CN114682654A - 一种用于钛合金异型材的矫直方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于钛合金异型材的矫直方法，包括步骤：一、安装矫直辅助装置；二、辅助上料；三、对钛合金异型材进行初步矫直；四、检测初步矫直结果；五、对钛合金异型材进行细部矫直；六、检测细部矫直结果。本发明通过矫直辅助装置，便于从高度、角度等方面调节钛合金异型材与矫直机的扭拧头之间的位置，有利于实现对矫直机的快速、精准上料，还可以辅助矫直机对钛合金异型材进行矫直，能够精准矫直长尺寸钛合金异型材中难以矫直的细部位置，提高了长尺寸钛合金异型材的矫直完成度，便于推广使用。

Description

一种用于钛合金异型材的矫直方法

技术领域

本发明属于钛合金异型材加工技术领域，具体涉及一种用于钛合金异型材的矫直方法。

背景技术

钛合金异型材具有易加工、易切割、节约人力和资源等优点，广泛应用于国民经济建设和人们日常生活的各方面，钛合金异型材通过轧制、挤出、拉拔、铸造等工艺制成的，由于挤压机中挤压温度的偏差，会导致型材不同程度的弯曲变形，成为异型材，故需要矫直机对钛合金异型材进行矫直，消除弯曲变形。

目前随着生产能力的提高，钛合金异型材的尺寸和重量均大幅增加，一方面，大型钛合金异型材难以精准地固定在矫直机上，在钛合金异型材进行电加热矫直时，操作人的手动操作较多，导致危险系数大大增加；另一方面，现有的钛合金异型材矫直机研发更新慢，难以满足张力的矫直要求，工作效率低下，由于工艺需求，有时只需单独的扭拧矫直或者拉伸成型，使得企业需要准备多台设备，增加了企业对设备的投资力度，在同时需要进行不同类型的矫直或拉伸工艺时，需要将钛合金异型材转移到另一个器材上，转移时会直接接触工件，具有严重的安全隐患。

因此，缺少一种设计合理的针对钛合金异型材的矫直方法，能够将大型钛合金异型材精准固定到矫直机上，并进行矫直工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于钛合金异型材的矫直方法，本发明通过矫直辅助装置，便于从高度、角度等方面调节钛合金异型材与矫直机的扭拧头之间的位置，有利于实现对矫直机的快速、精准上料，还可以辅助矫直机对钛合金异型材进行矫直，能够精准矫直长尺寸钛合金异型材中难以矫直的细部位置，提高了长尺寸钛合金异型材的矫直完成度，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于钛合金异型材的矫直方法，适用于矫直机机床，所述矫直机机床上设置有两个扭拧头，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、安装矫直辅助装置：在矫直机机床上安装矫直辅助装置，并在所述矫直机机床上设置齿条和横向导轨；

所述矫直辅助装置包括位于两个所述扭拧头之间的机架和设置在所述机架上的夹持机构，所述机架上还设置有用于带动所述夹持机构前后移动的纵向移动机构和用于带动所述夹持机构上下移动的升降机构，所述机架的下部设置有用于带动所述机架沿所述横向导轨移动的横向移动机构；

所述夹持机构包括设置在所述机架上的箱体、设置在所述箱体内的传动机构和伸出所述箱体的U型卡具，所述箱体上设置有通过所述传动机构与所述U型卡具连接的第一驱动电机，所述传动机构包括与所述第一驱动电机传动连接的蜗杆和与所述蜗杆互相啮合的蜗轮，所述箱体内还设置有用于带动所述蜗杆移动的调节机构；

所述箱体上开设有弧形凹槽，所述箱体的两个竖向内侧壁上沿所述弧形凹槽均设置有用于架设所述蜗轮11的弧形板，所述蜗轮的中心为空腔，所述蜗轮的空腔内设置有U型卡具和位于所述U型卡具开口端外侧的活动挡板；

步骤二、辅助上料，具体包括以下步骤：

步骤201、将钛合金异型材穿过所述U型卡具的U型凹槽，使所述U型卡具夹持在所述钛合金异型材长度方向的中部，且所述钛合金异型材的两端伸出所述箱体，将活动挡板向靠近所述钛合金异型材的方向移动，直至所述活动挡板与所述钛合金异型材抵接；

步骤202、通过所述纵向移动机构、所述横向移动机构和所述升降机构的配合，使所述箱体带着所述钛合金异型材移动，直至所述钛合金异型材位于两个所述扭拧头的钳口之间，然后通过两个所述扭拧头的钳口分别夹持住所述钛合金异型材的两端；

