CN114453952B - 一种船用钢板数控曲边多角度坡口机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种船用钢板数控曲边多角度坡口机，属于船用钢板曲线坡口加工的专用设备领域，包括输送平台，输送平台安装在钢板输送床身底座上部，输送平台上部设有钢板输送装置，两套底座上部分别安装有三个独立的调整平移台。本发明通过三组切削装置以此实现对钢板上坡口、下坡口、直边多种加工形式同步进行，提高加工效率；通过钢板输送装置调整吸附点位置实现对不同规格钢板加工的目的，通过调整座和调整平移台调节加工角度和深度实现对不同加工尺寸要求作业的目的；钢板输送装置内设有缓冲装置降低钢板加工中震动，调整平移台底部设有减震台确保切削装置加工时的稳定，以此提高加工精度；数控系统控制设备运行自动化智能加工，易于操作。

Description

一种船用钢板数控曲边多角度坡口机

技术领域

本发明涉及船用钢板曲线坡口加工的专用设备领域，具体涉及一种船用钢板数控曲边多角度坡口机。

背景技术

坡口机是管道或平板在焊接前端面进行倒角坡口的专用工具，解决了火焰切割、磨光机磨削等操作工艺的角度不规范、坡面粗糙、工作噪音大等缺点，具有操作简便，角度标准，表面光滑等优点。

各类舰船的制造，需要不同形状的金属板材，通过坡口工艺后进行焊接，成为船体组合的结构件，特别是双边不等量曲线型状的工件，坡口加工难度较大，影响船体制造的综合效益，从目前我国船舶制造业来看，大都采用火焰或激光切割完成此类加工。

这种热源型的坡口会产生严重的加工缺陷，如切口热变量大、表层氧化、光洁度差，加工效率低，直接、间接生产费用高。从产品质量层面，到运营效益层面都给企业发展带来困扰。在对大、中型船舶制造企业调研的数据表明，一只60吨货轮，曲线板料占总用材的35%,需要坡口的曲线金属板材占到30%，坡口机机械设备的存在有效的降低的坡口加工的工作强度，提高了加工效率。

申请号为CN202010254707.0的专利提供了一种动车转向架钢构数控曲线坡口成型机，将钢板曲线坡口切削运动分解为垂直和水平两个方向的进给运动，设计了可水平移动的钢板输送装置和两侧可垂直移动的主机切削装置，其中钢板输送装置设置于钢板输送床身底座上并可移动，钢板输送装置上设置电磁铁用以吸附待加工钢板。

虽然该技术初步提出了曲线坡口切削的思路，但是存在若干问题。第一，由于该技术只需一次性切削单边坡口，不需要考虑钢板传送机构和切削刀具的稳定性问题，因此设备结构简单，技术难度小；第二，该设备结构固定，可调节性差，只能针对单一批量的工件，无法对不同形状、大小、规格的钢板进行切割；第三，其磁性吸附设备存在吸附力不够、可吸附的工件形状单一的情况，无法对不同板宽调节吸附，适应性较窄。

申请号为CN201010584632.9的专利提供了一种数控双曲线坡口切割机，在横梁上设置有两个坡口切割装置，输入相应的直线过曲线的切割程序，设备自动化根据坡口要求可采用双曲线坡口同时切割，以此快速的完成工件加工作业。

虽然该技术方案考虑了两边同时作业的方式，但是还存在一些问题。第一，每边的切割装置只有一个，无法实现上坡口、下坡口、直边多坡口同时作业的需求；第二，切割装置和作业台上无配套的缓冲减震装置，无法确保设备运行中的稳定性，工件加工精度不高。

由鉴于此，发明一种新型的船用钢板数控曲边多角度坡口机是非常必要的。

发明内容

为全面解决上述问题，尤其是针对现有技术所存在的不足，本发明提供了一种船用钢板数控曲边多角度坡口机能够全面解决上述问题。本发明可以同时加工上坡口、下坡口、直边坡口，极大的提高了切削效率，并且采用多种设计来稳定工件的传送和切削头的运转，最大限度地保证了加工精度，可以加工不同形状、大小、规格的工件，适用性非常广。

