CN104002068B - 用于杆塔构件钢管与法兰组对的数控组对机及组对方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于杆塔构件钢管与法兰组对的数控组对机及组对方法，数控组对机包括二支撑装置与二滑轨，其中一支撑装置设置在滑轨上以相对另一支撑装置滑动，支撑装置包括机座、设置在机座上的卡盘结构以及刹车结构，卡盘结构包括转轴、卡盘以及穿销定位结构，转轴可转动地设置在机座上，卡盘连接在转轴的一端，卡盘上设置有所述穿销定位结构，用以对钢管一端连接定位，刹车结构包括配合座、螺杆以及抵持块，螺杆与配合座螺纹螺孔配合，抵持块固接在螺杆的一端，其压抵转轴后可阻止转轴转动，设置在滑轨上的支撑装置进一步包括数控移动机构，控制该支撑装置在滑轨上的滑动。本发明数控组对机可实现对不同钢管的支撑，自动化程度高。

Description

用于杆塔构件钢管与法兰组对的数控组对机及组对方法

技术领域

本发明涉及电力钢管杆加工的技术领域，尤其涉及用于杆塔构件钢管与法兰组对的数控组对机及组对方法。

背景技术

电网在架设中，需要有杆塔构件钢管支撑电线，钢管的周面上安装横担(即，钢管上侧伸的分支)，钢管可为多棱锥形管或者圆周面锥形管。在安装横担时，需要将钢管横向放置并距离地面一定的高度，以便于安装横担，如焊接。并且在需要时需要转动钢管，以便于将横担安装至对应的位置。现有技术中，在安装横担时，通过先测量钢管的长度以及安装在钢管两端的法兰盘(通常钢管端部安装法兰盘，用以将钢管端部连接至支撑装置上)内径的尺寸，然后根据测得的尺寸选择对应的卡盘安装置支撑装置上，卡盘的连接端的尺寸与钢管端法兰的内径对应，可套设至钢管法兰端内，并且推动支撑装置，使两支撑装置间的距离与钢管长度对应。此种需要更换卡盘以及人工推动支撑装置来调节支撑距离的方式，生产效率低，且精准度不高。

发明内容

鉴于以上所述，本发明有必要提供一种可满足对不同直径、长度钢管的支撑，支撑装置相对距离调节精准，并且支撑装置间的移动实现自动化的用于杆塔构件钢管与法兰组对的数控组对机。

一种用于杆塔构件钢管与法兰组对的数控组对机，包括二相对设置的支撑装置与二平行设置的滑轨，二支撑装置用以支撑待加工钢管的两端，其中一支撑装置设置在滑轨上以相对另一支撑装置滑动，支撑装置包括机座、设置在机座上的卡盘结构与刹车结构，卡盘结构包括转轴、卡盘以及穿销定位结构，转轴可转动地设置在机座上，卡盘连接在转轴的一端，卡盘盘面上设置有关于其中心对称的所述穿销定位结构，穿销定位结构包括设置在卡盘上的导杆、可滑动地套设在导杆上的定位件以及驱动定位件在导杆上移动的驱动件，定位件用以对钢管端部连接，刹车结构包括配合座、螺杆、抵持块以及手柄，配合座固设在机座上，配合座上开设有配合螺杆的螺孔，抵持块固接在螺杆的一端，其压抵转轴后可阻止转轴转动，手柄固接在螺杆另一端，通过转动手柄以控制抵持块压抵或脱离转轴，设置在滑轨上的支撑装置进一步包括数控移动机构，数控移动机构包括电机、齿轮、齿条、滚轮以及控制中心，电机安装在机座上，齿轮安装在电机主轴的输出端，齿条安装在其中一条滑轨的内侧面，齿条与齿轮配合，滚轮安装在机座的底部与滑轨配合，控制中心控制电机的动作，控制中心包括有操作屏，以供输入参数，所述机座包括承载顶板，卡盘结构包括转轴定位结构，转轴定位结构包括基底块，套设块以及调节螺栓，基底块固设在承载顶板上，基底块上开设有配合槽，套设块设置在配合槽内与配合槽两侧间具有间隙，套设块上开设有套设孔供转轴穿过，调节螺栓相对地设置在基底块的两侧与基底块螺孔螺柱配合，调节螺栓伸入至配合槽抵持套设块，使得套设块在配合槽内位置固定。

