CN114618906A - 一种具有恒间隙加热装置的感应加热矫平系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有恒间隙加热装置的感应加热矫平系统，包括：小车式矫平机，具有把手、左侧板和右侧板、与左右侧板连接的前侧板；设置于三个侧板之间的感应加热线圈、同轴变压器；前侧板上设置有电磁铁框架；恒间隙加热装置，包括安装在左右侧板之间的伸缩缸、与电磁铁框架相连的多自由度平台和电磁铁、安装于电磁铁框架上的第二激光传感器组、安装于左右侧板的第一激光传感器组、安装在转接盒上的激光定位器；主控设备，设置于矫平机把手上，接收矫平机与恒间隙加热装置的数据并对伸缩缸与多自由度平台的运动进行调控，确保感应加热线圈与被加热部分之间距离恒定；从而在主控设备的程序控制下矫平机自主实现感应加热矫平。

Description

一种具有恒间隙加热装置的感应加热矫平系统及其方法
技术领域
本发明涉及薄板焊接变形矫平技术领域，特别涉及一种具有恒间隙加热装置的感应加热矫平系统及其方法。
背景技术
在感应加热矫平机的矫平过程中，其精确定位以及保证恒间隙加热对最终矫平效果起着决定性的作用。由于每次矫平都有其特定的顺序和位置，所以感应加热矫平机对于定位与控制线圈到加热位置的距离的要求非常严格。随着科学技术的发展以及各种硬件水平的提高，各种保证定位、恒间隙手段的层出不穷，使用各种机械设备辅助定位、控制距离已成为现代工业定位的重要手段和发展趋势。
但在目前的感应加热矫平机工作时，工作人员仅依靠工作经验根据焊件焊接变形的情况寻找加热位置以及控制矫平机前端电磁铁对加热间隙进行微调，一旦矫平位置或加热间隙有误将无法更改，最终可能导致被矫平工件受损。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种具有恒间隙加热装置的感应加热矫平系统及其方法，其定位效率高，矫平间隙控制稳定，劳动强度小，精确度高；并且能够适应现场的变化情况，可有效解决由于间隙与位置控制不精确导致的矫平误差。
为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案。
本发明的一种具有恒间隙加热装置的感应加热矫平系统，包括：
小车式矫平机，包括把手、与把手连接的左侧板和右侧板、与左右侧板连接的前侧板；设置于三个侧板之间的感应加热线圈、转接头、同轴变压器；前侧板上设置有电磁铁框架，与左右侧板通过轴相连的小车轮子；
恒间隙加热装置，包括安装在左右侧板之间的伸缩缸、与电磁铁框架相连的多自由度平台和电磁铁、安装于电磁铁框架上的第二激光传感器组、安装于左右侧板的第一激光传感器组、安装在转接盒上的激光定位器；
主控设备，设置于矫平机把手上，接收矫平机与恒间隙加热装置的数据并对伸缩缸与多自由度平台的运动进行调控，确保感应加热线圈与被加热部分之间距离恒定；从而主控设备程序控制矫平机自主实现感应加热矫平。
进一步的，在前侧板和电磁铁框架之间，设置有限位螺母和限位螺丝。
进一步的，所述的伸缩缸被焊接于小车后端，用于调整小车后端高度。
进一步的，所述的同轴变压器采用上端固定件和下端固定件固定于小车式矫平机上。
本发明的一种具有恒间隙加热装置的感应加热矫平方法，包括以下步骤：
步骤1：检测具有恒间隙加热装置的感应加热矫平系统的完备性，以确保工作安全；
步骤2：设备通电，在主控设备中输入所需感应加热线圈与加热工件之间的间隙值x，并按下主控设备中左侧按钮，激光定位器得电工作；
步骤3：工作人员手握把手，通过激光定位器与焊缝之间的位置关系对比，移动感应加热矫平机的位置进行感应加热定位，使其达到所要求的位置；
步骤4：按下右侧按钮，左右侧板上的第二激光传感器组开始工作，将此时感应加热线圈与加热工件之间的间隙数据传输至主控设备，主控设备将所得数据与输入值x代入程序求得间隙误差；同时磁铁框架上的第一激光传感器组将数据传输至主控设备并在屏幕上显示此时电磁铁下方工件形状画面；
步骤5：主控设备根据误差数据与工件形状数据发送相关指令，多自由度平台根据电磁铁下方工件形状进行姿态调整，使得电磁铁表面最大程度地贴合工件；同时伸缩缸与多自由度平台相互配合调整矫平机整体高度，主控设备实时反馈间隙误差值；
步骤6：当间隙误差值为零时，主控设备控制伸缩缸与多自由度平台停止工作，并控制电磁铁与感应加热矫平机得电工作，同时内部计时器程序开启；
步骤7：当加热时间到达设定值，主控设备控制感应加热矫平机与电磁铁失电结束矫平工作，并控制伸缩缸与多自由度平台复位。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果和优点：
