CN108817130A - 用于大型板状结构件矫正的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于大型板状结构件矫正的装置，包括炉体，在炉体的两侧设有多个压头装置，在炉体的至少一端设有推送装置，在炉体的顶部设有观察窗，在观察窗的上方设有采集装置；还设有用于沿宽度方向竖直固定板状结构件的装载台。所述的压头装置中，压头穿过炉体侧壁，压头由用于连接驱动装置的压头座，隔热部和位于炉体内的顶推部组成，所述的隔热部通过高温胶与压头座和顶推部连接，压头座和顶推部的材质为金属材料，隔热部的材质为非金属材料。通过采用侧部压头的结构，能够提高矫正的加工精度，避免出现返工的问题。通过设置的推送装置，能够实现自动化的上料和卸料。设置的采集装置，能够实时或间歇的监视矫正的效果，大幅提高矫正效率。

Description

用于大型板状结构件矫正的装置

技术领域

本发明涉及机加工领域，特别是一种建筑施工中用于大型板状结构件矫正的装置。

背景技术

现有的大型构建物，为确保受力可靠，常采用大型的注浆钢管，钢管的长度达到10米，板材的厚度超过2cm，在板材的切割和压制成型过程中，容易发生变形。由于尺寸较大，在焊接前需要整平，以便于焊接操作。由于材料厚度较厚，采用冷弯的方式需要昂贵的大型设备，且容易累积内应力，不利于后期的焊接操作。

中国专利文献CN 102500657A记载了一种大型板状结构件焊接变形的矫正方法，采用在加热炉中利用重力进行反向变形的方法实现矫正，对与部分的板状结构件变形可以解决问题，例如弧形变形的情况。但是对于成“S”形变形的情况则不适用。而且该方法的矫正依赖事前的计算，但是由于材质的均匀性不同，该计算很难做到与实际情况相一致。导致矫正后的板状结构件仍存在较大误差，加工效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于大型板状结构件矫正的装置，能够实现较高精度的大型板状结构件的矫正，且自动化程度高，劳动强度低。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种用于大型板状结构件矫正的装置，包括炉体，在炉体的两侧设有多个压头装置，在炉体的至少一端设有推送装置，在炉体的顶部设有观察窗，在观察窗的上方设有采集装置；

还设有用于沿宽度方向竖直固定板状结构件的装载台。

优选的方案中，所述的压头装置中，压头穿过炉体侧壁，压头由用于连接驱动装置的压头座，隔热部和位于炉体内的顶推部组成，所述的隔热部通过高温胶与压头座和顶推部连接，压头座和顶推部的材质为金属材料，隔热部的材质为非金属材料。

优选的方案中，所述的隔热部采用多片耐热玻璃或耐火砖通过无机高温胶粘接连接。

优选的方案中，所述的驱动装置中，反力架与机架固定连接，机架与炉体固定连接，所述的反力架为“U”形的支架，在反力架的中部设有第二顶推装置，第二顶推装置与压头的压头座连接；

或者/和所述的驱动装置中，在压头座的附近设有支撑柱，支撑柱与机架固定连接，机架与炉体固定连接，传力梁靠近的中部位置与支撑柱铰接，传力梁的一端与第一顶推装置的一端铰接，另一端与传力梁的一端铰接，传力梁的另一端与压头的压头座铰接，第一顶推装置的另一端与机架铰接。