进一步地，所述卡盘上沿径向开设有若干卡槽组，每一卡槽组具有两条关于卡盘中心对称设置的卡槽，两两卡槽组交叉呈“十”字形，所述穿销定位结构为两个，分别配合一卡槽组的两个卡槽。

进一步地，所述导杆与定位件为螺杆螺纹配合，通过驱动件带动导杆转动，驱动定位件在导杆上移动。

进一步地，所述刹车结构还包括一卡位销结构，卡位销结构包括一限位板及一插销，限位板固定地设置在机座上邻近卡盘的一端，限位板上设有套设孔，插销插置并穿过套设孔，并且插销的一端进入所述卡槽。

进一步地，所述数控移动机构包括导向件，导向件夹持并套在滑轨上，用以对滚轮导向，防止滚轮从滑轨上脱落。

进一步地，所述的数控组对机还包括重复限位装置，重复限位装置包括相对的夹持块及用以控制夹持块夹紧或者张开的手动杆，通过转动手动杆，使夹持块夹紧在滑轨上。

进一步地，所述的数控组对机还包括顶持结构，顶持结构设置在两支撑装置之间，用以对在两支撑装置支撑钢管后，将对钢管进一步顶持。

一种所述的数控组对机用于钢管与法兰组对的方法，加工步骤如下：

先在控制中心的操作屏输入钢管的相关参数；

提供一顶升机，启动顶升机将钢管顶升，钢管的一端配合未设置在滑轨上的支撑装置的卡盘；

启动设置在滑轨上的支撑装置，根据参数移动预设的距离，钢管的另一端相应地与滑轨上的支撑装置的卡盘配合；

启动穿销定位结构，将卡盘与钢管端部固接；

外力转动卡盘，使钢管转动预设角度后以进行横担焊接；

启动刹车结构，以阻止卡盘结构转动；

对钢管进行横担焊接，加工出所需的钢管杆。

本发明的有益效果是，本发明数控组对机可根据钢管的长度通过数控自动地移动设置在滑轨上的支撑装置，可实现对不同钢管的支撑，以便对钢管进行加工，自动化程度高，并且通过设置所述穿销定位结构，可适用于定位不同直径的钢管，极大地提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明较佳实施例提供数控组对机(具有外罩)第一视角的立体结构示意图；

图2为图1所示的数控组对机的主视结构示意图；

图3为图1所示的数控组对机(无外罩)从另一视角的立体结构示意图；

图4为图1所示的数控组对机上卡盘结构局部结构示意图；

图5为图1所示的数控组对机的卡盘结构的结构示意图；

图6为图1所示的数控组对机的刹车结构的结构示意图；

图7为图1所示的数控组对机的设置在滑轨上的支撑装置的局部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

请参阅图1至图3，本发明提供一种用于杆塔构件钢管与法兰组对的数控组对机,包括二相对设置的支撑装置10与二平行设置的滑轨30，二支撑装置10用以支撑待加工钢管(图未示)的两端，其中一支撑装置10设置在二滑轨30上以相对另一支撑装置10滑动。

支撑装置10包括机座11、设置在机座11上的卡盘结构12与刹车结构13。机座11包括用于安装卡盘结构12的承载顶板111。

请结合参阅图4、图5，卡盘结构12包括转轴121、转轴定位结构122、卡盘123以及穿销定位结构124。转轴121通过二转轴定位结构122可转动地设置在承载顶板111上。转轴定位结构122包括基底块1221，套设块1222以及调节螺栓1223。基底块1221固设在承载顶板111上，基底块1221上开设有配合槽(图未标)，套设块1222放置在配合槽内与配合槽两侧间具有调节间隙，套设块1222上开设有套设孔(图未标)以供转轴121穿过，调节螺栓1223相对地设置在基底块1221的两侧与基底块1221螺孔螺柱配合，调节螺栓1223伸入至配合槽抵持套设块1222，使得套设块1222在配合槽内位置固定。如此，通过调节两侧的调节螺栓1223的抵持长度，可调节套设块1222放置在配合槽内的位置。转轴121穿过固设在承载顶板111上的二套设块1222的套设孔，如此安装在承载顶板111上。

