CN111468835B - 一种弯筒体中层面母线定位装置和定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弯筒体中层面母线定位装置和定位方法。包括：支撑旋转组件、中层面偏离基准组件、监测控制组件和激光打标组件。支撑旋转组件用于从一端面支撑并定位和旋转所述弯筒体；其中，所述弯筒体围绕垂直其支撑端面的中心轴旋转；监测控制组件，用于监控测量所述弯筒体的边缘的母线与所述母线基准板之间的平行度并反馈所述弯筒体旋转运动指令至所述支撑旋转组件；本发明所示的装置结构简单、能自动刻划出弯筒体的中层面母线，无需人工干预，具有定位准确、定位效率高、定位方法简单易行的优点。

Description

一种弯筒体中层面母线定位装置和定位方法

技术领域

本发明涉及滑轨套筒加工技术领域，特别是涉及一种弯筒体中层面母线定位装置和定位方法。

背景技术

滑轨套筒的主要功能是为滑轨在飞机机翼油箱内提供运动空间，故常呈薄壁、壳型、悬臂梁受力结构，其中心轴线与滑轨的运动轨迹一致、呈弧形，即弧形轴线曲面套筒。

现实中滑轨套筒的结构常呈系列化，然而每种规格套筒的外形尺寸均受其安装位置限制，呈现出一定的差异性。滑轨套筒的典型结构型式之一如附图1所示，筒体直径一般在100mm-300mm之间，零件壁厚在2mm-6mm之间，套筒的中心轴线呈空间弧形，弧形轴线的半径在500mm-2000mm之间，套筒的长度在400mm-700mm之间。每种规格套筒的直径、弧形轴线半径、套筒长度均略有不同，故该系列套筒的通用性较低。

目前，滑轨套筒常采用分段拼焊的方法实现整体化焊接制造。其中，法兰盘和弯筒体的焊接装配常以焊接边附近的中层面母线为基准实现线-线对中装配。如附图2所示，滑轨套筒的弯筒体开口端焊接平面与其弧形轴线垂直，将弯筒体开口端焊接平面置于XY平面内，且使弯筒体圆形开口端的圆心位置定义为原点，即O点，保持弯筒体开口端焊接平面始终置于XY平面内，使弯筒体绕Z轴旋转，当弯筒体以YZ平面为中心呈现完全对称状态时，此时的YZ平面为该弯筒体状态的中层面位置，可以称为弯筒体中层面。与弯筒体中层面平行的弯筒体母线包括AA′和BB′，我们可以称母线AA′和母线BB′为弯筒体的边缘的母线，而YZ平面与该弯筒体外周壁相交的线可以称之为中层面母线（即附图2中左右两条上下方向延伸的线）。靠近筒体中心轴线的轴心一侧的中层面称为内弧中层面，远离筒体中心轴线的轴心一侧的中层面称为外弧中层面。用于焊接边对中装配的中层面母线垂直于焊接边平面且向两端方向延伸5mm-8mm，以与焊接边附近局部未消除的板材轧制纹具有明显区别。法兰盘为机加件，其焊接边附近的中层面母线的定位线制备难度低；然而，由钣金制造方法加工的弯筒体，其焊接边附近的中层面母线的定位线制备难度较大，现阶段主要依靠人工操作，即将弯筒体平置于水平台上，使平行于弯筒体中层面的母线（AA′或BB′）与水平台完全帖合，采用高度尺测量筒口外径高度，取半值后直接用高度尺尖端刻划中层面母线的定位线。

采用高度尺在水平台上刻划弯筒体的中层面母线的定位线时，一方面，弯筒体中层面的母线与水平台完全帖合的状态很不稳定，弯筒体很易扭动，导致刻划定位线时极易出现偏差，需要反复确认数次才能刻划出较精准的定位线；另一方面，机械刻划出的定位线并不能完全被之后的焊缝所覆盖，其深度完全依赖人工技能，即使其深度较浅，也会对零件的疲劳寿命和股役可靠性造成一定的影响。