优选的方案中，所述的推送装置中，在推送小车上设有铰座，推拉杆与铰座铰接，推拉杆靠近推送小车的一端与顶推气缸连接，推拉杆的另一端设有用于推拉推拉柱的推拉柄；

所述的装载台包括底板，在底板的中间两侧设有间距与板状结构件厚度相同的限位柱，在底板的端头设有推拉柱。

优选的方案中，推拉柄的上行程极限为推拉柱的上方，推拉柄的下行程极限为底板的上端；

铰座的转动圆心高度高于底板上端面的高度，以使推拉柄的下行程位置时，推拉柄位于低位；

以铰座的转动圆心为界，推拉杆靠近炉体的一端的长度大于另一端的长度。

优选的方案中，所述的推送装置中，推送小车与链板输送装置固定连接，在链板输送装置上设有绝对值编码器，用于确定推送小车的位置。

优选的方案中，所述的采集装置中，采集小车与沿着炉体长度方向布置的导轨滑动连接，采集小车还与同步带驱动装置连接，在采集小车上设有图像采集头；

所述的观察窗采用双层玻璃结构，在双层玻璃结构之间通有透明的冷却液。

优选的方案中，在炉体内的顶部两侧设有弧形的反光板；

板状结构件沿宽度方向竖直的位于炉体内，板状结构件顶部长度方向的棱线设有反光线。

优选的方案中，在炉体内部的两侧还设有侧部活动保温层，在侧部活动保温层上设有与压头相对应的窗口部；

在侧部活动保温层上还设有加热元件；

在侧部活动保温层的端部设有用于调节侧部活动保温层沿长度方向位置的调节装置。

本发明提供的一种用于大型板状结构件矫正的装置，通过采用侧部压头的结构，能够提高矫正的加工精度，避免出现返工的问题。通过设置的推送装置，能够实现自动化的上料和卸料。设置的采集装置，能够实时或间歇的监视矫正的效果，大幅提高矫正效率。优选的方案中，设置的侧部活动保温层，能够尽可能的减少由侧部压头的结构带来的能耗增加，起到节能的效果。设置的顶部活动保温层也能够降低观察窗的结构所带来的能耗。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明整体结构的俯视示意图。

图2为本发明中压头装置的结构示意图。

图3为本发明中压头装置的另一可选结构示意图。

图4为本发明中压头的侧视图。

图5为本发明中推送装置的主视图。

图6为本发明中装载台的俯视图。

图7为本发明中推拉柄的俯视图。

图8为本发明中采集装置的主视图。

图9为本发明中炉体的横截面示意图。

图10为本发明中炉体的优选方案的横截面示意图。

图11为本发明中侧部活动保温层运动状态的主视图。

图12为本发明中顶部活动保温层的主视图。

图中：炉体1，观察窗101，反光板102，侧部活动保温层103，窗口部1031，加热元件1032，调节装置1033，顶部活动保温层104，活动支架1041，辊道105，压头装置2，压头21，压头座211，隔热部212，顶推部213，传力杆22，支撑柱23，传力梁24，第一顶推装置25，反力架26，第二顶推装置27，推送装置3，推送小车31，推拉杆32，链板输送装置33，顶推气缸34，推拉柄35，装载台4，底板41，限位柱42，推拉柱43，板状结构件5，反光线51，采集装置6，同步带驱动装置61，采集小车62，导轨63。

具体实施方式

如图1、5、8~10中，一种用于大型板状结构件矫正的装置，包括炉体1，在炉体1的两侧设有多个压头装置2，在炉体1的至少一端设有推送装置3，在炉体1的顶部设有观察窗101，在观察窗101的上方设有采集装置6，本例中的采集装置6内设有图像采集头，例如摄像机；

还设有用于沿宽度方向竖直固定板状结构件5的装载台4。由上述的结构，多个压头装置2能够将沿着度方向竖直固定的板状结构件5通过过矫正的方式使板状结构件5校平，以便于后继工序的加工。与现有技术中的方案不同，采用竖直固定，从两侧压制的方式，能够矫正复杂的变形形状，例如“S”形。炉体1采用隧道窑的结构，炉内温度通常在500℃~750℃，通过推送装置3能够将装载台4及固定在装载台4上的板状结构件5送入炉体1，或者从炉体内卸出。

优选的方案如图2~4中，所述的压头装置2中，压头1穿过炉体侧壁，压头21由用于连接驱动装置的压头座211，隔热部212和位于炉体内的顶推部213组成，所述的隔热部212通过高温胶与压头座211和顶推部213连接，压头座211和顶推部213的材质为金属材料，隔热部212的材质为非金属材料。本例中的高温胶为无机高温胶，为市售的产品型号为SL8306，耐温温度为1500摄氏度。隔热部212的材质优选为耐热玻璃或耐火砖，耐热玻璃优选采用高纯二氧化硅玻璃，耐受温度为1250摄氏度。采用耐热玻璃，具有更佳的耐磨性能。本例中没有采用螺栓连接的结构，避免螺栓在高温下快速损坏。本例中主要承受的是轴向压应力，通过无机高温胶粘接的结构，能够满足工况要求，且使用寿命较长。

