CN113231752B - 一种船舶用型钢自动翻转固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了船舶型钢翻转技术领域的一种船舶用型钢自动翻转固定装置，包括支撑框架，支撑框架上设有连接轴；翻转台，翻转台与连接轴连接并可绕连接轴轴线翻转；电磁吸盘，电磁吸盘与连接轴连接并可绕连接轴轴线翻转；翻转挡板，翻转挡板上圆周均布有多个止挡面，相邻两个止挡面的夹角与待翻转型钢的待翻转角度相等；翻转挡板套设于连接轴上，且翻转挡板可先后随翻转台和电磁吸盘绕连接轴轴线正向翻转。本发明通过机械自动化翻转代替传统的人工翻转，实现了型钢的自动翻转和自动定位，减少了人工翻转作业，提高了作业效率。

Description

一种船舶用型钢自动翻转固定装置

技术领域

本发明涉及船舶型钢翻转技术领域，具体涉及一种船舶用型钢自动翻转固定装置。

背景技术

随着信息技术的快速发展，现代造船技术正朝着高度机械化、自动化、集成化和信息化方向发展。型钢是船舶制造中使用量非常大的材料，而且规格型号较多，根据焊接工艺要求，为防止型钢焊接时产生气孔、夹渣、焊接不完全等现象，需要对型钢两侧和腹板底部进行打磨。目前，船舶型钢的打磨均需依靠人工进行作业，型钢打磨的质量和工作效率得不到保障。为了提高船舶制造的效率和质量，研制一套激光自动打磨装置，以机械自动化代替传统的人工打磨是十分必要的。自动打磨需要对型钢进行翻转，以便能够一次性进行三面打磨，目前船舶型钢由于质量重、体积大、型号多，主要依靠龙门吊对其进行翻身，但该方法无法实现型钢的自动连续翻转。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种船舶用型钢自动翻转固定装置，以解决现有型钢翻转方法无法实现型钢自动连续翻转的技术问题。

本发明所采用的技术方案为：一种船舶用型钢自动翻转固定装置，包括：

支撑框架，所述支撑框架上设有连接轴；

翻转台，所述翻转台的一端与连接轴连接，所述翻转台具有用于承载待翻转型钢的工作面；

第一动力机构，所述第一动力机构设置于支撑框架上并与翻转台传动连接，以驱动翻转台绕连接轴轴线翻转；

电磁吸盘，所述电磁吸盘的一端与连接轴连接，所述电磁吸盘具有用于固定待翻转型钢的磁吸面；

第二动力机构，所述第二动力机构设置于支撑框架上并与电磁吸盘传动连接，以驱动电磁吸盘绕连接轴轴线翻转。

进一步的，翻转挡板，所述翻转挡板上圆周均布有多个对待翻转型钢进行定位的止挡面，相邻两个所述止挡面的夹角与待翻转型钢的待翻转角度相等；所述翻转挡板套设于连接轴上，且所述翻转挡板可先后随翻转台和电磁吸盘绕连接轴轴线正向翻转。

进一步的，所述翻转挡板设置于翻转台与电磁吸盘之间，所述翻转挡板上圆周均布有与止挡面数量相同的球头槽，所述翻转台上设有与球头槽相配合、并使翻转挡板随翻转台绕连接轴轴线同步翻转的球头柱塞。

进一步的，所述翻转挡板上圆周均布有4个止挡面，以使待翻转型钢的待翻转角度为90°。

进一步的，所述翻转台的侧面设有限位杆，所述限位杆与支撑框架形成止挡配合以使翻转台的工作面反向翻转至水平位置。

进一步的，所述翻转台包括两个平行设置的翻转板，两个所述翻转板的上表面共面以形成工作面，两个所述翻转板与连接轴的两端部一一对应连接。

进一步的，所述电磁吸盘包括吸盘本体、固定板、限位板和轴套，所述吸盘本体设置于固定板上，两个所述限位板固定连接于固定板的两侧、以在连接轴轴线方向上对吸盘本体进行限位，所述轴套与固定板的一端连接，且所述轴套固定套设于连接轴上，所述磁吸面为吸盘本体的上表面。

