CN110773926A - 一种肋骨清根机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种肋骨清根机，包括激光检测机构、肋骨清根臂、夹具、工作台、主轴转机和清根设备，夹具设置于工作台的上表面外周用于实现对肋骨的锁紧；主轴转机设置于工作台的上表面中心并能够围绕工作台的中心点旋转；肋骨清根臂的一端与主轴转机固定连接、另一端伸向工作台的上表面外周，肋骨清根臂上设置有移动机构，激光检测机构2和清根设备8设置于移动机构上，移动机构能够带动激光检测机构和清根设备沿肋骨清根臂轴向移动。本发明利用金属切削加工进行切割，较以往采用碳弧气刨的方式更加容易保证产品质量，环保经济且显著的提高了效率，减少了钢板零件的热应力变形，保证后续焊接质量，最终提高产品的整体稳定性。

Description

一种肋骨清根机

技术领域

本发明属于焊接技术领域，特别是一种肋骨清根机。

背景技术

肋骨焊接件多用于满足对肋骨强度要求更大的水下船体支撑，在船体制作时，通常需要对肋骨进行焊接，其内部焊缝(就是打底焊)焊接完毕后，在其外部清根后再焊接外部焊缝，这样才能达到技术要求的焊接质量。要保证焊接质量最基础的工作就是焊缝清根。现在焊缝清根主要作业方式是人工炭刨，采用简易工装，然后人工操作，采用炭刨机清除焊缝反面焊渣。这种方法会带来以下问题：

(1)坡口加工不规则

受现场施工条件的限制，坡口尺寸不可避免地存在较大的误差，如y形坡口的两尖角错位，或K形坡口的饨边过大。特别是中厚板焊缝，其气刨的刨槽势必深而窄，渣池不易飞出，形成粘渣，阻碍气刨过程的继续进行。同时由于视线不清，碳棒容易触及刨槽表面，产生渗碳和粘钢。

(2)组队质量差

由于受工期的影响和对结构整体尺寸的考虑，往往形成组队间隙不均的现象，特别是长焊缝，会导致先焊侧的熔透深度不一致，背面割槽的宽窄度和深度有较大差异。

(3)清根不彻底

由于需要清根的部位可能由于手工操作的原因导致清根不彻底。

(4)粉尘和弧光污染

碳弧气刨这种加工方式，会带来较大的烟雾、粉尘污染和弧光辐射，如果没有采取较好的防护措施，这些污染一方面会污染车间、厂房，烟雾和粉尘也会降低车间内其他设备的使用寿命，另外一方面，粉尘污染和弧光污染也会对人体的生命健康造成一定伤害。

(5)金属表面炭化、局部淬硬、以及金属局部内部晶体结构变化。

炭刨清根，其高温和气流，会造成金属表面炭化，并使金属表面局部出现淬硬层、而且硬度不均匀，也会使金属局部内部晶体结构发生变化，从而导致后续焊接质量无法保证质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种效率高、施工精度高、污染少的肋骨清根机。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种肋骨清根机，包括激光检测机构、肋骨清根臂、夹具、工作台、主轴转机和清根设备，其中，所述夹具设置于所述工作台的上表面外周用于实现对肋骨的锁紧；所述主轴转机设置于所述工作台的上表面中心并能够围绕所述工作台的中心点旋转；所述肋骨清根臂的一端与所述主轴转机固定连接、另一端伸向所述工作台的上表面外周，所述肋骨清根臂上设置有移动机构，所述激光检测机构和清根设备设置于所述移动机构上，所述移动机构能够带动所述激光检测机构和清根设备沿所述肋骨清根臂轴向移动。

进一步地，所述移动机构包括液压缸、滑动导轨和液压马达，所述液压马达与液压缸连接，所述液压缸与滑动导轨连接，所述滑动导轨能够沿所述肋骨清根臂轴向移动，所述激光检测机构和清根设备设置于所述滑动导轨上。

进一步地，所述清根设备包括刀架、刀具和检测系统，所述检测系统包括视觉检测仪和仿形设备。

进一步地，所述视觉检测仪能够实时对肋骨清根进行视频检测。

进一步地，所述仿形设备采用位移传感器或激光检测装置对肋骨检测仿形。

进一步地，所述激光检测机构包括激光检测仪、激光检测仪固定座、转轴和固定轴，所述激光检测仪固定于激光检测仪固定座上部，所述激光检测仪固定座下部与转动连接于固定轴上的转轴连接。