优选的方案中，所述的隔热部102采用多片耐热玻璃或耐火砖通过无机高温胶粘接连接。

优选的方案如图3中，所述的驱动装置中，反力架26与机架固定连接，机架与炉体1固定连接，所述的反力架26为“U”形的支架，在反力架26的中部设有第二顶推装置27，第二顶推装置27与压头21的压头座211连接；该结构被设置在炉体的两端位置，以便于获得较大的行程。

或者/和所述的驱动装置如图2中，在压头座211的附近设有支撑柱23，支撑柱23与机架固定连接，机架与炉体1固定连接，传力梁24靠近的中部位置与支撑柱23铰接，传力梁24的一端与第一顶推装置25的一端铰接，另一端与传力梁24的一端铰接，传力梁24的另一端与压头21的压头座211铰接，第一顶推装置25的另一端与机架铰接。该结构被设置在炉体的中间位置，以便于节省外部空间，通过传力梁24增加压紧力。第一顶推装置25和第二顶推装置27采用液压缸或螺旋千斤顶。

优选的方案如图5中，所述的推送装置3中，在推送小车31上设有铰座，推拉杆32与铰座铰接，推拉杆32靠近推送小车31的一端与顶推气缸34连接，推拉杆32的另一端设有用于推拉推拉柱43的推拉柄35；

所述的装载台4包括底板41，在底板41的中间两侧设有间距与板状结构件5厚度相同的限位柱42，在底板41的端头设有推拉柱43。由此结构，通过推送小车31的推拉杆32实现将炉体内的装载台4推送或拖出，以降低劳动强度。

优选的方案如图5中，推拉柄35的上行程极限为推拉柱43的上方，推拉柄35的下行程极限为底板41的上端；由此结构，便于操作推拉柄35推动推拉柱43，如图6中，推拉柱43是两根柱子，推拉柄35在工作时位于推拉柱43之间。

铰座的转动圆心高度高于底板41上端面的高度，以使推拉柄35的下行程位置时，推拉柄35位于低位；由此结构，便于推拉柄35的就位或脱出。

以铰座的转动圆心为界，推拉杆32靠近炉体1的一端的长度大于另一端的长度。由此结构，仅需采用较小行程的顶推气缸34，结构更为紧凑，占用空间较小。并且能够避免活动部件收到炉体内高温的影响。

优选的方案如图5中，所述的推送装置3中，推送小车31与链板输送装置33固定连接，在链板输送装置33上设有绝对值编码器，用于确定推送小车31的位置。进一步优选的，推送装置3位于炉体1的两端。

使用时，将板状结构件5沿宽度方向竖直的放置在装载台4的限位柱42之间，在板状结构件5的两端放置临时挡块，临时固定板状结构件的位置，使板状结构件大致平直，将装载台吊装至链板输送装置33上，装载台的吊耳图中未示出。一端的推送小车31的推拉杆32放下位于推拉柱43之间，推送小车31动作，将装载台顶推进入炉体1，推送小车31的推送距离被绝对值编码器发送至PLC或工控机，装载台的空间位置被确定。当矫正完成，另一端的推送小车31的推拉杆32进入炉体1中，根据之前的位置，将推拉杆32放下位于推拉柱43之间，两端的推送小车31合力将装载台推送一段距离，当接近推送一端的推送小车31的极限位时，该推送小车31加速，同时顶推气缸34动作，将推拉柄35抬起，与装载台脱离，由拖拉的推送小车31将装载台从炉体中拖出，完成一次矫正操作。

优选的方案如图8中，所述的采集装置6中，采集小车62与沿着炉体1长度方向布置的导轨63滑动连接，采集小车62还与同步带驱动装置61连接，在采集小车62上设有图像采集头，图像采集头采用高清摄像头；所述的采集小车301上还设有位移传感器，以便于利用扫描的方式，获得更高清晰度的采集图像。