进一步的，在所述支撑框架的一侧还设有与电磁吸盘相配合的落料导向架，所述落料导向架具有用于对电磁吸盘断电卸载的待翻转型钢进行导向的倾斜导料面。

进一步的，所述支撑框架上设有第一检测开关、接近开关、第一触发开关、第二检测开关、第三检测开关和第二触发开关；

所述第一检测开关用于检测翻转台是否反向翻转到位；

所述接近开关用于检测待翻转型钢是否放置到翻转台的工作面上；

所述第一触发开关用于控制翻转台由匀速正向翻转变为减速正向翻转，并控制电磁吸盘通电；

所述第二检测开关用于检测翻转台是否正向翻转到位；

所述第三检测开关用于检测电磁吸盘的磁吸面是否反向翻转到位；

所述第二触发开关用于控制电磁吸盘断电卸料。

进一步的，所述第一动力机构和第二动力机构为液压缸或气缸，所述液压缸或气缸的一端与支撑框架可转动地连接，另一端与所述翻转台或电磁吸盘可转动地连接。

进一步的，所述正向翻转为顺时针翻转。

本发明的有益效果：

1、本发明通过同步正向翻转的翻转台和翻转挡板使型钢进行预设角度的翻转，实现了型钢的自动翻转，通过翻转至预设位置的电磁吸盘对翻转到位的型钢进行磁吸固定，实现了型钢的自动固定，再通过电磁吸盘带动翻转挡板同步翻转复位以及断电卸料，实现了型钢的连续翻转作业。

2、本发明通过机械自动化翻转代替传统的人工翻转，实现了型钢的自动翻转和自动定位，减少了人工翻转作业，提高了作业效率，同时本发明适用于多种规格的船舶型钢的翻转作业。

附图说明

图1为本发明的船舶用型钢自动翻转固定装置的主视图；

图2为本发明的船舶用型钢自动翻转固定装置立体示意图；

图3为本发明的电磁吸盘的结构示意图；

图4为本发明的翻转挡板的主视图；

图5为本发明的翻转板与翻转挡板的连接示意图；

图6为本发明的船舶型钢自动翻转固定方法的流程图。

图中：

1-支撑框架；11-连接轴；12-轴承座；13-第一横梁；14-第二横梁；

2-翻转台；21-球头柱塞；22-限位杆；23-翻转板；24-连接横梁；

3-第一动力机构；

4-电磁吸盘；41-吸盘本体；42-固定板；43-限位板；44-轴套；

5-第二动力机构；

6-翻转挡板；61-止挡面；62-球头槽；

7-落料导向架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例，如图1-图2所示，一种船舶用型钢自动翻转固定装置，该装置用于对型钢进行翻转和固定，以便于自动化设备对型钢进行清洗和打磨；该装置包括：

支撑框架1、翻转台2、第一动力机构3、电磁吸盘4、第二动力机构5和翻转挡板6；支撑框架1上设有一连接轴11；翻转台2的右端与连接轴11转动连接，翻转台2具有用于承载待翻转型钢的工作面；第一动力机构3设置于支撑框架1上并与翻转台2传动连接，以驱动翻转台2绕连接轴11轴线翻转；电磁吸盘4的左端与连接轴11固定连接，电磁吸盘4具有用于固定待翻转型钢的磁吸面；第二动力机构5设置于支撑框架1上并与电磁吸盘4传动连接，以驱动电磁吸盘4绕连接轴11轴线翻转；翻转挡板6上圆周均布有多个对待翻转型钢进行定位的止挡面61，相邻两个止挡面61的夹角与待翻转型钢的待翻转角度相等；翻转挡板6套设于连接轴11上，且翻转挡板6可先后随翻转台2和电磁吸盘4绕连接轴11轴线正向翻转。

本申请通过同步正向翻转的翻转台2和翻转挡板6使型钢朝向电磁吸盘4进行预设角度的翻转，实现了型钢的自动翻转，通过翻转至预设位置的电磁吸盘4对翻转到位的型钢进行磁吸固定，实现了型钢的自动固定，再通过电磁吸盘4和型钢带动翻转挡板6同步翻转复位以及断电卸料，实现了型钢的连续翻转作业。

在一具体实施例中，如图2、图4、图5所示，翻转挡板6有两个，并设置于翻转台2与电磁吸盘4之间，翻转挡板6上圆周均布有与止挡面61数量相同的球头槽62，翻转台2上设有与球头槽62相配合、并使翻转挡板6随翻转台2绕连接轴11轴线同步翻转的球头柱塞21。如此设置，当翻转台2的工作面位于水平面内时，翻转台2上的球头柱塞21与翻转挡板6上的一个球头槽62对齐，通过球头柱塞21与球头槽62的连接配合，使得翻转台2正向翻转时，翻转挡板6可跟随翻转台2同步正向翻转，直到翻转台2带动待翻转型钢正向翻转预设角度并到达预设位置；当电磁吸盘4在磁力作用下吸附待翻转型钢后，通过待翻转型钢与止挡面61形成的止挡配合，使得反向翻转的翻转台2与翻转挡板6解除连接关系，也就是球头柱塞21从球头槽62内脱离；同时还可使翻转挡板6在待翻转型钢的作用下，跟随电磁吸盘4同步正向翻转，直到翻转挡板6的另一球头槽62与球头柱塞21对齐。