进一步地，所述刀架和固定轴均安装于连接座上，所述连接座与所述移动机构固定连接，所述刀架能够沿连接座滑动，所述激光检测机构能够实现与连接座的距离的调节。

进一步地，所述夹具包括垂直锁紧油缸、支架、腹板压紧块和调整直径油缸，所述支架包括水平支座和竖直支座，所述调整直径油缸能够驱动腹板压紧块在所述水平支座上沿水平方向移动，所述垂直锁紧油缸能够在竖直支座上沿竖直方向移动。

进一步地，所述夹具包括多个，多个所述夹具沿圆周方向排列设置。

进一步地，所述主轴转机上还设置有配重。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：

(1)本发明利用金属切削加工进行切割，可以采用车削加工进行切割，较以往采用碳弧气刨的方式更加容易保证产品质量，环保经济且显著的提高了效率，能够获得较高的金属切除率和良好的加工表面质量，减少了传递到工件上的热量，减少了钢板零件的热应力变形，保证后续焊接质量，最终提高产品的整体稳定性；

(2)本发明通过独特设计的激光检测机构、肋骨清根臂和清根设备可使得激光检测机构和清根设备能够自动旋转和移动，提高了施工效率且保证了肋骨清根的精度也消除了碳弧气刨加工工艺对操作人员身体的不利影响，减少对环境的污染。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明肋骨清根机的总体结构示意图。

图2为肋骨的结构示意图。

图3为激光检测机构和清根设备与肋骨清根臂的安装示意图。

图4为清根设备的结构示意图。

图5为夹具的结构示意图。

图6为激光检测机构的结构示意图。

具体实施方式

为了说明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

如图1所示，一种肋骨清根机，包括激光检测机构2、肋骨清根臂3、夹具4、工作台5、主轴转机6和清根设备8，其中，所述夹具4设置于所述工作台5的上表面外周用于实现对肋骨1的锁紧；所述主轴转机6设置于所述工作台5的上表面中心并能够围绕所述工作台5的中心点旋转；所述肋骨清根臂3的一端与所述主轴转机6固定连接、另一端伸向所述工作台5的上表面外周，所述肋骨清根臂3上设置有移动机构，所述激光检测机构2和清根设备8设置于所述移动机构上，所述移动机构能够带动所述激光检测机构2和清根设备8沿所述肋骨清根臂3轴向移动。

进一步地，结合图3，所述移动机构包括液压缸9、滑动导轨10和液压马达11，所述液压马达11与液压缸9连接，所述液压缸9与滑动导轨10连接，所述滑动导轨10能够沿所述肋骨清根臂3轴向移动，所述激光检测机构2和清根设备8设置于所述滑动导轨10上，在液压系统的控制下滑动导轨10能够带动激光检测机构2和清根设备8沿肋骨清根臂3轴向移动。

结合图4，所述清根设备8包括刀架8-1、刀具8-2和检测系统8-3，刀具8-2例如为切削刀，能够跟随肋骨清根臂3旋转和移动实现对肋骨不同位置进行清根，所述检测系统8-3包括视觉检测仪和仿形设备，所述视觉检测仪能够实时对肋骨清根进行视频检测以保证对肋骨清根精度的要求，所述仿形设备采用位移传感器或激光检测装置对肋骨1检测仿形，仿形设备使切削刀具跟随肋骨1的面板1-2和腹板1-1(参见图2)波动，以达到清根切口形状满足设计要求，并不损伤面板和腹板表面，采用位移传感器或激光检测对加工工件检测仿形，并将数据反馈给系统，通过对腹板及面板的仿形对刀具清根方向上进行补偿，使清根部位宽度和深度保持均匀一致，从而保证清根位置的准确性。

结合图6，所述激光检测机构2包括激光检测仪16、激光检测仪固定座17、转轴18和固定轴19，所述激光检测仪16固定于激光检测仪固定座17上部，所述激光检测仪固定座17下部与转动连接于固定轴19上的转轴18连接，肋骨装配过程中后，启动激光检测机构，转轴18带动激光检测仪16转动，激光检测仪16检测扫描面板1-2内圆，即可确定肋骨面板1-2两侧尺寸和形状偏差。

结合图3-4，所述刀架8-1和固定轴19均安装于连接座20上，所述连接座20与滑动导轨10固定连接，所述刀架8-1能够沿连接座20滑动，所述激光检测机构2能够实现与连接座20的距离的调节，即能够伸出和收回一段距离以实现上下高度调节。

结合图5，所述夹具4包括垂直锁紧油缸12、支架13、腹板压紧块14和调整直径油缸15，所述支架13包括水平支座和竖直支座，所述调整直径油缸15能够驱动腹板压紧块14在所述水平支座上沿水平方向移动，所述垂直锁紧油缸12能够在竖直支座上沿竖直方向移动，垂直锁紧油缸12下压锁紧时，腹板压紧块14直接压紧腹板1-1以实现肋骨的夹紧。