为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：

本发明提供一种船用钢板数控曲边多角度坡口机，包括输送平台，所述输送平台安装在钢板输送床身底座上部，所述输送平台上部设有钢板输送装置，所述输送平台底部安装有采用电机驱动的平台进给机构，所述钢板输送床身底座垂直方向中间位置的两侧设有两套底座，所述两套底座上部分别安装有三个独立的调整平移台，所述调整平移台上部分别滑动连接有上坡口切削动力单元、下坡口切削动力单元、直边切削动力单元，所述底座后部安装有调整座，输送平台上部设有钢板输送装置实现待加工钢板的稳定输送。

优选的，所述钢板输送装置上部旋转臂，所述旋转臂前端连接有伸缩缓冲臂，所述伸缩缓冲臂上部安装有电磁铁，所述旋转臂旋转、伸缩缓冲臂伸缩均采用电机驱动，电磁铁用以吸附待加工钢板，旋转臂通过旋转轴与输送平台相对转动，伸缩缓冲臂相对于旋转臂产生相对位移，通过数字系统控制旋转臂的摆动以及伸缩缓冲臂的伸缩来满足不同尺寸、规格的钢板坡口的加工。

优选的，所述电磁铁底部连接有上接滑轨，所述上接滑轨内部嵌套有上接滑块，所述上接滑块下部固定连接有上接栓，所述上接滑块两侧设有上横向定位抱紧弹簧，所述上接栓转动连接第一缓冲杆，所述第一缓冲杆与第二缓冲杆转动连接且与下接栓联动，所述下接栓固定安装在下接滑块上部，所述下接滑块嵌套进入下接滑轨中，所述下接滑块两侧连接有下横向定位抱紧弹簧，所述第一缓冲弹簧通过第一缓冲弹性弧与第一缓冲杆连接，所述第二缓冲弹簧通过第二缓冲弹性弧与第二缓冲杆连接。

优选的，所述底座靠近钢板输送床身底座的一端设有废屑收集口，所述废屑收集口内部一端安装有吸风泵，所述底座后部设有三套调整座，废屑收集口内部一端安装的吸风泵将加工过程中产生的废屑收集起来，防止影响设备的使用。

优选的，所述上坡口切削动力单元上部安装有上坡口切削装置，所述下坡口切削动力单元上部安装有下坡口切削装置，所述直边切削动力单元上部安装有直边切削装置，所述上坡口切削动力单元、下坡口切削动力单元、直边切削动力单元后部分别设有一个对应的主机输送机构，通过上坡口切削装置、下坡口切削装置、直边切削装置实现对待加工钢板的上坡口、下坡口、直边三种形式的同步加工的目的。

优选的，所述调整座上部设有调整电机，所述调整电机底部连接有调整丝杆，所述调整丝杆上部套接有升降导向板，所述调整丝杆底部安装有转座，所述升降导向板前部固定连接有滑块，所述滑块套接在调整座内侧的滑轨上部，所述滑块与调整平移台固定连接，所述调整座内部设有数字控制系统，数字控制系统与上坡口切削装置、下坡口切削装置、直边切削装置、钢板输送装置的执行元件通过电气控制线路连接，控制待加工钢板在钢板输送装置带动下以设定速度在钢板输送床身底座上移动，在移动过程中两侧所述上坡口切削装置、下坡口切削装置、直边切削装置以设定速度及切削刀盘角度向待加工钢板运行并实现钢板两侧曲线坡口的切削加工。

优选的，所述调整平移台底部安装有电动伸缩支撑杆，所述电动伸缩支撑杆上部通过减震台与调整平移台固定连接，实现调整平移台在竖向高度的微整，便捷多种工件的加工。

优选的，所述减震台内部上侧设有竖向支架，所述竖向支架下部固定连接有竖向弹簧，所述竖向支架两侧对称设有联动臂，所述联动臂一端固定安装有横向弹簧，通过减震台确保上坡口切削装置、下坡口切削装置、直边切削装置加工时的稳定性，保证加工效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、多种加工形式，工作效率高。本发明在钢板输送床身底座两侧设置有三组切削装置以此实现对钢板上坡口、下坡口、直边多种加工形式同步进行，提高效率。