所述的观察窗101采用双层玻璃结构，在双层玻璃结构之间通有透明的冷却液。优选的采用高透明度的矿物油。

优选的方案中，在炉体1内的顶部两侧设有弧形的反光板102；反光板102的圆心朝向板状结构件5的方向。

板状结构件5沿宽度方向竖直的位于炉体1内，板状结构件4顶部长度方向的棱线设有反光线51。由此结构，提高板状结构件5顶部棱线在采集图像中的对比度，便于智能识别板状结构件5的外形轮廓，以评估矫正结果。本例中的反光线51通过以下方式获得，先将板状结构件5熏黑处理，然后在入炉前以砂轮打磨顶部的棱线，即形成高反光的反光线51。在采集到的图像中，反光线51形成高对比的图像，经过去色处理，图像拟合后形成板状结构件5的外形轮廓，利用软件或人工分析即可确定矫正方案，以及评估矫正的结果。

优选的方案中，在炉体1内部的两侧还设有侧部活动保温层103，在侧部活动保温层103上设有与压头21相对应的窗口部1031；由于本方案采用侧部压头的结构，对炉体的保温造成一定影响，为克服该缺陷，设置了侧部活动保温层103，如图10、11中所示，在预热阶段和后继的保温阶段，可以将压头缩回，移动侧部活动保温层103将压头21的位置封堵以提高保温效果。当需要矫正时，则通过移动侧部活动保温层103将窗口部1031与压头21对准，从而便于矫正操作。

在侧部活动保温层103上还设有加热元件1032；将加热元件1032设置在侧部活动保温层103上有利于获得足够的加热面积。本例中的加热元件1032采用电阻式加热元件。

在侧部活动保温层103的端部设有用于调节侧部活动保温层103沿长度方向位置的调节装置1033。所述的调节装置中，螺杆的一端与炉体1的侧面板以可转动不可轴向移动的方式连接，例如球头轴承的结构，在侧部活动保温层的端头设有连接板，连接板上设有螺母，螺杆与螺母螺纹连接，在螺杆的另一端设有手柄。由此结构，便于调节侧部活动保温层的位置。

优选的方案如图10、12中，在炉体1的顶部设有沿长度方向布置的观察窗101，在观察窗101的下方设有顶部活动保温层104。此处为单侧开启的结构，用于在采集板状结构件5的矫正信息时开启，在采集完毕后关闭，从而减低能耗。

优选的方案中，顶部活动保温层104与炉体1的顶部活动连接，在顶部活动保温层104的外部端头设有活动支架1041，在活动支架1041的底部设有滚轮。由此结构，便于顶部活动保温层104的启闭操作。

优选的方案中，顶部活动保温层104与炉体1的顶部活动连接，顶部活动保温层104采用中部分断的结构，顶部活动保温层104的两端设有活动支架1041。由此结构，适用于炉体长度超过10米的结构中。

优选的方案中，在炉体1内腔的底部设有辊道105，辊道105的轴伸出到侧面板之外，与位于炉体的机架上的轴承座连接。由此结构，降低对轴承的要求，减少易损件。在辊道105穿出的位置，用石棉套筒保温。

矫正施工时，利用推送装置3将板状结构件5送入炉体1内，开启加热元件1032，使炉体内温度缓慢上升至580℃，此时压头21被侧部活动保温层103挡住，开启顶部活动保温层104，采集装置6的采集小车62沿着导轨63运动，将板状结构件5的形状通过逐帧扫描的方式的到板状结构件5的顶部图像，图像在工控机或DSP图像专用处理芯片中，经过区域选择、去色、取二元图后，拟合成曲线，与标准图像进行比对，以获得矫正值，所述的矫正值是在偏离值的基础上还加上过矫正值，以使矫正完成松开压头21后，板状结构件5回弹得到预设的形状，以便于下步焊接工序的操作和获得符合要求的精度。通过调节装置1033推动侧部活动保温层103移动，使窗口部1031与压头21的位置对齐，压头21伸入到炉体内，压紧板状结构件5，如图6中所示，使板状结构件5受压力影响被矫正，矫正过程中多次开启顶部活动保温层104，通过采集装置6进一步采集矫正数据，直至符合要求后，推送装置3将装载台4拖出。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于大型板状结构件矫正的装置，包括炉体（1），其特征是：在炉体（1）的两侧设有多个压头装置（2），在炉体（1）的至少一端设有推送装置（3），在炉体（1）的顶部设有观察窗（101），在观察窗（101）的上方设有采集装置（6）；