针对上述不足，如何提供一种弯筒体焊接装配中层面母线定位方法及装置，显著提高弯筒体焊接装配中层面母线的定位线制备效率和定位精度是本领域技术人员需要解决的技术难题。

发明内容

（1）要解决的技术问题

本发明实施例第一方面提供了一种弯筒体中层面母线定位装置包括：支撑旋转组件、中层面偏离基准组件、监测控制组件和激光打标组件。能提高定位效率和定位的准确度。

本发明实施例第二方面提供了一种弯筒体中层面母线定位方法，能显著提高中层面母线的定位效率。

（2）技术方案

本发明的实施例第一方面提出了一种弯筒体中层面母线定位装置，包括：

支撑旋转组件，用于从一端面支撑并定位和旋转所述弯筒体；其中，所述弯筒体围绕垂直其支撑端面的中心轴旋转；

中层面偏离基准组件，所述中层面偏离基准组件包括垂直设置的母线基准板，所述中层面偏离基准组件用于提供所述弯筒体旋转时与所述母线基准板平行度的基准；

监测控制组件，用于监控测量所述弯筒体的边缘的母线与所述母线基准板之间的平行度并反馈所述弯筒体旋转运动指令至所述支撑旋转组件；

激光打标组件，所述激光打标组件包括激光打标头，所述激光打标头输出的激光刻划线与所述中心轴处于相同的平面，且该平面与所述母线基准板平行，当所述弯筒体的边缘的母线与所述母线基准板保持平行时输出激光刻划线至所述弯筒体上。

进一步地，所述支撑旋转组件包括：伞状内撑组合装置、筒口基准板和转台；所述伞状内撑组合装置包括驱动机构和螺纹杆，所述螺纹杆与所述驱动机构的驱动轴连接，所述螺纹杆的外周面上通过螺纹滑块铰接若干个内撑杆，所述内撑杆的另一端铰接可滑动的内撑形面滑块，所述内撑形面滑块在所述筒口基准板上滑动；所述筒口基准板固定在所述转台上，所述转台驱动所述弯筒体围绕垂直支撑端面的中心轴旋转。

进一步地，所述中层面偏离基准组件还包括：支撑柱和第二滑轨副；所述母线基准板通过支撑柱设置在所述第二滑轨副上；所述第二滑轨副在与所述母线基准板所在的平面垂直的水平方向上运动。

进一步地，所述监测控制组件包括：平行度测量装置和数据分析与反馈组件，所述平行度测量装置与所述数据分析与反馈组件连接；所述平行度测量装置用于测量所述弯筒体的边缘的母线与所述母线基准板之间的平行度，所述数据分析与反馈组件用于分析所述平行度测量装置的测量数据，并反馈所述弯筒体旋转运动指令至所述支撑旋转组件、控制所述激光打标头输出激光刻划线至所述弯筒体上。

进一步地，所述平行度测量装置包括信号发射装置和信号接收装置，所述信号发射装置和所述信号接收装置相对设置，且所述信号发射装置和所述信号接收装置固定在所述母线基准板上。

进一步地，所述激光打标组件还包括：第一滑轨副，所述激光打标头设置在所述第一滑轨副上，所述第一滑轨副在与所述母线基准板所在的平面平行的水平方向上运动。

进一步地，所述激光打标头包括激光干涉测量装置或视觉传感器测量。

本发明的实施例第二方面提出了弯筒体中层面母线定位方法，包括如下步骤：

将所述弯筒体的一端垂直安装在所述支撑旋转组件上，

旋转所述弯筒体，以母线基准板为平行基准，通过所述监测控制组件监测所述弯筒体的边缘的母线与所述母线基准板平行度；

在所述弯筒体的边缘的母线与所述母线基准板平行时，所述监测控制组件触发所述支撑旋转组件停止旋转；同时，所述监测控制组件触发所述激光打标组件发出激光刻划线照射在所述弯筒体上，完成所述弯筒体的中层面母线的定位线激光的扫描。

进一步地，在安装所述弯筒体至所述支撑旋转组件前，调节或确认所述母线基准板与所述弯筒体的距离。

进一步地，所述母线基准板与所述弯筒体的距离设置为：当所述弯筒体旋转至其边缘的母线与所述母线基准板平行时，所述弯筒体的边缘的母线与所述母线基准板之间预置特定间隙。

（3）有益效果

本发明采用监测控制组件实时监测弯筒体边缘的母线是否与母线基准板平行，并根据是否平行触发支撑旋转组件带动弯筒体旋转；同时，将激光打标组件的激光输出方向与弯筒体旋转的中心轴所在的平面设置成与母线基准板平行，当弯筒体边缘的母线与母线基准板平行时，弯筒体的中层面母线落入到激光输出方向与弯筒体旋转的中心轴所在的平面内，此时激光输出到弯筒体上的位置即为弯筒体中层面母线。