步骤三、对钛合金异型材进行初步矫直：通过气缸带动拉杆回缩，使蜗杆与蜗轮分离，然后通过两个扭拧头对所述钛合金异型材进行初步张拉矫直；

步骤四、检测初步矫直结果：通过激光轮廓扫描仪对所述钛合金异型材进行扫描，获得钛合金异型材的点云图，并在点云图上建立三维直角坐标系；其中，以所述钛合金异型材下表面的一个顶角为坐标原点o，以所述钛合金异型材宽度的延伸方向为x轴，以所述钛合金异型材长度的延伸方向为y轴，以所述钛合金异型材高度的延伸方向为z轴；

根据点云图，将所述钛合金异型材在z轴方向上的实测高度值超出高度限定值的部分设定为所述钛合金异型材的二次待矫直段，然后通过气缸带动拉杆伸出，使蜗杆与蜗轮啮合；

步骤五、对钛合金异型材进行细部矫直：当所述钛合金异型材二次待矫直段在y轴方向上的任意一端与任意一个所述扭拧头之间的距离不大于L时，执行步骤501；

当所述钛合金异型材二次待矫直段在y轴方向上的两边与两个所述扭拧头之间的距离均大于L时，执行步骤502；

其中，L的取值范围为20cm〜100cm；

步骤501、细部矫直方法一：将活动挡板向远离所述钛合金异型材的方向移动，使所述活动挡板与钛合金异型材之间具有间隙，然后通过所述横向移动机构带动所述箱体，使所述U型卡具沿所述钛合金异型材的长度方向移动，直至所述U型卡具位于所述钛合金异型材二次待矫直段y轴方向上的中部；

以钛合金异型材二次待矫直段一侧的所述扭拧头钳口的转动角度及转动方向为基准，通过第一驱动电机使所述传动机构带动所述U型卡具开始转动，直至所述扭拧头钳口的转动角度及转动方向与所述U型卡具的转动角度及转动方向均相同，完成对所述钛合金异型材二次待矫直段的细部矫直；

步骤502、细部矫直方法二：在所述矫直机机床上再安装一个矫直辅助装置，其中一个矫直辅助装置的U型卡具夹持在所述钛合金异型材二次待矫直段的一端，另一个矫直辅助装置的U型卡具夹持在所述钛合金异型材二次待矫直段y轴方向上的中部，以夹持在所述钛合金异型材二次待矫直段一侧的所述U型卡具的转动角度及转动方向为基准，转动另一个所述U型卡具，直至两个所述U型卡具的转动角度及转动方向均相同，完成对所述钛合金异型材二次待矫直段的细部矫直；

步骤六、检测细部矫直结果：通过所述激光轮廓扫描仪对所述钛合金异型材进行扫描，获得所述钛合金异型材的点云图，判断所述钛合金异型材的矫直完成度是否符合标准；

当所述钛合金异型材z轴方向上的实测高度值符合高度限定值时，表示完成对所述钛合金异型材的矫直工作；

当所述钛合金异型材z轴方向上的实测高度值超出高度限定值时，将所述钛合金异型材的实测高度值超出高度限定值的部分设定为所述钛合金异型材的n次待矫直段，按照步骤五至步骤六所述的方法对n次待矫直段进行细部校直，直至所述钛合金异型材的矫直完成度符合标准；其中，n为大于2的正整数。

上述的一种用于钛合金异型材的矫直方法，其特征在于：所述箱体内设置有立板，所述调节机构包括设置在所述立板上的两个气缸和设置在所述气缸柱塞端上的拉杆，两个所述拉杆分别套设在所述蜗杆的两端，所述蜗杆呈竖向布设且上端通过第一联轴器与第一驱动电机连接，所述箱体的顶部开设有供所述第一驱动电机移动的滑槽。

上述的一种用于钛合金异型材的矫直方法，其特征在于：所述升降机构包括设置在所述箱体内的第一电动油缸，所述箱体的下部设置有与所述第一电动油缸的柱塞端固定连接的底座，所述第一电动油缸缸座与所述箱体的内侧壁固定连接。

上述的一种用于钛合金异型材的矫直方法，其特征在于：所述纵向移动机构包括设置在所述机架上的纵向导轨和第二电动油缸，所述第二电动油缸的伸缩方向与所述纵向导轨的长度方向相同，所述底座位于所述纵向导轨上，所述底座的下部设置有伸入所述纵向导轨内的滑块，所述底座的侧边设置有耳板，所述耳板与所述第二电动油缸的柱塞端固定连接。

