CN106180801B - 光热太阳能主梁集成全自动生产系统及钻孔方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光热太阳能主梁集成全自动生产系统，包括：成套的八个定位夹具，夹具具有夹具工作台，夹具工作台上设置固定夹具以及由夹具气缸控制的活动夹具，夹具气缸设置在夹具工作台下方，活动夹具上设置有钻套，固定夹具与活动夹具配合以夹紧主梁上8个主梁钢板；成套的八个钻孔装置，钻孔装置具有基座，基座上设置立板，立板上设置用于放置主梁的凹部，立板一侧设置导柱，导柱上设置活动平台，活动平台由设置在活动平台上的活动气缸驱动，活动平台背离导柱侧设置用于钻设主梁钢板上双孔的双钻头，立板另一侧设置动力头，动力头上设置用于钻设主梁钢板上单孔的单钻头。本发明结构简单，操作方便，产品合格率高。

Description

光热太阳能主梁集成全自动生产系统及钻孔方法
技术领域
本发明涉及一种光热太阳能主梁集成全自动生产系统及钻孔方法。
背景技术
参见图1，光热太阳能主梁是在8块370*244*6的钢板上钻24个孔，即在每块板上各钻2个直径6.7mm的孔(双孔)和1个6.5mm的孔(单孔)，这8块钢板要分别焊接到一根长5.4米、直径219mm、壁厚3mm的钢管上，并且这24个孔是有不超过0.1mm的位置度要求和各板孔之间有呈抛物线弧状分布且有1.4mm的高度差要求。
现有加工方法是，利用4套钻模把8块板上的24个孔(每块上3个孔)单独钻孔后，再把8块钢板分别焊接到5.4米长的￠219*3钢管上，焊后整体送去热镀锌表面处理。由于焊接后的热变形和热镀锌处理带来的二次热形变叠加，使这24个孔的位置度要求难以保证，需要再去反复几次进行压力校正，致使耗费人工(至少要4个人)和单件最少需要15-20分钟时间，而且有部分产品由于变形超差过大，校正也难以达到位置度要求而报废，焊后去热镀锌处理后变形不合格率高达60％。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种加工容易，成品合格率高的光热太阳能主梁集成全自动生产系统。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种光热太阳能主梁集成全自动生产系统，包括：
成套的八个定位夹具，分别用于夹持定位对应的主梁钢板，所述夹具具有夹具工作台，所述夹具工作台上设置固定夹具以及由夹具气缸控制的活动夹具，所述夹具气缸设置在夹具工作台下方，活动夹具上设置有钻套，所述固定夹具与活动夹具配合以夹紧主梁钢板；
成套的八个钻孔装置，分别用于钻加工对应主梁钢板上的单孔与双孔，所述钻孔装置具有基座，所述基座上设置立板，所述立板上设置用于放置主梁的凹部，所述立板一侧设置导柱，所述导柱上设置活动平台，所述活动平台由设置在活动平台上的活动气缸驱动，所述活动平台背部导柱侧设置用于钻设主梁钢板上双孔的双钻头，所述立板另一侧设置动力头，所述动力头上设置用于钻加工主梁钢板上单孔的钻头。
作为优选：所述导柱为四根，所述导柱背离立板侧设置挡板，所述活动平台通过直线轴承接于导柱。
作为优选：所述挡板中部设置椭圆形孔。
作为优选：所述八个钻孔装置的设置方向为两两相反。
另一方面，一种钻孔方法，用于光热太阳能主梁，包括焊接工序、热镀锌工序及钻孔工序，所述钻孔工序采用所述的系统。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)把钻孔工序放到焊接变形和热镀锌变形之后进行，这是具有创新性的工艺思路，这样可以有效避免焊接变形和热镀锌变形对最终产品精度的影响。
2)利用8个钻孔单元在6米长的整体平台上的分别装夹固定，可以实现每块板的钻孔位置在X和Y方向上精密调整固定，有效地实现了工件要求的24个孔在Y方向呈抛物线分布；并且能随时调整主梁的聚焦弧度，来保证光热太阳能板对镜面安装的独特要求，满足客户对镜场的大规模高精度聚光技术指标。
3)工作效率提高2倍，质量稳定，合格品率在99％以上。8台钻孔单元在Y方向可以实现精密数据要求的抛物线分布固定，使得加工精度和效率得到了高度统一。原来方案至少需要4个操作工钻孔，2个操作工装夹焊接，完成一套工件的钻孔焊接至少需要1个小时，现在只要1个操作工用15分钟的装夹焊接，1个操作工10分钟的吊装钻孔，总耗时25分钟，比原来方法效率提高41.6％，人员减少2/3。
附图说明
图1为实施例中光热太阳能主梁板立体图。
图2为实施例中光热太阳能梁钢板结构图。
图3为实施例中光热太阳能主梁集成全自动生产系统安装图，图中示出了主梁钢板。
图4为实施例中光热太阳能主梁集成全自动生产系统立体图。
图5为实施例中光热太阳能主梁集成全自动生产系统右视图。
图6为实施例中光热太阳能主梁集成全自动生产系统后视图
具体实施方式
实施例一：参见图1到图6，一种光热太阳能主梁集成全自动生产系统，包括成套的八个定位夹具，分别用于夹持定位对应的主梁钢板N，所述夹具具有夹具工作台1(可以满足在X和Y方向上做分别微调整)，所述夹具工作台1上设置固定夹具22以及由夹具气缸23控制的活动夹具21，所述夹具气缸23设置在夹具工作台1下方，活动夹具21上设置有钻套，所述固定夹具22与活动夹具21配合以夹紧主梁钢板N。