本发明所示的装置结构简单、能自动刻划出弯筒体的中层面母线，无需人工干预，具有定位准确、定位效率高、定位方法简单易行的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中一种滑轨套筒的典型结构示意图。

图2是滑轨套筒弯筒体中层面位置状态示意图。

图3是本发明实施例中一种弯筒体中层面母线定位装置的结构示意图。

图4是本发明实施例中一种弯筒体中层面母线定位装置的结构示意图。

图5是本发明实施例中不同直径弯筒体对应的母线基准板和激光打标头的位置示意图。

图6是本发明实施例中一种弯筒体中层面母线定位方法的流程图。

图7是本发明实施例中弯筒体旋转定位的俯视示意图。

图中：1-弯筒体1；2-伞状内撑组合装置；3-筒口基准板；4-转台；5-信号发射装置；6-信号接收装置；7-第一滑轨副；8-激光打标头；9-扫描激光束；10-光纤；11-工作台；12-母线基准板；13-支撑柱；14-第二滑轨副；15-旋转轴心；16-初始安装位置；17-过程旋转位置；18-激光打标位置；19-弯筒体中层面；第一特定位置21、第三特定位置22、第二特定位置31、第四特定位置32。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。

需要说明的是，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。

下面将参照附图3-附图7并结合实施例来详细说明本申请。

参阅附图3-附图4所示，根据本发明实施例第一方面的一种弯筒体1中层面母线定位装置，包括：支撑旋转组件、中层面偏离基准组件、监测控制组件和激光打标组件。

具体的，支撑旋转组件用于从一端面支撑并定位和旋转所述弯筒体1；其中，所述弯筒体1围绕垂直其支撑端面的中心轴旋转；所述中层面偏离基准组件包括垂直设置的母线基准板12，所述中层面偏离基准组件用于提供所述弯筒体1旋转时与所述母线基准板12平行度的基准；监测控制组件用于监控测量所述弯筒体1的边缘的母线与所述母线基准板12之间的平行度并反馈所述弯筒体1旋转运动指令至所述支撑旋转组件；所述激光打标组件包括激光打标头8，所述激光打标头8输出的激光刻划线与所述中心轴处于相同的平面，且该平面与所述母线基准板12平行，当所述弯筒体1的边缘的母线与所述母线基准板12保持平行时输出激光刻划线至所述弯筒体1上。

首先，由背景技术可知，弯筒体1中层面母线与其边缘的母线（AA′或BB′）是平行的，当垂直弯筒体1端面的中心轴线与中层面母线共面时，激光输出装置照射到该平面内的弯筒体1上部位即是弯筒体1的中层面母线。因此，可以将激光输出装置照射的激光刻划线与垂直弯筒体1端面的中心轴线所在的平面设置成与母线基准板12平行，当该母线基准板12与弯筒体1边缘的母线平行时，表示该平面也会与弯筒体1的中层面母线所在的面（也就是弯筒体中层面19）共面。此时，激光输出装置照射到该平面内的弯筒体1上部位即是弯筒体1的中层面母线。

鉴于该原理，本发明实施例在定位弯筒体1中层面母线的过程中，首先，利用支撑旋转组件从一端面的中心轴垂直支撑、旋转和定位弯筒体1；然后将激光打标头8输出的激光刻划线与中心轴处于相同的平面，且该平面与母线基准板12平行。因此，当定位弯筒体1在旋转过程中，其边缘的母线与母线基准板12平行时，弯筒体1的中层面母线便会落入到激光打标头8输出的激光刻划线与所述中心轴处于相同的平面内，从而利用激光打标头8输出激光刻划线至弯筒体1上即可完成弯筒体1中层面母线的定位工作；同时，在本发明实施例中，利用监测控制组件监控弯筒体1边缘的母线是否与母线基准板12平行，当弯筒体1边缘的母线不与母线基准板12平行时，监测控制组件可驱动支撑旋转组件带动弯筒体1围绕中心轴旋转；当弯筒体1边缘的母线与母线基准板12平行时，监测控制组件可驱动支撑旋转组件停止旋转，且触发激光打标组件完成激光打标工作。