2、可对不同工件进行加工。本发明通过钢板输送装置调整适应不同规格钢板加工需求，通过调整座和调整平移台的设置来调节加工角度和深度以此适应不同尺寸的加工要求，以此适应不同工件的加工。

3、稳定性高，确保加工精度。本发明在钢板输送装置设置有缓冲装置防止钢板加工过程中存在震动，同时在调整平移台底部设置有减震台确保切削装置在加工过程中的稳定，确保加工精度，以此提高加工质量。

4、自动化操作，操作便捷。本发明通过电磁铁吸附钢板，旋转臂以及伸缩缓冲臂联动运动自动化满足不同尺寸的钢板固定，而且通过数字控制系统控制可水平移动的刚板输送装置、可前后/上下移动的切削装置在各方向上运动，实现多个切削装置自动化的实现对不同形状、大小、规格的工件同时进行上坡口、下坡口以及直边加工的目的。

附图说明

图1是本发明的局部剖视结构示意图。

图2是本发明输送平台的结构示意图。

图3是本发明图1中A处局部放大示意图。

图4是本发明伸缩缓冲臂内部结构示意图。

图5是本发明伸缩缓冲臂内部主视图。

图6是本发明图1中B处局部放大示意图。

图7是本发明调整座的结构示意图。

图8是本发明调整座的主视图。

图9是本发明图8中C处局部放大示意图。

图中：

1、输送平台；2、钢板输送装置；3、平台进给机构；4、底座；5、调整平移台；6、上坡口切削动力单元；7、下坡口切削动力单元；8、直边切削动力单元；9、调整座；10、电动伸缩支撑杆；11、减震台；12、主机输送机构；13、钢板输送床身底座；21、旋转臂；22、伸缩缓冲臂；23、电磁铁；221、上接滑轨；222、第一缓冲杆；223、第二缓冲杆；224、下接滑轨；225、第一缓冲弹簧；226、第一缓冲弹性弧；227、第二缓冲弹簧；228、第二缓冲弹性弧；2211、上接滑块；2212、上接栓；2213、上横向定位抱紧弹簧；2241、下接滑块；2242、下接栓；2243、下横向定位抱紧弹簧；61、上坡口切削装置；71、下坡口切削装置；81、直边切削装置；91、调整电机；92、调整丝杆；93、升降导向板；94、转座；95、滑块；96、滑轨；111、竖向支架；112、竖向弹簧；113、联动臂；114、横向弹簧。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述：

实施例：

如附图1至附图2所示，本发明提供一种船用钢板数控曲边多角度坡口机，包括输送平台1，所述输送平台1安装在钢板输送床身底座13上部，所述输送平台1上部设有钢板输送装置2，所述输送平台1底部安装有采用电机驱动的平台进给机构3，所述钢板输送床身底座13垂直方向中间位置的两侧设有两套底座4，所述两套底座4上部分别安装有三个独立的调整平移台5，所述调整平移台5上部分别滑动连接有上坡口切削动力单元6、下坡口切削动力单元7、直边切削动力单元8，所述底座4后部安装有调整座9，输送平台1上部设有钢板输送装置2实现待加工钢板的稳定输送。

如附图2至附图3所示，上述实施方案中，具体的，所述钢板输送装置2上部旋转臂21，所述旋转臂21前端连接有伸缩缓冲臂22，所述伸缩缓冲臂22上部安装有电磁铁23，所述旋转臂21旋转、伸缩缓冲臂22伸缩均采用电机驱动，电磁铁23用以吸附待加工钢板，旋转臂21通过旋转轴与输送平台1相对转动，伸缩缓冲臂22相对于旋转臂21产生相对位移，通过数字系统控制旋转臂21的摆动以及伸缩缓冲臂22的伸缩来满足不同尺寸、规格的钢板坡口的加工。