活动夹具通过开槽与其下方的夹具气缸连接以实现活动的目的，活动夹具上的钻套目的是方便精确钻孔，具体可参考现有技术。
成套的八个钻孔装置分别用于钻对应主梁钢板上的单孔与双孔，所述钻孔装置具有基座31(可在X和Y方向上做分别微调整)，所述基座31上设置立板32，所述立板32上设置用于放置主梁M的凹部100，所述立板32一侧设置导柱33，所述导柱33上设置活动平台34，所述活动平台34由设置在活动平台34上的活动气缸340驱动，所述活动平台34背离导柱33侧设置用于钻设主梁钢板上双孔的双钻头38，所述立板32另一侧设置动力头36，所述动力头36上设置用于钻设主梁钢板上单孔的单钻头37。
本实施例中，所述导柱33为四根，所述导柱33背离立板32侧设置挡板35，所述活动平台34通过直线轴承接于导柱33。
本实施例中，所述挡板35中部设置椭圆形孔。
本实施例中，所述八个钻孔装置的设置方向为两两相反。
本案设计利用动力头来完成每块板的右边一个(单孔)￠6.5的钻孔和左边两个(双孔)￠6.7的钻孔，由于两孔距离较近尤其是距离管子太近，最小的动力头也难以装进去，还要保证动力头不能占据圆管位置，不能影响工件装进吊出，故设计制造了一套一进(输入)两出(输出)的齿轮箱多头钻系统，来完成两个￠6.7孔加工。多头钻不算创新，创新之处在于设计的8套集成钻孔单元，每套钻孔单元可以全自动独立或同时完成钻孔工作。
每套钻孔单元(钻孔装置)是由多头钻齿轮箱系统(包括电机)安装到一个有四个直线轴承及导柱组成的，由气缸带动实现精确往复直线运动的平台上，而这个平台的运动由电磁阀控制的气缸进行有序拖动，电磁阀由PLC可以进行编程控制，这样就实现了钻头的快速前进→慢速钻孔→快速返回等一系列动作；还有一个气缸(夹紧气缸)作为夹紧工件夹具的动力，配合钻孔时夹紧工件并靠牢定位面，钻孔后松开工件。每个气缸都有一个电磁阀来控制，16个电磁阀去控制16个气缸，由一个PLC去控制16个电磁阀，就可以实现在8个板上同时完成24个钻孔加工。
每个钻孔单元(包括3个钻头)可以实现全自动同时钻孔，也具备调试工装状态可以实现单台自动单独钻孔。
每个钻孔单元在完成钻孔后可以分别单独自动回位停机，而不影响其他钻头的继续工作。
8个钻孔单元的的钻头工作方向是两两相反的，具体方式可参考现有技术，这样布置的目的是8台同时钻孔时有效地避免工件的共振对钻孔精度的影响。
实施例二：一种光热太阳能主梁钻孔方法，包括焊接工序、热镀锌工序及钻孔工序，所述钻孔工序采用实施例一中的系统。
针对原加工方法中，钻孔工序放在主梁焊接工序之前，后面的焊接和热镀锌工序产生的热变形应力释放，会造成钻孔位置度严重超差的致命缺点，新的思路和加工方法是：把钻孔工序移到焊接和热镀锌工序之后，在热变形应力释放之后再来钻孔，让钻孔工装(钻套和卡具)来保证钻孔的位置度控制在技术要求范围内。制造集成钻孔设备来一次性完成24个孔的加工，从效率上和精度上比原来加工方法可以有大幅的提升，创新的加工方法使产品质量有质的飞跃，钻孔后一次校验质量合格率由原来的40％提升到98％，效率也提升了2倍，使生产工人减少了2/3，做到了机器换人。另外气动卡具的大范围使用也有效减少了液压或电动卡具可能给操作工带来的伤害。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理的前提下进行的若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种光热太阳能主梁集成全自动生产系统，其特征在于，包括：
成套的八个定位夹具，分别用于夹持定位对应的主梁钢板(N)，所述夹具具有夹具工作台(1)，所述夹具工作台(1)上设置固定夹具(22)以及由夹具气缸(23)控制的活动夹具(21)，所述夹具气缸(23)设置在夹具工作台(1)下方，活动夹具(21)上设置有钻套，所述固定夹具(22)与活动夹具(21)配合以夹紧主梁钢板(N)；
成套的八个钻孔装置，分别用于钻对应主梁钢板上的单孔与双孔，所述钻孔装置具有基座(31)，所述基座(31)上设置立板(32)，所述立板(32)上设置用于放置主梁(M)的凹部(100)，所述立板(32)一侧设置导柱(33)，所述导柱(33)上设置活动平台(34)，所述活动平台(34)由设置在活动平台(34)上的活动气缸(340)驱动，所述活动平台(34)背离导柱(33)侧设置用于钻设主梁钢板上双孔的双钻头(38)，所述立板(32)另一侧设置动力头(36)，所述动力头(36)上设置用于钻设主梁钢板上单孔的单钻头(37)。
2.根据权利要求1所述的光热太阳能主梁集成全自动生产系统，其特征在于：所述导柱(33)为四根，所述导柱(33)背离立板(32)侧设置挡板(35)，所述活动平台(34)通过直线轴承接于导柱(33)。
3.根据权利要求2所述的光热太阳能主梁集成全自动生产系统，其特征在于：所述挡板(35)中部设置椭圆形孔。
4.一种钻孔方法，用于光热太阳能主梁，其特征在于，包括焊接工序、热镀锌工序及钻孔工序，所述钻孔工序采用如权利要求1-3任一所述的系统。
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