综上所示，本发明实施例采用监测控制组件实时监测弯筒体1边缘的母线是否与母线基准板12平行，并根据是否平行触发支撑旋转组件带动弯筒体1旋转；同时，将激光打标组件的激光输出方向与弯筒体1旋转的中心轴所在的平面设置成与母线基准板12平行，当弯筒体1边缘的母线与母线基准板12平行时，弯筒体1的中层面母线落入到激光输出方向与弯筒体1旋转的中心轴所在的平面内，此平面即为弯筒体中层面19，此时激光输出到弯筒体1上的位置即为弯筒体1中层面母线。本发明实施例所示的装置结构简单、能自动刻划出弯筒体1的中层面母线，无需人工干预，具有定位准确、定位效率高的优点。

根据本发明第一方面的又一实施例，参阅附图3所示，支撑旋转组件可以包括：伞状内撑组合装置2、筒口基准板3和转台4；所述伞状内撑组合装置2包括驱动机构和螺纹杆，所述螺纹杆与所述驱动机构的驱动轴连接，所述螺纹杆的外周面上通过螺纹滑块铰接若干个内撑杆，所述内撑杆的另一端铰接可滑动的内撑形面滑块，所述内撑形面滑块在所述筒口基准板3上滑动；所述筒口基准板3固定在所述转台4上，所述转台4驱动所述弯筒体1围绕垂直支撑端面的中心轴旋转。

这样在需要支撑弯筒体1时，将弯筒体1的一端安装贴合在筒口基准板3上，利用驱动机构来驱动螺纹杆，由于驱动机构的驱动轴与螺纹杆轴向连接，所以，在驱动机构和螺纹杆不移动的情况下，螺纹杆外周面上的螺纹滑块沿着驱动轴的轴向进行移动，从而带动铰接的内撑杆移动，如附图3所示，当螺纹杆上的螺纹滑块向下移动时，内撑杆以驱动轴为轴心向外移动，而设置在内撑杆另一端的内撑形面滑块紧贴在筒口基准板3上滑动，进而抵接在弯筒体1端面的内壁上，从而实现对弯筒体1的内撑作用，且内撑时，驱动机构的驱动轴即位于弯筒体1端面的中心轴上。

相反，需要将弯筒体1从支撑旋转组件上拆卸时，只需要反方向旋转驱动机构，即可将内撑形面滑块与弯筒体1端面的内壁松开。

最后，设置的转台4可以与驱动所述弯筒体1围绕垂直支撑端面的中心轴旋转或者定位使得弯筒体1不转动。

在本发明实施例中，驱动机构和转台4都可以选用电机。

进一步地，可以在筒口基准板3上设有导向槽，而内撑形面滑块可以在导向槽内移动，从而可以更加可靠地实现内撑形面滑块与弯筒体1内壁的接触。

根据本发明第一方面的一个实施例，参阅附图4所示，中层面偏离基准组件还包括：支撑柱13和第二滑轨副14；所述母线基准板12通过支撑柱13设置在所述第二滑轨副14上；所述第二滑轨副14在与所述母线基准板12所在的平面垂直的水平方向上运动。

在实际定位过程中，弯筒体1的直径、规格大小各不一样，因此，第二滑轨副14的设置可以确保不同直径、规格大小的弯筒体1在旋转过程中都可以与母线基准板12保持相同的距离，从而为监测控制组件提供合适的位置进行监测；除此之外，第二滑轨副14在与所述母线基准板12所在的平面垂直的水平方向上运动，可以确保第二滑轨副14在运动过程中，母线基准板12始终和激光刻划线与中心轴所在的平面保持平行，从而确保弯筒体1边缘的母线与母线基准板12平行时，激光打标头8输出的激光线照射在弯筒体1上的位置就是弯筒体1的中层面母线。

根据本发明第一方面的一个实施例，参阅附图3所示，所述平行度测量装置可以包括信号发射装置5和信号接收装置6，所述信号发射装置5和所述信号接收装置6相对设置，且所述信号发射装置5和所述信号接收装置6固定在所述母线基准板12上。

信号发射装置5和所述信号接收装置6相对设置在母线基准板12的一侧，从而可以通过信号发射装置5从母线基准板12的一侧发射信号观察旋转的弯筒体1的边缘的母线，而相对设置信号接收装置6可以接收信号发射装置5发送的信号，并观察和分析弯筒体1边缘的母线与母线基准板12的平行情况，当弯筒体1边缘的母线与母线基准板12平行时，可以触发激光打标头8输出的激光线照射在弯筒体1上，刻划出中层面母线。