如附图3至附图5所示，上述实施方案中，具体的，所述电磁铁23底部连接有上接滑轨221，所述上接滑轨221内部嵌套有上接滑块2211，所述上接滑块2211下部固定连接有上接栓2212，所述上接滑块2211两侧设有上横向定位抱紧弹簧2213，所述上接栓2212转动连接第一缓冲杆222，所述第一缓冲杆222与第二缓冲杆223转动连接且与下接栓2242联动，所述下接栓2242固定安装在下接滑块2241上部，所述下接滑块2241嵌套进入下接滑轨224中，所述下接滑块2241两侧连接有下横向定位抱紧弹簧2243，所述第一缓冲弹簧225通过第一缓冲弹性弧226与第一缓冲杆222连接，所述第二缓冲弹簧227通过第二缓冲弹性弧228与第二缓冲杆223连接，第一缓冲弹簧225、第二缓冲弹簧227、第一缓冲弹性弧226、第二缓冲弹性弧228以及第一缓冲杆222和第二缓冲杆223之间联动结构实现对于电磁铁23上部吸附的待加工钢板的缓冲作用，确保钢板在加工过程中的稳定性。

如附图1所示，上述实施方案中，具体的，所述底座4靠近钢板输送床身底座13的一端设有废屑收集口41，所述废屑收集口41内部一端安装有吸风泵，所述底座4后部设有三套调整座9，废屑收集口41内部一端安装的吸风泵将加工过程中产生的废屑收集起来，防止影响设备的使用。

如附图1所示，上述实施方案中，具体的，所述上坡口切削动力单元6上部安装有上坡口切削装置61，所述下坡口切削动力单元7上部安装有下坡口切削装置71，所述直边切削动力单元8上部安装有直边切削装置81，所述上坡口切削动力单元6、下坡口切削动力单元7、直边切削动力单元8后部分别设有一个对应的主机输送机构12，通过上坡口切削装置61、下坡口切削装置71、直边切削装置81实现对待加工钢板的上坡口、下坡口、直边三种形式的同步加工的目的。例如，对于下坡口的切削，可以采用梯形切削刀，用其左右两侧的斜边来切削钢板，形成斜面朝下的下坡口。

如附图6至附图8所示，上述实施方案中，具体的，所述调整座9上部设有调整电机91，所述调整电机91底部连接有调整丝杆92，所述调整丝杆92上部套接有升降导向板93，所述调整丝杆92底部安装有转座94，所述升降导向板93前部固定连接有滑块95，所述滑块95套接在调整座9内侧的滑轨96上部，所述滑块95与调整平移台5固定连接，所述调整座9内部设有数字控制系统，数字控制系统与上坡口切削装置61、下坡口切削装置71、直边切削装置81、钢板输送装置2的执行元件通过电气控制线路连接，控制待加工钢板在钢板输送装置2带动下以设定速度在钢板输送床身底座13上移动，在移动过程中两侧所述上坡口切削装置61、下坡口切削装置71、直边切削装置81以设定速度及切削刀盘角度向待加工钢板运行并实现钢板两侧曲线坡口的切削加工。

如附图1所示，上述实施方案中，具体的，所述调整平移台5底部安装有电动伸缩支撑杆10，所述电动伸缩支撑杆10上部通过减震台11与调整平移台5固定连接，实现调整平移台5在竖向高度的微整，便捷多种工件的加工。

如附图8至附图9所示，上述实施方案中，具体的，所述减震台11内部上侧设有竖向支架111，所述竖向支架111下部固定连接有竖向弹簧112，所述竖向支架111两侧对称设有联动臂113，所述联动臂113一端固定安装有横向弹簧114，通过减震台11确保上坡口切削装置61、下坡口切削装置71、直边切削装置81加工时的稳定性，保证加工效果。