卡盘123连接在转轴121的一端，卡盘123上沿径向开设有若干卡槽组，每一卡槽组具有两条关于卡盘中心对称设置的卡槽1231。本实施例中，盘面上为四个卡槽组，两两卡槽组交叉呈“十”字形，即相邻两卡槽1231间呈45°夹角。卡槽组用于配合所述穿销定位结构124结构或者卡块。

所述穿销定位结构124设置在卡盘123上与卡槽组配合，用于将连接在卡盘123上的法兰压紧固定。本实施例中，所述穿销定位结构124为两个，分别配合卡槽组的两个卡槽1231。穿销定位结构124包括安装在卡盘123上的导杆1241、可滑动地套设在导杆1241上的定位件1242以及驱动定位件1242在导杆1241上移动的驱动件(图未示)。导杆1241与卡槽1231平行设置，定位件1242上开设有连接孔1243(参阅图7)，用以连接穿销等定位治具，通过定位治具将连接的法兰盘固定。驱动件可为气缸或者电机。导杆1241与定位件1242可为螺杆螺纹配合，通过驱动件带动导杆转动，从而驱动定位1242在导杆1241上移动。导杆1241与定位件1242可为滑杆滑块配合，通过驱动件驱动定位件1242在导杆1241上的移动距离。

刹车结构13用于对卡盘123的转动位置进行限位，可实现卡盘123在任意转动角度上停止。刹车结构13通过控制转轴121转动而实现对卡盘123的转动定位。请参阅图6，刹车结构13包括配合座131、螺杆132、抵持块133以及手柄134。配合座131固设在机座11的承载顶板111上，配合座131上开设有配合螺杆132的螺孔(图未示)，抵持块133固接在螺杆132的一端并且贴邻转轴121，抵持块133可为橡胶材质制成，其压抵转轴121后可阻止转轴121转动。手柄134固接在螺杆132上相对抵持块133的一端，通过转动手柄134带动螺杆132转动，实现螺杆132相对配合座131前进或后退，从而实现对转轴121的压抵或脱离，在需要固定转轴121时，只需转动手柄134使抵持块133压抵转轴121即可，在卡盘123需转动时，则转动手柄134使抵持块133脱离转轴121即可。为了更好地配合抵持块133抵持转轴121，转轴121上固定地套设一刹车轮1211，通过抵持块133抵持刹车轮1211即可实现对转轴121的制转，设置刹车轮1211可增大抵持面积，可更好地对转轴121的刹车。

刹车结构13进一步包括一卡位销结构135，卡位销结构135包括一限位板1351及一插销1352。限位板1351固定地设置在机座11上邻近卡盘123的一端，限位板1351上设有套设孔(图未标)。插销1352可插卸地插置并穿过套设孔，并且插销1352的一端进入所述卡槽1231，如此，限制卡盘123的转动。根据卡盘123上开设的卡槽数，可通过插销1352对应地限定卡盘123的若干旋转工位。

请参阅图1、2与7，设置在滑轨30上的支撑装置10进一步包括数控移动机构，数控移动机构包括电机141、齿轮(图未示)、齿条142、滚轮143、导向件144以及控制中心145。电机141安装在机座11底部上，本实施例中，设置在滑轨30上的支撑装置10的机座11进一步包括一底板112，电机141通过一固定结构(图未标)固定设置在底板112的底部。齿轮安装在电机141主轴的输出端。齿条142安装在其中一条滑轨30的内侧面，齿条142与齿轮配合。滚轮143安装在机座11的底板112的底部与滑轨30配合。导向件144夹持并套在滑轨30上，用以对滚轮143导向，防止滚轮143从滑轨30上脱落。控制中心145控制电机141的作动，使电机141转动或停止，控制中心145包括有操作屏1451，以供输入参数。

此外，数控组对机还包括重复限位装置40，用以可拆卸地安装在滑轨30上，以阻挡在滑轨30上的支撑装置10的滑动，实现对该支撑装置10在该位置的重复定位。重复限位装置40包括相对的夹持块41及用以控制夹持块41夹紧或者张开的手动杆42。其安装至滑轨30时，转动手动杆42，使夹持块41夹紧在滑轨30上。支撑装置10在支撑相同长度的钢管杆时，可通过该重复限位装置40限定。在需要改变限位位置时，取下该支撑装置10，待支撑装置10移动至预设位置时，再安装该重复限位装置40即可。