具体地，平行度测量装置可以采用现有技术中常见的包括激光干涉测量原理、视觉传感器测量原理的设备等。

根据本发明第一方面的一个实施例，参阅附图3所示，所述监测控制组件可以包括：平行度测量装置和数据分析与反馈组件，所述平行度测量装置与所述数据分析与反馈组件连接；所述平行度测量装置可以与平行度测量装置连接，用于测量所述弯筒体1的边缘的母线与所述母线基准板12之间的平行度，所述数据分析与反馈组件用于分析所述平行度测量装置的测量数据，并反馈所述弯筒体1旋转运动指令至所述支撑旋转组件、控制所述激光打标头8输出激光刻划线至所述弯筒体1上。

具体地，所述平行度测量装置可以与信号接收装置6连接。

进一步地，参阅附图3所示，所述激光打标组件还包括：第一滑轨副7，所述激光打标头8设置在所述第一滑轨副7上，所述第一滑轨副7在与所述母线基准板12所在的平面平行的水平方向上运动。

进一步地，参阅附图3所示，所述激光打标组件还包括：第一滑轨副7，所述激光打标头8设置在所述第一滑轨副7上，所述第一滑轨副7在与所述母线基准板12所在的平面平行的水平方向上运动。如前所示，弯筒体1可能拥有不同的直径、规格大小等，第一滑轨副7在与所述母线基准板12所在的平面平行的水平方向上运动，可以自由调节激光打标头8与弯筒体1的距离，从而可以选择激光打标头8与弯筒体1之间最适合的距离。

除此之外，本发明第一方面的另一实施例为：弯筒体中层面母线定位装置包括支撑旋转组件、激光打标组件、中层面偏离基准组件和监测控制组件。支撑旋转组件用于从弯筒体1开口端内部固定筒体并实现筒体旋转功能；激光打标组件用于激光刻划弯筒体1的中层面母线；中层面偏离基准组件用于提供弯筒体1旋转的平行基准；监测控制组件用于监控测量弯筒体1的边缘的母线与中层面偏离基准组件的母线基准板12之间的平行度并反馈弯筒体1的旋转运动指令。

支撑旋转组件包括伞状内撑组合装置2、筒口基准板3和转台4。筒口基准板3沿轴向均布辐射设置若干组滑块导向槽，伞状内撑组合装置2通过电机驱动轴向螺纹杆旋转，位于轴向螺纹杆上的螺纹滑块外周面上铰接若干个内撑杆，所述内撑杆的另一端铰接可滑动的内撑形面滑块；所述内撑杆和内撑形面滑块的数量与所述滑块导向槽数量相同，一般设置3-6组；所述内撑形面滑块在所述滑块导向槽上滑动运动。筒口基准板3、伞状内撑组合装置2和转台4同轴设置；当弯筒体1被筒口基准板3和伞状内撑组合装置2装配固定时，转台4可驱动弯筒体1实现轴向转动。

激光打标组件包括激光打标头8和第一滑轨副7。激光打标头8安装于第一滑轨副7上并能沿第一滑轨副7的轴向实现一维运动，第一滑轨副7的轴向位于弯筒体1中层面内，从激光打标头8发出的激光为线性扫描激光，线性扫描激光位于弯筒体1中层面上。

中层面偏离基准组件包括母线基准板12、支撑柱13和第二滑轨副14。母线基准板12通过支撑柱13安装于第二滑轨副14上并能沿第二滑轨副14的轴向实现一维运动，第二滑轨副14的轴向与弯筒体1中层面垂直，母线基准板12与弯筒体1中层面平行。当弯筒体1旋转至其边缘的母线与母线基准板12平行时，两者之间预置特定间隙△x，△x设定范围可以为1mm-5mm。

监测控制组件包括平行度测量装置和数据分析与反馈组件。平行度测量装置包括信号发射装置5和信号接收装置6，用于实时测量弯筒体1母线与母线基准板12之间的平行度。当二者平行时，平行度测量装置通过数据分析与反馈组件向转台4发出停止转动指令，然后数据分析与反馈组件控制激光打标组件完成弯筒体1中层面母线的定位线激光打标刻划。其中，信号发射装置5发射的信号包括光信号；平行度测量装置包括激光干涉测量装置、视觉传感器测量装置等。

