CN105081012A - 波浪变形自动矫正执行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种波浪变形自动矫正执行器，有效的解决了矫正方法会在腹板上留下焊疤的问题；其解决的技术方案是包括底板，底板上安装有直线执行器，直线执行器经直线驱动装置控制，底板上设有下盖板激光位移传感器，下盖板激光位移传感器一侧设有腹板激光位移传感器，直线执行器上设有感应片和原点检测传感器，直线执行器经短杆连接有永磁铁，永磁铁前端设有接近传感器，永磁铁经磁铁驱动装置控制，直线执行器和永磁铁之间连接有置于短杆上的力传感器，直线驱动装置、下盖板激光位移传感器、腹板激光位移传感器、感应片、原点检测传感器、磁铁驱动装置均经PLC控制；本发明结构巧妙，实现下盖板与∏形梁组对工位的机械化、自动化。

Description

波浪变形自动矫正执行器

技术领域

本发明涉及矫正器技术领域，特别是一种波浪变形自动矫正执行器。

背景技术

起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械。又称吊车。

门式起重机箱型梁式桥架结构主要是两根主梁和两根端梁组成。

主梁：主梁是门式起重机桥架中主要受力元件，由左右两块腹板，上下两块盖板以及若干大、小隔板及加强筋板组成。

主梁上拱度：当受载后，可抵消按主梁刚度条件产生的下挠变形，避免承载小爬坡。

主梁旁变：在制造桥架时，走台侧焊后有拉深残余应力，当运输及使用过程中残余应力释放后，导致两主梁向内旁弯，而且主梁在水平惯性载荷作用下，按刚度条件允许有一定侧向弯曲，叠加会造成大弯曲变形。

腹板波浪变形：受压区＜0.7δ，受拉区＜1.2δ，δ为腹板厚，规定较低的波浪变形对于提高起重机的稳定性和寿命是有利的。

起重机主梁在生产过程中会有很多变形，需要进行矫正，在生产主梁时，需要经过焊接，焊接时需要重复施焊法，将主梁焊缝用大电流重复施焊的方法，用产生的焊接变形来矫正原变形。例如需要增加主梁的拱度时，在主梁的下盖板与腹板的两条角焊缝重复施焊。由于焊缝冷却收缩，产生的应力使上拱增大。例如需减小水平旁弯时，在凸面腹板与上下盖板的两条角焊缝重复施焊，就可以减小水平旁弯。施焊的电流、重复施焊的长度，要根据矫正的程度而定。避免超过，再反向矫正。

在起重机主梁生产线中的下盖板与∏形梁组对工位，∏型梁和下盖板组装时，下盖板上的腹板定位线应与腹板重合，但之前工位的焊接过程会使腹板产生波浪变形，定位焊之前需要对腹板进行矫正。

现行的方法是将撬棍的一端焊接在腹板的变形处，利用杠杆原理施加外力将波浪变形矫正，再由人工实施定位焊，但这种矫正方法会在腹板上留下焊疤，并增加了没有附加值的打磨操作。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种波浪变形自动矫正执行器，有效的解决了传统的矫正方法会在腹板上留下焊疤，增加了打磨时间等问题。

其解决的技术方案是，包括底板，底板上安装有直线执行器，直线执行器经直线驱动装置控制，底板上设有下盖板激光位移传感器，下盖板激光位移传感器一侧设有腹板激光位移传感器，直线执行器上设有感应片和原点检测传感器，直线执行器经短杆连接有永磁铁，永磁铁前端设有接近传感器，永磁铁经磁铁驱动装置控制，直线执行器和永磁铁之间连接有置于短杆上的力传感器，直线驱动装置、下盖板激光位移传感器、腹板激光位移传感器、感应片、原点检测传感器、磁铁驱动装置均经PLC控制。

本发明结构巧妙，采取单侧吸附原理进行矫正。从“结构-功能-性能”一体化设计和“设计-制造-运行”全过程协同设计视角开发自动矫正执行器，该自动矫正执行器配合运动单元和机器人焊接单元，可以组成下盖板与∏形梁组对智能制造平台，实现下盖板与∏形梁组对工位的机械化、自动化和信息化。

附图说明

图1为本发明立体图。

图2为本发明主视图。

图3为本发明俯视图。

图4为本发明左视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1至图4给出，本发明包括底板1，底板1上安装有直线执行器2，直线执行器1经直线驱动装置控制，底板1上设有下盖板激光位移传感器3，下盖板激光位移传感器3一侧设有腹板激光位移传感器4，直线执行器2上设有感应片5和原点检测传感器6，直线执行器2经短杆7连接有永磁铁8，永磁铁8前端设有接近传感器9，永磁铁8经磁铁驱动装置控制，直线执行器2和永磁铁8之间连接有置于短杆上的力传感器10，直线驱动装置、下盖板激光位移传感器3、腹板激光位移传感器4、感应片5、原点检测传感器6、磁铁驱动装置均经PLC控制。