上述的一种用于钛合金异型材的矫直方法，其特征在于：所述横向移动机构包括设置在所述机架下部的第二驱动电机和与所述第二驱动电机传动连接的连接轴，所述第二驱动电机通过第二联轴器与连接轴的一端连接，所述连接轴上穿设有齿轮和导轮，所述齿轮与齿条相啮合，所述导轮位于横向导轨内。

上述的一种用于钛合金异型材的矫直方法，其特征在于：步骤二中，通过所述第一电动油缸带动箱体上下移动，从而使所述钛合金异型材上下移动，直至所述钛合金异型材两端的高度与扭拧头钳口的高度相同；

通过第二驱动电机使齿轮带动机架沿齿条的长度方向移动，从而使所述钛合金异型材左右移动，直至所述钛合金异型材的两端与两个所述扭拧头对齐；

通过第二电动油缸带动底座向所述扭拧头的方向移动，直至两个所述扭拧头的钳口分别夹持住所述钛合金异型材的两端。

上述的一种用于钛合金异型材的矫直方法，其特征在于：所述活动挡板的上下两端均连接有限位螺栓，所述蜗轮上开设有供所述限位螺栓穿过的腰型孔，所述腰型孔呈水平向布设。

上述的一种用于钛合金异型材的矫直方法，其特征在于：所述蜗轮的转动角度为0度～90度。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过设置矫直辅助装置，对钛合金异型材的夹持稳定性强，便于从高度、角度等方面调节钛合金异型材与矫直机的扭拧头之间的位置，有利于实现对矫直机的快速、精准上料，提高了工作效率，还避免了人工手动挪动钛合金异型材，提高了人员安全性，便于推广使用。

2、本发明方法步骤简单，操作便捷，同时还可以利用矫直辅助装置辅助矫直机对钛合金异型材进行矫直，当钛合金异型材的二次待矫直段与任意一个扭拧头之间的距离较大时，将U型卡具移动至钛合金异型材的二次待矫直段一侧，便于通过U型卡具和一个扭拧头的配合，多次循环矫直钛合金异型材的n次待矫直段，从而能够精准矫直长尺寸钛合金异型材中难以矫直的细部位置，提高了长尺寸钛合金异型材的矫直完成度，使用效果好。

综上所述，本发明通过矫直辅助装置，便于从高度、角度等方面调节钛合金异型材与矫直机的扭拧头之间的位置，有利于实现对矫直机的快速、精准上料，还可以辅助矫直机对钛合金异型材进行矫直，能够精准矫直长尺寸钛合金异型材中难以矫直的细部位置，提高了长尺寸钛合金异型材的矫直完成度，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的方法流程框图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为图2的左视图。

图4为图3箱体升起的结构示意图。

图5为图2的俯视图。

图6为本发明箱体内部的连接关系示意图。

附图标记说明：

1—矫直机机床； 2—扭拧头； 3—齿条；

4—横向导轨； 5—机架； 6—箱体；

7—立板； 8—气缸； 9—拉杆；

10—蜗杆； 11—蜗轮； 12—U型卡具；

13—活动挡板； 14—钛合金异型材； 15—限位螺栓；

16—腰型孔； 17—第一驱动电机； 18—第一伺服电机；

19—第一电动油缸； 20—底座； 21—滑块；

22—纵向导轨； 23—第二伺服电机； 24—第二电动油缸；

25—耳板； 26—第二驱动电机； 27—第二联轴器；

28—齿轮； 29—导轮； 30—第一联轴器；

31—弧形板。

具体实施方式

如图1至图6所示，本发明的一种用于钛合金异型材的矫直方法，适用于矫直机机床1，所述矫直机机床1上设置有两个扭拧头2，包括以下步骤：

步骤一、安装矫直辅助装置：在矫直机机床1上安装矫直辅助装置，并在所述矫直机机床1上设置齿条3和横向导轨4；

所述矫直辅助装置包括位于两个所述扭拧头2之间的机架5和设置在所述机架5上的夹持机构，所述机架5上还设置有用于带动所述夹持机构前后移动的纵向移动机构和用于带动所述夹持机构上下移动的升降机构，所述机架5的下部设置有用于带动所述机架5沿所述横向导轨4移动的横向移动机构。

所述夹持机构包括设置在所述机架5上的箱体6、设置在所述箱体6内的传动机构和伸出所述箱体6的U型卡具12，所述箱体6上设置有通过所述传动机构与所述U型卡具12连接的第一驱动电机17，所述传动机构包括与所述第一驱动电机17传动连接的蜗杆10和与所述蜗杆10互相啮合的蜗轮11，所述箱体内还设置有用于带动所述蜗杆10移动的调节机构。