结合图1，所述夹具4包括多个，多个所述夹具4沿圆周方向排列设置。所述主轴转机6上还设置有配重7。

本发明设备还包括需要的电气系统，包括检测系统、数据处理系统和控制系统以实现自动化操作和高精度施工。

肋骨面板1-2与腹板1-1完成单边焊接之后(肋骨结构如图2所示)，在进行另一侧焊接之前，必须在该侧对已经完成焊接的根部进行清理，以消除焊渣和焊接根部产生的各种缺陷，从而确保另一侧焊接质量满足技术要求。设备配置激光检测仪16，在肋骨1定位安装后，启动激光检测仪16，在肋骨清根前对肋骨进行扫描检测，以判断肋骨形状精度和安装位置精度是否满足加工要求。检测系统8-3配置视觉检测仪，对切削清根过程进行实时监测，在主轴转机6的转动下实现激光检测机构2、肋骨清根臂3和清根设备8的旋转以实现肋骨不同位置的请根和检测，在液压系统的控制下滑动导轨10能够带动激光检测机构2和清根设备8沿肋骨清根臂3轴向移动以实现与肋骨距离远近的调节，刀架8-1能够沿连接座20滑动，激光检测机构2能够实现与连接座20的距离的调节从而实现清根设备8和激光检测机构2在高度方向的调节。当清根过程中出现意外情况时，设备主动停机。肋骨清根后，通过视觉检测仪对肋骨清根情况进行检测，确保肋骨清根满足精度要求。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种肋骨清根机，其特征在于，包括激光检测机构(2)、肋骨清根臂(3)、夹具(4)、工作台(5)、主轴转机(6)和清根设备(8)，其中，

所述夹具(4)设置于所述工作台(5)的上表面外周用于实现对肋骨(1)的锁紧；

所述主轴转机(6)设置于所述工作台(5)的上表面中心并能够围绕所述工作台(5)的中心点旋转；

所述肋骨清根臂(3)的一端与所述主轴转机(6)固定连接、另一端伸向所述工作台(5)的上表面外周，所述肋骨清根臂(3)上设置有移动机构，所述激光检测机构(2)和清根设备(8)设置于所述移动机构上，所述移动机构能够带动所述激光检测机构(2)和清根设备(8)沿所述肋骨清根臂(3)轴向移动。

2.根据权利要求1所述的肋骨清根机，其特征在于，所述移动机构包括液压缸(9)、滑动导轨(10)和液压马达(11)，所述液压马达(11)与液压缸(9)连接，所述液压缸(9)与滑动导轨(10)连接，所述滑动导轨(10)能够沿所述肋骨清根臂(3)轴向移动，所述激光检测机构(2)和清根设备(8)设置于所述滑动导轨(10)上。

3.根据权利要求1所述的肋骨清根机，其特征在于，所述清根设备(8)包括刀架(8-1)、刀具(8-2)和检测系统(8-3)，所述检测系统(8-3)包括视觉检测仪和仿形设备。

4.根据权利要求3所述的肋骨清根机，其特征在于，所述视觉检测仪能够实时对肋骨清根进行视频检测。

5.根据权利要求3所述的肋骨清根机，其特征在于，所述仿形设备采用位移传感器或激光检测装置对肋骨(1)检测仿形。

6.根据权利要求3-5任一项所述的肋骨清根机，其特征在于，所述激光检测机构(2)包括激光检测仪(16)、激光检测仪固定座(17)、转轴(18)和固定轴(19)，所述激光检测仪(16)固定于激光检测仪固定座(17)上部，所述激光检测仪固定座(17)下部与转动连接于固定轴(19)上的转轴(18)连接。

7.根据权利要求6所述的肋骨清根机，其特征在于，所述刀架(8-1)和固定轴(19)均安装于连接座(20)上，所述连接座(20)与所述移动机构固定连接，所述刀架(8-1)能够沿连接座(20)滑动，所述激光检测机构(2)能够实现与连接座(20)的距离的调节。

8.根据权利要求1所述的肋骨清根机，其特征在于，所述夹具(4)包括垂直锁紧油缸(12)、支架(13)、腹板压紧块(14)和调整直径油缸(15)，所述支架(13)包括水平支座和竖直支座，所述调整直径油缸(15)能够驱动腹板压紧块(14)在所述水平支座上沿水平方向移动，所述垂直锁紧油缸(12)能够在竖直支座上沿竖直方向移动。

9.根据权利要求8所述的肋骨清根机，其特征在于，所述夹具(4)包括多个，多个所述夹具(4)沿圆周方向排列设置。

10.根据权利要求1所述的肋骨清根机，其特征在于，所述主轴转机(6)上还设置有配重(7)。

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