进一步的，如图4所示，翻转挡板6上圆周均布有4个止挡面61，翻转挡板6上止挡面61的数量包括但不限于4个，比如6个。翻转挡板6上止挡面61的数量N与待翻转型钢的翻转角度A相关，N＝360°/A，3≤N≤6，且N为正整数。如此设置，通过在翻转挡板6上圆周均布有4个止挡面61，使得翻转台2可对待翻转型钢进行90°的正向翻转，且在翻转过程中，止挡面61也可对沿翻转台2工作面向下滑动的待翻转型钢进行限位，防止待翻转型钢与翻转台2分离。

更进一步的，正向翻转为顺时针翻转，也就是说反向翻转为逆时针翻转。

在一具体实施例中，如图2所示，翻转台2的两侧均设有限位杆22，限位杆22与支撑框架1形成止挡配合以使翻转台2的工作面反向翻转至水平位置，实现翻转台2的反向翻转定位。如此设置，当第一动力机构带动翻转台2反向翻转时，翻转台2的工作面反向翻转至水平位置时，限位杆2与支撑框架1形成止挡配合，以阻碍翻转台2的反向翻转，使翻转台2的工作面于水平位置待机，也就是使翻转台2处于正向翻转的起始位置。

在一具体实施例中，如图2所示，翻转台2包括两个平行设置的翻转板23，两个翻转板23之间通过一连接横梁24固定连接；两个翻转板23的上表面共面以形成工作面，两个翻转板23与连接轴11的两端部一一对应连接。如此设置，便于在翻转台2与电磁吸盘4之间设置翻转挡板6，以实现翻转台2与翻转挡板6的同步翻转和异步翻转。

在一具体实施例中，如图3所示，电磁吸盘4包括吸盘本体41、固定板42、限位板43和轴套44，吸盘本体41设置于固定板42上，两个限位板43固定连接于固定板42的两侧，限位板43用于在连接轴11轴线方向上对吸盘本体41进行限位，两个轴套44与固定板42的左端连接，且轴套44套设于转动轴上后，通过螺钉使轴套44与连接轴11固定连接，实现电磁吸盘4与连接轴11的固定；其中，轴套44可以采用铜制成；磁吸面为吸盘本体41的上表面，通过磁力作用吸附型钢，实现型钢的固定，再通过电磁吸盘4绕连接轴11轴线的转动带动型钢继续翻转。

在一具体实施例中，如图1、图2所示，支撑框架1的右侧还设有与电磁吸盘4相配合的落料导向架7，落料导向架7具有用于对电磁吸盘4断电卸载的待翻转型钢进行导向的倾斜导料面。如此设置，当电磁吸盘4带动型钢和翻转挡板6正向翻转至翻转挡板6上的一球头槽62与球头柱塞21对齐时，电磁吸盘4断电释放型钢，该型钢沿落料导向架7的倾斜导料面向下平稳的移动(滑动)。

进一步的，在支撑框架1上还设有第一检测开关、接近开关、第一触发开关、第二检测开关、第三检测开关和第二触发开关；第一检测开关用于检测翻转台2是否反向翻转到位，也就是检测翻转板23的上表面是否反向翻转至水平位置；接近开关用于检测待翻转型钢是否放置到翻转台2的工作面上；第一触发开关用于控制翻转台2由匀速正向翻转变为减速正向翻转，并控制电磁吸盘4通电；第二检测开关用于检测翻转台2是否正向翻转到位，例如检测翻转板23带动翻转挡板6、型钢正向翻转90°，翻转台2的工作面正向翻转至竖直位置；第三检测开关用于检测电磁吸盘4的磁吸面是否反向翻转至水平位置；第二触发开关用于控制电磁吸盘4断电卸料，此时翻转挡板6的一球头槽62与翻转台2的球头柱塞21对齐。

在一具体实施例中，如图1、图2所示，第一动力机构3和第二动力机构5包括但不限于气缸，比如液压缸、电动推杆；第一动力机构3的一端与支撑框架1可转动地连接，另一端与翻转台2可转动地连接，以通过第一动力机构3的伸缩带动翻转台2绕连接轴11轴线翻转；具体为：在支撑框架1左端设有第一横梁13，第一横梁13上设有耳板，气缸的底端通过销轴与耳板转动连接，在翻转台2的连接横梁24上设有耳板，气缸的顶端通过销轴与耳板转动连接。第二动力机构5的一端与支撑框架1可转动地连接，另一端与电磁吸盘4可转动地连接，以通过第二动力机构5的伸缩带动电磁吸盘4绕连接轴11轴线翻转；具体为：在支撑框架1右端设有第二横梁14，第二横梁14上设有耳板，气缸的底端通过销轴与耳板转动连接，在电磁吸盘4的底部设有耳板，气缸的顶端通过销轴与耳板转动连接。