工作原理

在加工前将整机所有部件位于初始位置，根据工件的参数，调整旋转臂21的角度、伸缩缓冲臂22的伸出位移，工人将待加工钢板吊至钢板输送装置2的电磁铁23上，利用预设好的标记将工件位置找正，然后电磁铁23通电，将待加工钢板固定住，在设备运行中，电磁铁23底部连接的第一缓冲弹簧225、第二缓冲弹簧227、第一缓冲弹性弧226、第二缓冲弹性弧228以及第一缓冲杆222和第二缓冲杆223之间联动结构实现对于电磁铁23上部吸附的待加工钢板的缓冲作用，确保钢板在加工过程中的稳定性。

在加工过程中，根据待加工钢板的规格启动预设程序，调整座9以及调整平移台5调整上坡口切削装置61、下坡口切削装置71、直边切削装置81加工尺寸，所述钢板输送装置2和上坡口切削装置61、下坡口切削装置71、直边切削装置81依程序运行，上坡口切削动力单元6、下坡口切削动力单元7、直边切削动力单元8沿板边曲线运动对待加工钢板进行曲线坡口切削，坡口完成后待加工钢板运送至下料端，电磁铁23断电，工人将加工好的钢板吊至加工件放料区。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种船用钢板数控曲边多角度坡口机，包括输送平台(1)，其特征在于，所述输送平台(1)安装在钢板输送床身底座(13)上部，所述输送平台(1)上部设有钢板输送装置(2)，所述输送平台(1)底部安装有采用电机驱动的平台进给机构(3)，所述钢板输送床身底座(13)垂直方向中间位置的两侧设有两套底座(4)，所述两套底座(4)上部分别安装有三个独立的调整平移台(5)，所述调整平移台(5)上部分别滑动连接有上坡口切削动力单元(6)、下坡口切削动力单元(7)、直边切削动力单元(8)，所述底座(4)后部安装有调整座(9)；

所述底座(4)靠近钢板输送床身底座(13)的一端设有废屑收集口(41)，所述废屑收集口(41)内部一端安装有吸风泵，所述底座(4)后部设有三套调整座(9)；

所述调整座(9)上部设有调整电机(91)，所述调整电机(91)底部连接有调整丝杆(92)，所述调整丝杆(92)上部套接有升降导向板(93)，所述调整丝杆(92)底部安装有转座(94)，所述升降导向板(93)前部固定连接有滑块(95)，所述滑块(95)套接在调整座(9)内侧的滑轨(96)上部，所述滑块(95)与调整平移台(5)固定连接，所述调整座(9)内部设有数字控制系统。

2.根据权利要求1所述的一种船用钢板数控曲边多角度坡口机，其特征在于，所述钢板输送装置(2)上部设有旋转臂(21)，所述旋转臂(21)前端连接有伸缩缓冲臂(22)，所述伸缩缓冲臂(22)上部安装有电磁铁(23)，所述旋转臂(21)旋转、伸缩缓冲臂(22)伸缩均采用电机驱动。

3.根据权利要求1所述的一种船用钢板数控曲边多角度坡口机，其特征在于，所述上坡口切削动力单元(6)上部安装有上坡口切削装置(61)，所述下坡口切削动力单元(7)上部安装有下坡口切削装置(71)、所述直边切削动力单元(8)上部安装有直边切削装置(81)，所述上坡口切削动力单元(6)、下坡口切削动力单元(7)、直边切削动力单元(8)后部分别设有一个对应的主机输送机构(12)。

4.根据权利要求1所述的一种船用钢板数控曲边多角度坡口机，其特征在于，所述调整平移台(5)底部安装有电动伸缩支撑杆(10)，所述电动伸缩支撑杆(10)上部通过减振台(11)与调整平移台(5)固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种船用钢板数控曲边多角度坡口机，其特征在于，所述减振台(11)内部上侧设有竖向支架(111)，所述竖向支架(111)下部固定连接有竖向弹簧(112)，所述竖向支架(111)两侧对称设有联动臂(113)，所述联动臂(113)一端固定安装有横向弹簧(114)。

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