所述箱体6上开设有弧形凹槽，所述箱体6的两个竖向内侧壁上沿所述弧形凹槽均设置有用于架设所述蜗轮11的弧形板31，所述蜗轮11的中心为空腔，所述蜗轮11的空腔内设置有U型卡具12和位于所述U型卡具12开口端外侧的活动挡板13。

实际使用时，箱体6为中空箱体，箱体6的一侧开设有与蜗轮11相适应的弧形凹槽，便于蜗轮11伸出箱体6，使蜗轮11可以上下转动，蜗轮11的外侧两边均设置有凸沿，将蜗轮11的两个凸沿分别搭接在两个弧形板31上，实现了将蜗轮11安装在箱体6上。

本实施例中，所述箱体6内设置有立板7，所述调节机构包括设置在所述立板7上的两个气缸8和设置在所述气缸8柱塞端上的拉杆9，两个所述拉杆9分别套设在所述蜗杆10的两端，所述蜗杆10呈竖向布设且上端通过第一联轴器30与第一驱动电机17连接，所述箱体6的顶部开设有供所述第一驱动电机17移动的滑槽。

实际使用时，通过在箱体6的顶部开设滑槽，便于第一驱动电机17随着蜗杆10的移动而移动，通过将两个拉杆9分别套设在蜗杆10的两端，当气缸8带动拉杆9回缩时，拉杆9带动蜗杆10与蜗轮11实现分离，当气缸8带动拉杆9伸出时，拉杆9带动蜗杆10与蜗轮11实现啮合。

本实施例中，所述蜗轮11的转动角度为0度～90度。

本实施例中，所述活动挡板13的上下两端均连接有限位螺栓15，所述蜗轮11上开设有供所述限位螺栓15穿过的腰型孔16，所述腰型孔16呈水平向布设。

实际使用时，活动挡板13的上下两侧均与限位螺栓15的螺杆连接，通过设置蜗轮11为中空结构，便于在蜗轮11的上下两侧均设置腰型孔16，从而可以根据钛合金异型材14的尺寸，通过移动腰型孔16中限位螺栓15的位置，实现活动挡板13的移动，便于使活动挡板13紧贴在钛合金异型材14的一侧，并与U型卡具12配合实现对钛合金异型材14的夹持。

本实施例中，所述升降机构包括设置在所述箱体6内的第一电动油缸19，所述箱体6的下部设置有与所述第一电动油缸19的柱塞端固定连接的底座20，所述第一电动油缸19缸座与所述箱体6的内侧壁固定连接。

实际使用时，箱体6为空心箱体，箱体6上设置有用于带动第一电动油缸19的第一伺服电机18，箱体6的底部位于底座20上且开设有与第一电动油缸19柱塞端相适应的通孔，便于第一电动油缸19的柱塞端伸出箱体6并固定在底座20上，启动第一伺服电机18，通过第一电动油缸19柱塞端的伸缩运动，带动箱体6进行上下运动，实现了对钛合金异型材14高度的调节。

本实施例中，所述纵向移动机构包括设置在所述机架5上的纵向导轨22和第二电动油缸24，所述第二电动油缸24的伸缩方向与所述纵向导轨22的长度方向相同，所述底座20位于所述纵向导轨22上，所述底座20的下部设置有伸入所述纵向导轨22内的滑块21，所述底座20的侧边设置有耳板25，所述耳板25与所述第二电动油缸24的柱塞端固定连接。

实际使用时，机架5上还设置有用于带动第二电动油缸24的第二伺服电机23，纵向导轨22的横截面为两个梯形，两个梯形的斜边均位于外侧，滑块21位于两个梯形之间，且梯形的上底比下底长，底座20的下部设置有与纵向导轨22相适应的梯形凹槽，便于将纵向导轨22嵌入底座20的下部，连接稳定性强，且无法将底座20从纵向导轨22上向上拿起，有效避免了底座20在滑移过程中与纵向导轨22分离。

需要说明的是，纵向导轨22的延伸方向与钛合金异型材14的长度方向垂直，齿条3与横向导轨4的延伸方向与钛合金异型材14的长度方向平行。

本实施例中，所述横向移动机构包括设置在所述机架5下部的第二驱动电机26和与所述第二驱动电机26传动连接的连接轴，所述第二驱动电机26通过第二联轴器27与连接轴的一端连接，所述连接轴上穿设有齿轮28和导轮29，所述齿轮28与齿条3相啮合，所述导轮29位于横向导轨4内。