另外，当弯筒体1直径变化时，弯筒体1的边缘的母线与母线基准板12之间的距离和激光打标头8作用于弯筒体1表面的焦距均发生变化，故母线基准板12和激光打标头8的几何位置均应随之变化。如附图5所示，即当激光打标头8位于第一滑轨副7的第一特定位置21、母线基准板12随第二滑轨副14运动至第二特定位置31时，适用于筒体直径为Ф1的弯筒体1焊接装配中层面母线的定位线制备；当激光打标头8处于第一滑轨副7的第三特定位置22、母线基准板12随第二滑轨副14运动至第四特定位置32时，适用于筒体直径为Ф2的弯筒体1焊接装配中层面母线的定位线制备。

根据本发明实施例第二方面的一种弯筒体1中层面母线定位方法，参阅附图6所示，包括如下步骤：

将所述弯筒体1的一端垂直安装在所述支撑旋转组件上，

旋转所述弯筒体1，以母线基准板12为平行基准，通过所述监测控制组件监测所述弯筒体1的边缘的母线与所述母线基准板12的平行度；

在所述弯筒体1的边缘的母线与所述母线基准板12平行时，所述监测控制组件触发所述支撑旋转组件停止旋转；同时，所述监测控制组件触发所述激光打标组件发出激光刻划线照射在所述弯筒体1上，完成所述弯筒体1的中层面母线的定位线激光的扫描。

本发明实施例所述定位方法在定位弯筒体1的中层面母线过程中，首先，利用支撑旋转组件从一端面的中心轴垂直支撑、旋转和定位弯筒体1；然后将激光打标头8设置在其输出的激光刻划线与中心轴处于相同的平面上，且该平面与母线基准板12平行。因此，当定位弯筒体1在旋转过程中，其边缘的母线与母线基准板12平行时，弯筒体1的中层面母线便会落入到激光打标头8输出的激光刻划线与所述中心轴处于相同的平面内，从而利用激光打标头8输出激光刻划线至弯筒体1上即可完成弯筒体1中层面母线的定位工作；同时，在本发明实施例中，利用监测控制组件监控弯筒体1边缘的母线是否与母线基准板12平行，当弯筒体1边缘的母线不与母线基准板12平行时，监测控制组件可驱动支撑旋转组件带动弯筒体1围绕中心轴旋转；因此，随后旋转弯筒体1，以母线基准板12为平行基准，通过所述监测控制组件监测所述弯筒体1的边缘的母线与所述母线基准板12的平行度，当弯筒体1边缘的母线与母线基准板12平行时，监测控制组件可驱动支撑旋转组件停止旋转，且触发激光打标组件完成激光打标工作。

本发明实施例采用监测控制组件实时监测弯筒体1边缘的母线是否与母线基准板12平行，并根据是否平行触发支撑旋转组件带动弯筒体1旋转；同时，将激光打标组件的激光输出方向与弯筒体1旋转的中心轴所在的平面设置成与母线基准板12平行，当弯筒体1边缘的母线与母线基准板12平行时，弯筒体1的中层面母线落入到激光输出方向与弯筒体1旋转的中心轴所在的平面内，此时激光输出到弯筒体1上的位置即为弯筒体1中层面母线。本发明实施例所示的装置结构简单、能自动刻划出弯筒体1的中层面母线，无需人工干预，具有定位准确、定位效率高的优点。

根据本发明实施例第二方面的另一种弯筒体1中层面母线定位方法，在安装所述弯筒体1至所述支撑旋转组件前，调节或确认所述母线基准板12与所述弯筒体1的距离。一方面，如附图5所示，实际生产中，弯筒体1拥有不同的直径、规格和型号，因此，如果不调节母线基准板12与弯筒体1的距离，在弯筒体1转动过程中容易触碰到母线基准板12，从而无法实现弯筒体1与母线基准板12平行，从而无法被监测控制组件记录到弯筒体1与母线基准板12平行状态，所以无法完成弯筒体中层面母线的定位。另一方面，如不调节母线基准板12与弯筒体1的距离，弯筒体1可能与母线基准板12之间距离过远，从而无法被监测控制组件所记录到。