此外，数控组对机还包括顶持结构，用以在两支撑装置10在支撑钢管两端的法兰后，通过将顶持结构设置在两支撑装置10之间对钢管进一步顶持，增强钢管在加工横担时的稳定性。

应用本发明所述的数控组对机加工钢管杆时，先在控制中心145的操作屏1451输入钢管的相关参数；提供一顶升机，启动顶升机将钢管顶升，钢管的一端配合未设置在滑轨30上的支撑装置10的卡盘123；启动设置在滑轨30上的支撑装置10，根据参数移动预设的距离，钢管的另一端相应地与滑轨30上的支撑装置10的卡盘123配合；启动穿销定位结构124，将卡盘123与钢管端部的法兰盘固接；外力转动卡盘123，使钢管转动预设角度后以进行横担焊接；启动刹车结构13，以阻止卡盘结构12的转轴121转动；对钢管进行横担焊接，加工出所需的钢管杆。

在加工完成后，先提供顶升机顶持钢管，然后解锁钢管与未设置在滑轨30上的支撑装置10的卡盘123的一端，然后滑轨30上的支撑装置10移动，带动钢管的一端与未设置在滑轨30上的支撑装置10的卡盘123分离；然后解锁钢管与设置在滑轨30上的支撑装置10的卡盘123的一端；移动滑轨30上的支撑装置10使其卡盘123与钢管分离；然后顶升机下降将加工后的钢管杆降至地面。

本发明数控组对机在使用中，通过在卡盘面上设置穿销定位装置，穿销可根据法兰孔距的尺寸由正反螺杆原理手动调整穿销间距离，以便法兰孔定位，并且穿销调节距离应有长度标识；卡盘上应设有十字T形槽，加强了法兰压紧固定。通过设置卡位销结构，卡盘角度旋转90度应有锁紧功能。卡盘手动旋转360°，卡盘有可设有手工拉手装置，以便操作；组对完毕后活动卡盘能牵引6t工件脱离未设置在滑轨上的卡盘，可便于卸装。

设置在滑轨上的支撑装置的可活动卡盘的移动速度通过伺服电机和减速机结合PLC控制系统或手操控制器，调节移动速度和距离：2～8m/min，微调移动最小调节范围不大于0.5mm,移动速度和移动距离通过触控屏输入参数实现要求尺寸，可活动的卡盘具有机械重复定位功能和锁紧装置。并且可活动的卡盘移动通过触控屏输入参数到达相应的位置后，可保证电机带有刹车定位功能。两卡盘法兰应保证的同轴度小于1.0mm，两卡盘面在全程移动任意范围内不平行度误差小于1.0mm。卡盘中心高度(距滑轨面)在1100mm。