所述的直线驱动装置控制包括连接在直线执行器2端头的直线执行器用同步带轮11，直线执行器用同步带轮11经第一同步带连接无刷电机用同步带轮12，无刷电机用同步带轮12经无刷电机13驱动。

所述的无刷电机13置于无刷电机安装板14上。

所述的磁铁驱动装置包括永磁铁用控制带轮15，永磁铁用控制带轮15经第二同步带连接步进电机用同步带轮16，步进电机用同步带轮16经步进电机17驱动。

所述的下盖板激光位移传感器3和腹板激光位移传感器4置于激光位移传感器安装板18上，激光位移传感器安装板18一侧设有立柱19。

所述的直线执行器2和力传感器10之间设有置于短杆7上的转接头20，力传感器10和永磁铁8之间设有置于短杆7上的杆端球面接头21。

所述的永磁铁8置于永磁铁安装板30上，步进电机17置于步进电机安装板22上。

所述的直线执行器2安装在底板1上的前支脚23和后支脚24上。

所述的短杆7上方设有置于直线执行器2上方的轴25，直线执行器2与轴25上下平行，轴25与短杆7连接处设有轴座26，轴25上设有轴承座27，轴承座27一侧设有直线轴承28，轴的端头设有感应片5。

所述的原点检测传感器6置于原点检测传感器安装座29上。

本发明使用时，

把底板1固定在移动平台上，移动平台用来实现腹板检测移动的工具。

下盖板激光传位移传感器3和腹板激光位移传感器4是用来实现腹板波浪形的准确识别，精度很高，当检测到波浪变形的变形度后，将信号传输给终端，经PLC系统控制，发出信号给直线驱动装置。

具体的是PLC把信号传输给无刷电机13，无刷电机13启动带动无刷电机用同步带轮12转动，无刷电机用同步带轮12经第一同步带驱动直线执行器用同步带轮11转动，直线执行器用同步带轮11驱动直线执行器2运动。

直线执行器2带动永磁铁8向前运动，逐渐靠近腹板，当快接近腹板时，接近传感器9感应发出信号传输到终端，经PLC控制发出信号重新给无刷电机13，使无刷电机13的的速度变慢，致使直线执行器2慢慢移动接近腹板。

当永磁铁8接触贴紧腹板时，力传感器感10测量永磁铁8和腹板之间的力，发出信号给终端，经PLC控制来调节，发出信号给磁铁驱动装置。

具体的是PLC把信号传输给步进电机17，步进电机17驱动步进电机用同步带轮16，步进电机用同步带轮16经第二同步带驱动永磁铁用同步带轮15转动，永磁铁用同步带轮15驱动永磁铁8的转轴转动来调节磁力的大小和有无。

无刷电机13通过无刷电机用同步带轮12及第一同步带驱动直线执行器2，实现腹板波浪变形矫正过程中的力输出和矫正运动的精确控制。

通过永磁铁8实现对主梁腹板的单侧吸附，保证对主梁腹板波浪变形中的凹变形和凸变形都可矫正，对主梁腹板的单侧吸附也可用电磁铁或电永磁铁代替。

步进电机17通过步进电机用同步带轮16及第二同步带驱动永磁铁8的转轴，实现永磁铁8磁力有无的自动控制。

力传感器10实现矫正力的实时反馈，其测量值还可用以判断永磁铁8是否从主梁腹板上拉脱。

接近传感器9保证永磁铁8在接近主梁腹板时及时切换到低速，使永磁铁8和主梁腹板的接触过程平稳。

原点检测传感器6保证直线执行器2在矫正完成后回到零位。

杆端球面接头21可以实现小角度的轻微转动，可以更好的贴合腹板的矫正平面。

为了更好的固定无刷电机13，把无刷电机13安装在无刷电机安装板14上。

为了更好的固定腹板激光位移传感器4和下盖板激光位移传感器3，可以把腹板激光位移传感器4和下盖板激光位移传感器3安装在激光位移传感器安装板18上，为了更好的稳固，激光位移传感器安装板18一侧设有立柱19。

为了更好的连接直线执行器2和永磁铁8，短杆7上连接有转接头20，为了方便永磁铁8角度的调整，短杆7上设有杆端球面接头21。

为了更好的固定永磁铁8，把永磁铁8安装在永磁铁安装板30上。

为了更好的固定步进电机17，把步进电机17安装在步进电机安装板22上。

为了更好的把直线执行器2固定在底板1上，把直线执行器2安装在底板1上的前支脚23和后支脚24上。

为了更好了固定感应片5，在短杆7上方安装有直线执行器2上方的轴25，直线执行器2与轴25上下平行，轴25与短杆7连接处安装有轴座26，轴25上设有轴承座27，轴承座27一侧设有直线轴承28，轴25的端头设有感应片5。