具体的，母线基准板12与弯筒体1的距离可以设置为：当弯筒体1旋转至其边缘的母线与母线基准板12平行时，弯筒体1的边缘的母线与母线基准板12之间预置特定间隙，如附图4所示，该预置特定间隙可以为1mm-5mm。

根据本发明实施例第二方面的又一种弯筒体1中层面母线定位方法，参阅附图6所示，

首先，调整或确认母线基准板12和激光打标头8的位置。调整或确认母线基准板12随第二滑轨副14运动至第二特定位置31、激光打标头8随第一滑轨副7运动至第一特定位置21。

然后，从弯筒体1开口端内撑装配固定弯筒体。参阅附图7所示，将筒体直径为Ф1的弯筒体1开口端套入伞状内撑组合装置2中且弯筒体1开口端的焊接平面与筒口基准板3紧密贴合，弯筒体1的外弧面背向筒口基准板3且基本处于初始安装位置16；启动驱动机构，伞状内撑组合装置2的内撑形面滑块沿筒口基准板3的滑块导向槽运动并实现径向撑开直至与弯筒体1开口端的内表面刚性接触，当接触压力达到预设值时，驱动机构停止驱动。需要说明的时，所述的预设接触压力在能保证固定弯筒体1的前提下，不会造成弯筒体的塑性变形。

接着，弯筒体1旋转并定位。如附图7所示，启动转台4逆时针旋转，使弯筒体1掠过过程旋转位置17，当平行度测量装置监测到弯筒体1的边缘的母线与母线基准板12平行时，平行度测量装置通过数据分析与反馈组件向转台4发出停止转动指令，此时弯筒体处于激光打标位置18。

接下来，激光打标刻划弯筒体1中层面母线的定位线。数据分析与反馈组件控制激光打标组件开启扫描激光束9，完成弯筒体1的中层面母线的定位线激光扫描制备。

最后，拆卸弯筒体1。启动转台4顺时针旋转，直至弯筒体1的外弧面背向筒口基准板3，停止转台4并启动驱动机构，使伞状内撑组合装置2处于松开状态，关闭驱动机构并完成拆卸弯筒体1。

而根据背景知识可知，弯筒体1包括上述的内弧中层面，也包括外弧中层面，内弧中层面与外弧中层面对称设置，且处于同一个平面内，因此，在上述步骤基础上，将弯筒体1旋转180°，再利用激光打标头8直接开启扫描激光束9即可。也可以按照下述的方法进行：

同理，弯筒体1焊接装配外弧中层面母线定位方法主要包括以下步骤：

首先，调整或确认母线基准板和12与激光打标头8的位置。调整或确认母线基准板12随第二滑轨副14运动至第二特定位置31、激光打标头8随第一滑轨副7运动至第一特定位置21。

然后，从弯筒体1开口端内撑装配固定弯筒体1。如附图7所示，将筒体直径为Ф1的弯筒体1开口端套入伞状内撑组合装置中且弯筒体1开口端的焊接平面与筒口基准板3紧密贴合，弯筒体1的外弧面背向筒口基准板3且基本处于初始安装位置16；启动驱动机构，伞状内撑组合装置2的内撑形面滑块沿筒口基准板3的滑块导向槽运动并实现径向撑开直至与弯筒体开口端的内表面刚性接触，当接触压力达到预设值时，驱动停止驱动。需要说明的是，所述预设接触压力在能保证固定弯筒体的前提下，不会造成弯筒体的塑性变形。

接着，弯筒体1旋转并定位。启动转台4顺时针旋转，当平行度测量装置监测到弯筒体的边缘的母线与母线基准板12平行时，平行度测量装置通过数据分析与反馈组件向转台4发出停止转动指令，此时弯筒体1处于激光打标位置。

接下来，激光打标刻划弯筒体1的中层面母线的定位线。数据分析与反馈组件控制激光打标组件开启扫描激光束9，完成弯筒体1的中层面母线的定位线激光扫描制备。

最后，拆卸弯筒体。启动转台4逆时针旋转，直至弯筒体1的外弧面背向筒口基准板3，停止转台4并启动驱动机构，使伞状内撑组合装置2处于松开状态，关闭驱动机构并完成拆卸弯筒体1。

此外，如附图5所示，当弯筒体1的直径规格变更为Ф2时，其中层面焊接定位线激光制备过程中，应调整或确认母线基准板12随第二滑轨副14运动至第四特定位置32和激光打标头8随第一滑轨副7运动至第三特定位置22。

