运行之前要通过维护界面对每一根轴进行归零操作，待各轴归零后即可切换到操作界面；

操作界面供正常再现操作使用，采用一键式操作，设有“连接PLC”、“读入再现文件”、“再现”、“尾架点动回退”、“尾架到位”、“设备归零”按钮；通过软件限定操作的顺序，在执行某一个操作时其余操作按钮都是不可操作的，只有在该操作完成之后其下一步操作的操作按钮才会显示为可操作状态；每一次再现之前都要先将设备复位，然后按顺序操作，避免了误操作；

本设备再现操作时使用的数据，包含了各轴的运动角度和运动距离；上述的“读入再现文件”功能，在读入数据后，软件会自动将读入的数据与自带数据库比较，一旦数据超出取值范围或者该数据会导致碰撞的发生，软件会自动提醒操作人员，并且锁定该组数据为不可操作；

上述的“尾架点动回退”功能，在再现动作到位之后吊装合拢短管的时候使用，将尾架回退一段距离更方便短管插入法兰，在短管两端均插入法兰之后，使用“尾架到位”功能，尾架会自动回到再现后的位置，保证安装的精度；

若不加限定，启动之后7根轴同步运动，为避免头架尾架发生碰撞的危险，要对尾架的运动作出限定；上述的“设备归零”功能，在时序上限定尾架先归零，只有尾架归零之后，其余各轴才可以归零；在“再现”功能中限定尾架最后运动，只有在其余各轴动作到位后，尾架才可以运动，这样就可以避免头、尾架发生碰撞的危险。

2.根据权利要求1所述的一种用于合拢管测量再现系统的变位机，其特征在于：所述零点的位置定义为：规定头架翻转轴（5）与底座（1）纵向垂直时头架（4）的位置为头架回转轴（3）的零点位置，头架绕头架的中心轴旋转，以向上为正旋转轴矢量方向，根据右手定则，四指指向为回转正方向；尾架回转轴（16）的零点定义与头架回转轴（3）相同；头架翻转轴（5）规定水平方向为零点位置，由水平向垂直方向为旋转正方向；尾架翻转轴（18）的翻转范围和零点定义与头架翻转轴（5）相同；规定头架丝杆卡爪（9）与头架翻转轴（5）成45°夹角时为零点位置；头架卡盘（8）绕卡盘的中心轴旋转，以向上为正旋转轴矢量方向，根据右手定则，四指指向为旋转正方向；尾架卡盘旋转轴（20）旋转范围和零点定义与头架卡盘旋转轴（7）相同；头架翻转轴（5）和尾架翻转轴（18）的轴心相距2000mm时为尾架的零点位置，以向靠近头架运动为正方向。

3.根据权利要求1所述的一种用于合拢管测量再现系统的变位机，其特征在于：所述的控制部分还安装有闪烁警示灯。

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