1.本发明设置激光定位器发射激光，可根据焊缝与激光之间的偏差调整矫平机姿势，使得定位更加精确。
2.本发明设置主控设备于把手之上，可接收矫平机与恒间隙加热装置的数据并对伸缩缸与多自由度平台的运动进行调控，使得恒间隙调控更加智能。
3.本发明设置于磁铁框架上的第一激光感应器组可以检测电磁铁下方工件的形变情况，为多自由度平台的调整提供依据，在合理的保证加热间隙条件下最大程度使电磁铁更好的贴合加热工件表面。
4.本发明设置于左右侧板上的第二激光感应器组可以实时将所测数据反馈至主控设备，主控设备将所得数据与输入值x代入程序求得间隙误差，后续对恒间隙的控制以间隙误差为标准进行调控，使得恒间隙加热装置具有实际数据支持，结果的精确性得到了保障。
5.本发明设置的限位螺丝和限位螺母相互配合使电磁铁框架可以在一定范围内根据加热工件表面的形状调整自身姿势，以配合伸缩缸与多自由度平台的工作，为所设计的恒间隙加热装置增加了自适应性。
6.本发明的通过使用主控设备更加智能地控制恒间隙加热的整个过程，以适应不同焊接变形的工作场合，而且提高了设备的工作效率。
附图说明
图1为本发明的一种实施例的系统结构示意图。
图2为本发明的一种实施例的矫平机结构示意图。
图3为本发明的一种实施例的恒间隙加热装置示意图。
图4为本发明的一种实施例的电磁铁细节示意图。
其中，主控设备1，把手2，小车轮子3，下端固定件4，同轴变压器5，上端固定件6，转接盒7，转接头8，激光定位器9，右侧板10，电磁铁框架11，电磁铁12，限位螺丝13，限位螺母14，前侧板15，左侧板16，感应加热线圈17，伸缩缸18，第二激光感应器组19，第一激光感应器组20，多自由度平台21
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
图1为本发明的一种实施例的系统结构示意图。如图1所示，该装置包括主控设备1、矫平机和恒间隙加热装置。其中主控设备1可接收矫平机与恒间隙加热装置的数据并对伸缩缸18与多自由度平台21的运动进行调控，确保感应加热线圈17与被加热部分之间距离恒定。
图2为本发明的一种实施例的矫平机结构示意图。如图2所示，其矫平机是一种小车式矫平机，包括把手2、与小车框架相连的感应加热线圈17、转接头8、同轴变压器5、与把手通过螺栓连接的左侧板16和右侧板10、与左右侧板通过焊接连接的前侧板15、与左右侧板通过轴相连的小车轮子3、用于固定同轴变压器5的上端固定6、下端固定4、设置于上端固定件6的转接盒7、前侧板15相连的限位螺母14和限位螺丝13以及电磁铁框架11。进一步地，矫平机中的把手2可以被工作人员用来调整感应加热矫平机的位置，左侧板16、右侧板10和前侧板15主要用来固定感应加热线圈17在小车中的位置，前侧板15用于连接电磁铁框架11，与左右侧板相连的小车轮子3被用于改变小车位置，上下端固定件用于将同轴变压器5固定于小车特定的位置，限位螺母14和限位螺丝13一边用于连接电磁铁框架11一边用于调整小车姿态以适应各种工作环境和更好的定位，电磁铁框架11用于固定多自由度平台21与电磁铁12在小车中的位置。本发明工作时，首先通过主控设备1上的左侧按钮控制激光定位器9工作，然后通过把手2将小车调整到合适的位置，再通过右侧按钮控制左右侧板上的第二激光传感器组19和磁铁框架11上的第一激光传感器组20开始工作，并将所测数据传输至主控设备1，主控设备1根据所得数据控制多自由度平台21与伸缩缸18调整小车姿势，当左右侧板上的第二激光传感器组19所反馈数据与所设定一致时，主控设备1控制电磁铁12得电实现恒间隙加热的目的。所述感应加热矫平机被主控设备1中程序控制，可以自主实现矫平。
图3为本发明的一种实施例的恒间隙加热装置示意图。图4为本发明的一种实施例的电磁铁细节示意图。如图3和图4所示，恒间隙加热装置包括焊接在左右侧板之间的伸缩缸18、与电磁铁框架11相连的多自由度平台21和电磁铁12、安装于电磁铁框架11上的第一激光传感器组19、安装于左右侧板的第二激光传感器组20、安装在转接盒7上的激光定位器9。恒间隙加热装置中，所述伸缩缸18被焊接于小车后端用于调整小车后端高度；多自由度平台21根据主控设备1发射的信号调整姿势；所述电磁铁12接受主控设备1信号得电工作，可将小车固定于被加热工件处；安装于电磁铁框架11上的第一激光传感器组20用于观测电磁铁12处的工件形变，使其姿势调整更加贴合当前工件形状；安装于左右侧板的第二激光传感器组19用于观测感应加热线圈17与加热处间距，并实时反馈调整情况；安装在转接盒7上的激光定位器9用于辅助定位；
本发明的一种感应加热矫平机的恒间隙加热方法，包括以下步骤：