需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种弯筒体中层面母线定位装置，其特征在于，包括：

支撑旋转组件，用于从一端面支撑并定位和旋转所述弯筒体；其中，所述弯筒体围绕垂直其支撑端面的中心轴旋转；

中层面偏离基准组件，所述中层面偏离基准组件包括垂直设置的母线基准板，所述中层面偏离基准组件用于提供所述弯筒体旋转时与所述母线基准板平行度的基准；

监测控制组件，用于监控测量所述弯筒体的边缘的母线与所述母线基准板之间的平行度并反馈所述弯筒体旋转运动指令至所述支撑旋转组件；

激光打标组件，所述激光打标组件包括激光打标头，所述激光打标头输出的激光刻划线与所述中心轴处于相同的平面，且该平面与所述母线基准板平行，当所述弯筒体的边缘的母线与所述母线基准板保持平行时输出激光刻划线至所述弯筒体上。

2.根据权利要求1所述的一种弯筒体中层面母线定位装置，其特征在于，所述支撑旋转组件包括：伞状内撑组合装置、筒口基准板和转台；所述伞状内撑组合装置包括驱动机构和螺纹杆，所述螺纹杆与所述驱动机构的驱动轴连接，所述螺纹杆的外周面上通过螺纹滑块铰接若干个内撑杆，所述内撑杆的另一端铰接可滑动的内撑形面滑块，所述内撑形面滑块在所述筒口基准板上滑动；所述筒口基准板固定在所述转台上，所述转台驱动所述弯筒体围绕垂直支撑端面的中心轴旋转。

3.根据权利要求1所述的一种弯筒体中层面母线定位装置，其特征在于，所述中层面偏离基准组件还包括：支撑柱和第二滑轨副；所述母线基准板通过支撑柱设置在所述第二滑轨副上；所述第二滑轨副在与所述母线基准板所在的平面垂直的水平方向上运动。

4.根据权利要求1所述的一种弯筒体中层面母线定位装置，其特征在于，所述监测控制组件包括：平行度测量装置和数据分析与反馈组件，所述平行度测量装置与所述数据分析与反馈组件连接；所述平行度测量装置用于测量所述弯筒体的边缘的母线与所述母线基准板之间的平行度，所述数据分析与反馈组件用于分析所述平行度测量装置的测量数据，并反馈所述弯筒体旋转运动指令至所述支撑旋转组件、控制所述激光打标头输出激光刻划线至所述弯筒体上。

5.根据权利要求4所述的一种弯筒体中层面母线定位装置，其特征在于，所述平行度测量装置包括信号发射装置和信号接收装置，所述信号发射装置和所述信号接收装置相对设置，且所述信号发射装置和所述信号接收装置固定在所述母线基准板上。

6.根据权利要求1所述的一种弯筒体中层面母线定位装置，其特征在于，所述激光打标组件还包括：第一滑轨副，所述激光打标头设置在所述第一滑轨副上，所述第一滑轨副在与所述母线基准板所在的平面平行的水平方向上运动。

7.根据权利要求1所述的一种弯筒体中层面母线定位装置，其特征在于，所述激光打标头包括激光干涉测量装置或视觉传感器测量。

8.一种弯筒体中层面母线定位方法，采用如权利要求1所述的定位装置，其特征在于，包括如下步骤：

将所述弯筒体的一端垂直安装在所述支撑旋转组件上；

旋转所述弯筒体，以母线基准板为平行基准，通过所述监测控制组件监测所述弯筒体的边缘的母线与所述母线基准板平行度；

在所述弯筒体的边缘的母线与所述母线基准板平行时，所述监测控制组件触发所述支撑旋转组件停止旋转；同时，所述监测控制组件触发所述激光打标组件发出激光刻划线照射在所述弯筒体上，完成所述弯筒体的中层面母线的定位线激光的扫描。

9.根据权利要求8所述的一种弯筒体中层面母线定位方法，其特征在于，在安装所述弯筒体至所述支撑旋转组件前，调节或确认所述母线基准板与所述弯筒体的距离。

10.根据权利要求9所述的一种弯筒体中层面母线定位方法，其特征在于，所述母线基准板与所述弯筒体的距离设置为：当所述弯筒体旋转至其边缘的母线与所述母线基准板平行时，所述弯筒体的边缘的母线与所述母线基准板之间预置特定间隙。

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