此外，活动卡盘应在轨道上可装刻度标识，以便观察活动卡盘与固定卡盘的标准距离。安装在电机的一端的齿轮可通过齿轮螺栓锁持，在出现电机、电路损坏或停电时，松开齿轮螺栓，应保证组对机活动卡盘人工推移可正常使用。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于杆塔构件钢管与法兰组对的数控组对机，包括二相对设置的支撑装置(10)与二平行设置的滑轨(30)，二支撑装置(10)用以支撑待加工钢管的两端，其中一支撑装置(10)设置在滑轨(30)上以相对另一支撑装置(10)滑动，其特征在于：支撑装置(10)包括机座(11)、设置在机座(11)上的卡盘结构(12)与刹车结构(13)，卡盘结构(12)包括转轴(121)、卡盘(123)以及穿销定位结构(124)，转轴(121)可转动地设置在机座(11)上，卡盘(123)连接在转轴(121)的一端，卡盘(123)盘面上设置有关于其中心对称的所述穿销定位结构(124)，穿销定位结构(124)包括设置在卡盘(123)上的导杆(1241)、可滑动地套设在导杆(1241)上的定位件(1242)以及驱动定位件(1242)在导杆(1241)上移动的驱动件，定位件用以对钢管端部连接，刹车结构(13)包括配合座(131)、螺杆(132)、抵持块(133)以及手柄(134)，配合座(131)固设在机座(11)上，配合座(131)上开设有配合螺杆(132)的螺孔，抵持块(133)固接在螺杆(132)的一端，其压抵转轴后可阻止转轴转动，手柄(134)固接在螺杆(132)另一端，通过转动手柄(134)以控制抵持块(133)压抵或脱离转轴(121)，设置在滑轨(30)上的支撑装置(10)进一步包括数控移动机构，数控移动机构包括电机(141)、齿轮、齿条(142)、滚轮(143)以及控制中心(145)，电机(141)安装在机座(11)上，齿轮安装在电机(141)主轴的输出端，齿条(142)安装在其中一条滑轨(30)的内侧面，齿条(142)与齿轮配合，滚轮(143)安装在机座的底部与滑轨(30)配合，控制中心(145)控制电机(141)的动作，控制中心(145)包括有操作屏(1451)，以供输入参数，所述机座(11)包括承载顶板(111)，卡盘结构(12)包括转轴定位结构(122)，转轴定位结构(122)包括基底块(1221)，套设块(1222)以及调节螺栓(1223)，基底块(1221)固设在承载顶板(111)上，基底块(1221)上开设有配合槽，套设块(1222)设置在配合槽内与配合槽两侧间具有间隙，套设块(1222)上开设有套设孔供转轴(121)穿过，调节螺栓(1223)相对地设置在基底块(1221)的两侧与基底块(1221)螺孔螺柱配合，调节螺栓(1223)伸入至配合槽抵持套设块(1222)，使得套设块(1222)在配合槽内位置固定。

2.根据权利要求1所述的数控组对机，其特征在于：所述卡盘(123)上沿径向开设有若干卡槽组，每一卡槽组具有两条关于卡盘中心对称设置的卡槽(1231)，两两卡槽组交叉呈“十”字形，所述穿销定位结构(124)为两个，分别配合一卡槽组的两个卡槽(1231)。

3.根据权利要求2所述的数控组对机，其特征在于：所述导杆(1241)与定位件(1242)为螺杆螺纹配合，通过驱动件带动导杆转动，驱动定位件(1242)在导杆(1241)上移动。

4.根据权利要求2所述的数控组对机，其特征在于：所述刹车结构(13)还包括一卡位销结构(135)，卡位销结构(135)包括一限位板(1351)及一插销(1352)，限位板(1351)固定地设置在机座(11)上邻近卡盘(123)的一端，限位板(1351)上设有套设孔，插销(1352)插置并穿过套设孔，并且插销(1352)的一端进入所述卡槽(1231)。

5.根据权利要求1所述的数控组对机，其特征在于：所述数控移动机构包括导向件(144)，导向件(144)夹持并套在滑轨(30)上，用以对滚轮(143)导向，防止滚轮(143)从滑轨(30)上脱落。

6.根据权利要求1所述的数控组对机，其特征在于：还包括重复限位装置(40)，重复限位装置(40)包括相对的夹持块(41)及用以控制夹持块(41)夹紧或者张开的手动杆(42)，通过转动手动杆(42)，使夹持块(41)夹紧在滑轨(30)上。

7.根据权利要求1所述的数控组对机，其特征在于：还包括顶持结构，顶持结构设置在两支撑装置(10)之间，用以对在两支撑装置(10)支撑钢管后，将对钢管进一步顶持。

8.一种上述权利要求1-7任一项所述的数控组对机的组对方法，其特征在于：其加工步骤如下，

先在控制中心(145)的操作屏(1451)输入钢管的相关参数；

提供一顶升机，启动顶升机将钢管顶升，钢管的一端配合未设置在滑轨(30)上的支撑装置(10)的卡盘(123)；

启动设置在滑轨(30)上的支撑装置(10)，根据参数移动预设的距离，钢管的另一端相应地与滑轨(30)上的支撑装置(10)的卡盘(123)配合；

启动穿销定位结构(124)，将卡盘(123)与钢管端部固接；

外力转动卡盘(123)，使钢管转动预设角度后以进行横担焊接；

启动刹车结构(13)，以阻止卡盘结构(12)转动；

对钢管进行横担焊接，加工出所需的钢管杆。