为了保证原点检测传感器6的稳固，把原点检测传感器6安装在原点检测传感器安装座29上，原点检测传感器6保证轴25回到原点后停止。

为了更好的引导永磁铁对腹板的吸力，在短杆7上连接有轴25，轴25起到导向的作用。

本发明整个系统是用PLC系统控制的，可以实现机械化、自动化和信息化，而且最重要的是现在对于起重机主梁腹板的矫正，在行业里面都是尽量把工艺流程做好，但是不管怎样都会留下焊疤，因为工艺流程中设计到焊接，只能尽量使焊疤变小，而没有达到腹板波浪变形消除的效果。

对于本发明，目前的市场或是厂家，都还没有一样和类似的解决的方案，或者说都没有找到比本发明更好的解决的办法，本发明是发明人在经过长期的试验和研究过中，找出原因问题所在，追究溯源，找到原因之根本，应用专业技术知识和长期的实践经验而研发设计出的方案。

本发明结构巧妙，采取单侧吸附原理进行矫正。从“结构-功能-性能”一体化设计和“设计-制造-运行”全过程协同设计视角开发自动矫正执行器，该自动矫正执行器配合运动单元和机器人焊接单元，可以组成下盖板与∏形梁组对智能制造平台，实现下盖板与∏形梁组对工位的机械化、自动化和信息化。

Claims (10)

1.一种波浪变形自动矫正执行器，包括底板（1），其特征在于，底板（1）上安装有直线执行器（2），直线执行器（1）经直线驱动装置控制，底板（1）上设有下盖板激光位移传感器（3），下盖板激光位移传感器（3）一侧设有腹板激光位移传感器（4），直线执行器（2）上设有感应片（5）和原点检测传感器（6），直线执行器（2）经短杆（7）连接有永磁铁（8），永磁铁（8）前端设有接近传感器（9），永磁铁（8）经磁铁驱动装置控制，直线执行器（2）和永磁铁（8）之间连接有置于短杆上的力传感器（10），直线驱动装置、下盖板激光位移传感器（3）、腹板激光位移传感器（4）、感应片（5）、原点检测传感器（6）、磁铁驱动装置均经PLC控制。

2.根据权利要求1所述的一种波浪变形自动矫正执行器，其特征在于,所述的直线驱动装置控制包括连接在直线执行器（2）端头的直线执行器用同步带轮（11），直线执行器用同步带轮（11）经第一同步带连接无刷电机用同步带轮（12），无刷电机用同步带轮（12）经无刷电机（13）驱动。

3.根据权利要求2所述的一种波浪变形自动矫正执行器，其特征在于,所述的无刷电机（13）置于无刷电机安装板（14）上。

4.根据权利要求1所述的一种波浪变形自动矫正执行器，其特征在于,所述的磁铁驱动装置包括永磁铁用控制带轮（15），永磁铁用控制带轮（15）经第二同步带连接步进电机用同步带轮（16），步进电机用同步带轮（16）经步进电机（17）驱动。

5.根据权利要求1所述的一种波浪变形自动矫正执行器，其特征在于,所述的下盖板激光位移传感器（3）和腹板激光位移传感器（4）置于激光位移传感器安装板（18）上，激光位移传感器安装板（18）一侧设有立柱（19）。

6.根据权利要求1所述的一种波浪变形自动矫正执行器，其特征在于,所述的直线执行器（2）和力传感器（10）之间设有置于短杆（7）上的转接头（20），力传感器（10）和永磁铁（8）之间设有置于短杆（7）上的杆端球面接头（21）。

7.根据权利要求1所述的一种波浪变形自动矫正执行器，其特征在于,所述的永磁铁（8）置于永磁铁安装板（30）上，步进电机（17）置于步进电机安装板（22）上。

8.根据权利要求1所述的一种波浪变形自动矫正执行器，其特征在于,所述的直线执行器（2）安装在底板（1）上的前支脚（23）和后支脚（24）上。

9.根据权利要求1所述的一种波浪变形自动矫正执行器，其特征在于,所述的短杆（7）上方设有置于直线执行器（2）上方的轴（25），直线执行器（2）与轴（25）上下平行，轴（25）与短杆（7）连接处设有轴座（26），轴（25）上设有轴承座（27），轴承座（27）一侧设有直线轴承（28），轴的端头设有感应片（5）。

10.根据权利要求1所述的一种波浪变形自动矫正执行器，其特征在于,所述的原点检测传感器（6）置于原点检测传感器安装座（29）上。