在一具体实施例中，如图1、图2所示，支撑框架1的底部通过地脚螺栓固定连接于地面上，用于对整个翻转固定装置进行支撑固定；在支撑框架1顶部的前后两侧各设有一个轴承座12，连接轴11的两端对应安装在两个轴承座12上，该连接轴11的两端呈台阶状，用于限制连接轴11的轴向移动。

一种船舶型钢自动翻转固定方法，该方法使用的是上述翻转固定装置，该方法包括：

S10：将翻转台2的工作面反向翻转至水平位置，将待翻转型钢放置于翻转台2的工作面上，将电磁吸盘4的磁吸面反向翻转至与预设基准面重合位置。

S20：通过翻转台2带动待翻转型钢和翻转挡板6同步正向翻转预设角度，以使翻转挡板6的一止挡面61与预设基准面重合。

S30：将翻转台2反向翻转；

S40：通过电磁吸盘4带动待翻转型钢和翻转挡板6正向翻转至翻转挡板6的另一止挡面61与预设基准面重合位置，并断电释放待翻转型钢。

优选的，本实施例的预设角度包括但不限于90°；比如预设角度还可为60°。

具体实施例1，一种船舶型钢自动翻转固定方法，该方法使用的是上述翻转固定装置，该方法包括：

S11：将翻转台2的工作面反向翻转至水平位置。

S12：将待翻转型钢放置于翻转台2的工作面上。

S13：将电磁吸盘4的磁吸面反向翻转至水平位置。

S20：通过翻转台2带动待翻转型钢和翻转挡板6同步正向翻转90°，使得翻转挡板6的一止挡面61翻转至水平位置，翻转台2的工作面翻转至竖直位置；其中翻转台2先匀速正向翻转后减速正向翻转，并触发电磁吸盘4带电作业。

S30：将翻转台2反向翻转90°，使得翻转台2的工作面反向翻转至水平位置。

S40：先通过电磁吸盘4和待翻转型钢带动翻转挡板6正向翻转90°，使得翻转挡板6的另一止挡面61翻转至水平位置，然后断电释放待翻转型钢。

具体实施例2，一种船舶型钢自动翻转固定方法，该方法使用的是上述翻转固定装置，该方法包括：

S11：检测翻转台2的工作面是否处于水平位置；若是，则执行S12；否，则将翻转台2的工作面逆时针翻转至水平位置。

S12：检测待翻转型钢是否放置于翻转台2的放置区域内；若是，则执行S13；否，则将待翻转型钢放置于翻转台2上的放置区域内。

S13：检测电磁吸盘4的磁吸面是否位于水平位置；若是，则执行S20；否，则将电磁吸盘4的磁吸面逆时针翻转至水平位置。

S20：通过翻转台2带动待翻转型钢和翻转挡板6顺时针翻转；其中，翻转台2先匀速翻转后减速翻转，直至翻转台2的工作面由水平位置翻转至竖直位置，也就是翻转台2顺时针翻转90°；当翻转台2的翻转速度发生变化时，控制电磁吸盘4处于通电状态，使得顺时针翻转90°后的待翻转型钢被电磁吸盘4磁吸固定。

S30：将翻转台2逆时针翻转90°，使得翻转台2的工作面逆时针翻转至水平位置；此时就可以对翻转固定的型钢进行清洗和打磨作业。

S40：清洗和打磨作业结束后，先通过电磁吸盘4和待翻转型钢带动翻转挡板6顺时针翻转90°，使得翻转挡板6的另一止挡面61翻转至水平位置，然后断电释放待翻转型钢。

与现有技术相比，本申请至少具有以下有益技术效果：

利用机械自动化的手段代替传统的人工作业，能够适用于多规格的船舶型钢，实现了型钢的自动翻转和自动定位，减少了人工翻转作业，提高了作业效率，同时为型钢自动打磨提供了一种可能，提高了船舶建造的智能化水平。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种船舶用型钢自动翻转固定装置，其特征在于，包括：