还设有用于沿宽度方向竖直固定板状结构件（5）的装载台（4）。

2.根据权利要求1所述的一种用于大型板状结构件矫正的装置，其特征是：所述的压头装置（2）中，压头（1）穿过炉体侧壁，压头（21）由用于连接驱动装置的压头座（211），隔热部（212）和位于炉体内的顶推部（213）组成，所述的隔热部（212）通过高温胶与压头座（211）和顶推部（213）连接，压头座（211）和顶推部（213）的材质为金属材料，隔热部（212）的材质为非金属材料。

3.根据权利要求2所述的一种用于大型板状结构件矫正的装置，其特征是：所述的隔热部（102）采用多片耐热玻璃或耐火砖通过无机高温胶粘接连接。

4.根据权利要求2所述的一种用于大型板状结构件矫正的装置，其特征是：所述的驱动装置中，反力架（26）与机架固定连接，机架与炉体（1）固定连接，所述的反力架（26）为“U”形的支架，在反力架（26）的中部设有第二顶推装置（27），第二顶推装置（27）与压头（21）的压头座（211）连接；

或者/和所述的驱动装置中，在压头座（211）的附近设有支撑柱（23），支撑柱（23）与机架固定连接，机架与炉体（1）固定连接，传力梁（24）靠近的中部位置与支撑柱（23）铰接，传力梁（24）的一端与第一顶推装置（25）的一端铰接，另一端与传力梁（24）的一端铰接，传力梁（24）的另一端与压头（21）的压头座（211）铰接，第一顶推装置（25）的另一端与机架铰接。

5.根据权利要求1所述的一种用于大型板状结构件矫正的装置，其特征是：所述的推送装置（3）中，在推送小车（31）上设有铰座，推拉杆（32）与铰座铰接，推拉杆（32）靠近推送小车（31）的一端与顶推气缸（34）连接，推拉杆（32）的另一端设有用于推拉推拉柱（43）的推拉柄（35）；

所述的装载台（4）包括底板（41），在底板（41）的中间两侧设有间距与板状结构件（5）厚度相同的限位柱（42），在底板（41）的端头设有推拉柱（43）。

6.根据权利要求5所述的一种用于大型板状结构件矫正的装置，其特征是：推拉柄（35）的上行程极限为推拉柱（43）的上方，推拉柄（35）的下行程极限为底板（41）的上端；

铰座的转动圆心高度高于底板（41）上端面的高度，以使推拉柄（35）的下行程位置时，推拉柄（35）位于低位；

以铰座的转动圆心为界，推拉杆（32）靠近炉体（1）的一端的长度大于另一端的长度。

7.根据权利要求5所述的一种用于大型板状结构件矫正的装置，其特征是：所述的推送装置（3）中，推送小车（31）与链板输送装置（33）固定连接，在链板输送装置（33）上设有绝对值编码器，用于确定推送小车（31）的位置。

8.根据权利要求1所述的一种用于大型板状结构件矫正的装置，其特征是：所述的采集装置（6）中，采集小车（62）与沿着炉体（1）长度方向布置的导轨（63）滑动连接，采集小车（62）还与同步带驱动装置（61）连接，在采集小车（62）上设有图像采集头；

所述的观察窗（101）采用双层玻璃结构，在双层玻璃结构之间通有透明的冷却液。

9.根据权利要求1所述的一种用于大型板状结构件矫正的装置，其特征是：在炉体（1）内的顶部两侧设有弧形的反光板（102）；

板状结构件（5）沿宽度方向竖直的位于炉体（1）内，板状结构件（4）顶部长度方向的棱线设有反光线（41）。

10.根据权利要求1所述的一种用于大型板状结构件矫正的装置，其特征是：在炉体（1）内部的两侧还设有侧部活动保温层（103），在侧部活动保温层（103）上设有与压头（21）相对应的窗口部（1031）；

在侧部活动保温层（103）上还设有加热元件（1032）；

在侧部活动保温层（103）的端部设有用于调节侧部活动保温层（103）沿长度方向位置的调节装置（1033）。