步骤1：检测具有恒间隙加热装置的感应加热矫平系统的完备性以确保工作安全；
步骤2：给设备通上电源，在主控设备1中输入所需感应加热线圈17与加热工件之间的间隙值x，并按下主控设备1中左侧按钮，激光定位器9得电工作；
步骤3：工作人员手握把手2，通过激光定位器9与焊缝之间的位置关系对比，移动感应加热矫平机的位置进行感应加热定位，使其达到所要求的位置；
步骤4：按下右侧按钮，左右侧板上的第二激光传感器组19开始工作，将此时感应加热线圈17与加热工件之间的间隙数据传输至主控设备1，主控设备1将所得数据与输入值x代入程序求得间隙误差；同时磁铁框架11上的第一激光传感器组20将数据传输至主控设备并在屏幕上显示此时电磁铁12下方工件形状画面；
步骤5：主控设备1根据误差数据与工件形状数据发送相关指令，多自由度平台21根据电磁铁下12方工件形状进行姿态调整，使得电磁铁12表面最大程度地贴合工件；同时伸缩缸18与多自由度平台21相互配合调整矫平机整体高度，主控设备实时反馈间隙误差值；
步骤6：当间隙误差值为零时，主控设备控制伸缩缸18与多自由度平台21停止工作，并控制电磁铁12与感应加热矫平机得电工作，同时内部计时器程序开启；
步骤7：当加热时间到达设定值，主控设备1控制感应加热矫平机与电磁铁12失电结束矫平工作，并控制伸缩缸18与多自由度平台21复位。

Claims (5)

1.一种具有恒间隙加热装置的感应加热矫平系统，其特征在于，包括：
小车式矫平机，包括把手(2)、与把手(2)连接的左侧板(16)和右侧板(10)、与左右侧板连接的前侧板(15)；设置于三个侧板之间的感应加热线圈(17)、转接头(8)、同轴变压器(5)；前侧板(15)上设置有电磁铁框架(11)，与左右侧板通过轴相连的小车轮子(3)；
恒间隙加热装置，包括安装在左右侧板之间的伸缩缸(18)、与电磁铁框架(11)相连的多自由度平台(21)和电磁铁(12)、安装于电磁铁框架(11)上的第二激光传感器组(19)、安装于左右侧板的第一激光传感器组(20)、安装在转接盒(7)上的激光定位器(9)；
主控设备(1)，设置于矫平机把手(2)上，接收矫平机与恒间隙加热装置的数据并对伸缩缸(18)与多自由度平台(21)的运动进行调控，确保感应加热线圈(17)与被加热部分之间距离恒定；从而主控设备(1)程序控制矫平机自主实现感应加热矫平。
2.根据权利要求1所述的一种具有恒间隙加热装置的感应加热矫平系统，其特征在于，在前侧板(15)和电磁铁框架(11)之间，设置有限位螺母(14)和限位螺丝(13)。
3.根据权利要求1所述的一种具有恒间隙加热装置的感应加热矫平系统，其特征在于，所述的伸缩缸(18)被焊接于小车后端，用于调整小车后端高度。
4.根据权利要求1所述的一种具有恒间隙加热装置的感应加热矫平系统，其特征在于，所述的同轴变压器(5)采用上端固定件(6)和下端固定件(4)固定于小车式矫平机上。
5.一种具有恒间隙加热装置的感应加热矫平方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：检测具有恒间隙加热装置的感应加热矫平系统的完备性，以确保工作安全；
步骤2：设备通电，在主控设备(1)中输入所需感应加热线圈(17)与加热工件之间的间隙值x，并按下主控设备(1)中左侧按钮，激光定位器(9)得电工作；
步骤3：工作人员手握把手(2)，通过激光定位器(9)与焊缝之间的位置关系对比，移动感应加热矫平机的位置进行感应加热定位，使其达到所要求的位置；
步骤4：按下右侧按钮，左右侧板上的第二激光传感器组(19)开始工作，将此时感应加热线圈(17)与加热工件之间的间隙数据传输至主控设备(1)，主控设备(1)将所得数据与输入值x代入程序求得间隙误差；同时磁铁框架(11)上的第一激光传感器组(20)将数据传输至主控设备并在屏幕上显示此时电磁铁(12)下方工件形状画面；
步骤5：主控设备(1)根据误差数据与工件形状数据发送相关指令，多自由度平台(21)根据电磁铁下(12)方工件形状进行姿态调整，使得电磁铁(12)表面最大程度地贴合工件；同时伸缩缸(18)与多自由度平台(21)相互配合调整矫平机整体高度，主控设备(1)实时反馈间隙误差值；
步骤6：当间隙误差值为零时，主控设备控制伸缩缸(18)与多自由度平台(21)停止工作，并控制电磁铁(12)与感应加热矫平机得电工作，同时内部计时器程序开启；
步骤7：当加热时间到达设定值，主控设备(1)控制感应加热矫平机与电磁铁(12)失电结束矫平工作，并控制伸缩缸(18)与多自由度平台(21)复位。
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