支撑框架(1)，所述支撑框架(1)右端设有连接轴(11)；

翻转台(2)，所述翻转台(2)的右端与连接轴(11)转动连接，所述翻转台(2)具有用于承载待翻转型钢的工作面；

第一动力机构(3)，所述第一动力机构(3)与翻转台(2)传动连接，以驱动翻转台(2)绕连接轴(11)轴线翻转；

电磁吸盘(4)，所述电磁吸盘(4)的左端与连接轴(11)固定连接，所述电磁吸盘(4)具有用于固定待翻转型钢的磁吸面；

第二动力机构(5)，所述第二动力机构(5)与电磁吸盘(4)传动连接，以驱动电磁吸盘(4)绕连接轴(11)轴线翻转；

翻转挡板(6)，所述翻转挡板(6)设置于翻转台(2)与电磁吸盘(4)之间并套设于连接轴(11)上；

所述翻转挡板(6)上圆周均布有多个对待翻转型钢进行定位的止挡面(61)，且相邻两个所述止挡面(61)的夹角与待翻转型钢的待翻转角度相等；所述翻转挡板(6)上圆周均布有与止挡面(61)数量相同的球头槽(62)，且所述翻转台(2)上设有与球头槽(62)相配合的球头柱塞(21)；

当所述球头柱塞(21)与球头槽(62)形成连接配合时，所述翻转挡板(6)能够跟随翻转台(2)绕连接轴(11)轴线正向翻转待翻转角度至预设位置，且翻转至预设位置的所述待翻转型钢与电磁吸盘(4)磁吸连接后，所述待翻转型钢与翻转挡板(6)的止挡面(61)形成的止挡配合能够驱动翻转挡板(6)跟随电磁吸盘(4)绕连接轴(11)轴线正向翻转并解除球头柱塞(21)和球头槽(6)的连接配合，且所述翻转挡板(6)跟随电磁吸盘(4)正向翻转待翻转角度后，所述球头柱塞(21)能够与球头槽(62)再次形成连接配合。

2.根据权利要求1所述的一种船舶用型钢自动翻转固定装置，其特征在于，所述翻转挡板(6)上圆周均布有4个止挡面(61)，以使待翻转型钢的待翻转角度为90°。

3.根据权利要求1所述的一种船舶用型钢自动翻转固定装置，其特征在于，所述翻转台(2)的侧面设有限位杆(22)，所述限位杆(22)与支撑框架(1)形成止挡配合以使翻转台(2)的工作面反向翻转至水平位置。

4.根据权利要求1所述的一种船舶用型钢自动翻转固定装置，其特征在于，所述翻转台(2)包括两个平行设置的翻转板(23)，两个所述翻转板(23)的上表面共面以形成工作面，两个所述翻转板(23)与连接轴(11)的两端部一一对应连接。

5.根据权利要求1所述的一种船舶用型钢自动翻转固定装置，其特征在于，所述电磁吸盘(4)包括吸盘本体(41)、固定板(42)、限位板(43)和轴套(44)，所述吸盘本体(41)设置于固定板(42)上，两个所述限位板(43)固定连接于固定板(42)的两侧、以在连接轴(11)轴线方向上对吸盘本体(41)进行限位，所述轴套(44)与固定板(42)的一端连接，且所述轴套(44)固定套设于连接轴(11)上，所述磁吸面为吸盘本体(41)的上表面。

6.根据权利要求1所述的一种船舶用型钢自动翻转固定装置，其特征在于，在所述支撑框架(1)的一侧还设有与电磁吸盘(4)相配合的落料导向架(7)，所述落料导向架(7)具有用于对电磁吸盘(4)断电卸载的待翻转型钢进行导向的倾斜导料面。

7.根据权利要求1所述的一种船舶用型钢自动翻转固定装置，其特征在于，所述支撑框架(1)上设有第一检测开关、接近开关、第一触发开关、第二检测开关、第三检测开关和第二触发开关；

所述第一检测开关用于检测翻转台(2)是否反向翻转到位；

所述接近开关用于检测待翻转型钢是否放置到翻转台(2)的工作面上；

所述第一触发开关用于控制翻转台(2)由匀速正向翻转变为减速正向翻转，并控制电磁吸盘(4)通电；

所述第二检测开关用于检测翻转台(2)是否正向翻转到位；

所述第三检测开关用于检测电磁吸盘(4)的磁吸面是否反向翻转到位；

所述第二触发开关用于控制电磁吸盘(4)断电卸料。

8.根据权利要求1所述的一种船舶用型钢自动翻转固定装置，其特征在于，所述第一动力机构(3)和第二动力机构(5)为液压缸或气缸，所述液压缸或气缸的一端与支撑框架(1)可转动地连接，另一端与所述翻转台(2)或电磁吸盘(4)可转动地连接。

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