实际使用时，齿轮28和导轮29的数量至少为两个，第二联轴器27的中心与连接轴的一端固定，连接轴上依次穿设有一个导轮29、两个齿轮28和另一个导轮29，两个齿轮28之间相隔一段距离，便于平稳的支撑机架5；其中，连接轴穿过齿轮28的中心且固定连接，导轮29套设在连接轴上且不与连接轴固定，启动第二驱动电机26，通过第二联轴器27和连接轴带动齿轮28旋转，使齿轮28在齿条3上移动，从而带动机架5横向移动，此时，导轮29在横向导轨4内随着机架5的移动而移动，便于使机架5保持直线运动，避免机架5偏离方向。

需要说明的是，第二驱动电机26上部的机架5向上隆起，避免第二驱动电机26与矫直机机床1发生碰撞。

步骤二、辅助上料，具体包括以下步骤：

步骤201、使U型卡具12和蜗杆10均保持初始状态，U型卡具12的初始状态指U型卡具12内侧壁的平直段为水平状态，即U型卡具12的开口方向朝向正前方，蜗杆10的初始状态指蜗杆10与蜗轮11啮合的状态。

然后将钛合金异型材14穿过所述U型卡具12的U型凹槽，使所述U型卡具12夹持在所述钛合金异型材14长度方向的中部，且所述钛合金异型材14的两端伸出所述箱体6，将活动挡板13向靠近所述钛合金异型材14的方向移动，直至所述活动挡板13与所述钛合金异型材14抵接，使钛合金异型材14被夹持在U型卡具12内。

实际使用时，蜗轮11伸出箱体6的弧形凹槽，便于蜗轮11上下转动，蜗轮11的中心为空腔且一端开设有缺口，蜗轮11的缺口方向与U型卡具12的开口方向相同，夹持钛合金异型材14前，先将U型卡具12复位，即启动第一驱动电机17，使U型卡具12的开口端保持水平，便于使U型卡具12所夹持的钛合金异型材14也保持水平，同时，U型卡具12尽可能夹持在钛合金异型材14的中部，有助于U型卡具12两侧受力平衡，避免箱体6发生倾覆。

需要说明的是，夹持钛合金异型材14时，先将活动挡板13取下，将钛合金异型材14从U型卡具12的开口端卡入U型卡具12中，再将活动挡板13安装在蜗轮11的缺口端并紧贴钛合金异型材14，从而将钛合金异型材14限制在U型卡具12内，其中，U型卡具12与钛合金异型材14接触的一面上设置有绝缘保护层，该绝缘保护层为橡胶层。

步骤202、通过所述纵向移动机构、所述横向移动机构和所述升降机构的配合，使所述箱体6带着所述钛合金异型材14移动，直至所述钛合金异型材14位于两个所述扭拧头2的钳口之间，然后通过两个所述扭拧头2的钳口分别夹持住所述钛合金异型材14的两端，具体运输方式如下：

通过第一电动油缸19带动箱体6上下移动，从而使所述钛合金异型材14上下移动，直至所述钛合金异型材14两端的高度与扭拧头2钳口的高度相同；通过第二驱动电机26使齿轮28带动机架5沿齿条3的长度方向移动，从而使所述钛合金异型材14左右移动，直至所述钛合金异型材14的两端与两个所述扭拧头2形成矩形平面；通过第二电动油缸24带动底座20向所述扭拧头2的方向移动，直至两个所述扭拧头2的钳口分别夹持住所述钛合金异型材14的两端。

实际使用时，两个扭拧头2钳口的转动角度分别与钛合金异型材14两端的形状相适应，即先利用一个扭拧头2的钳口夹持住钛合金异型材14的一端，另一个扭拧头2的钳口根据钛合金异型材14的形状进行旋转，然后夹持住在钛合金异型材14的另一端，此时，两个扭拧头2钳口的转动角度和转动方向均不同。

需要说明的是，第一驱动电机17和第二驱动电机26均为伺服电机，本发明对第一伺服电机18、第二伺服电机23和第二驱动电机26的工作顺序不作要求，可以根据实际情况调整工作顺序。

步骤三、对钛合金异型材进行初步矫直：通过气缸8带动拉杆9回缩，使蜗杆10与蜗轮11分离，此时蜗轮11位于钛合金异型材14上，并随钛合金异型材14的转动而转动，避免对扭拧头2造成影响。

然后启动矫直机，然后通过两个扭拧头2对所述钛合金异型材14进行初步张拉矫直，即以一个扭拧头2钳口的转动角度为基准，转动并回缩另一个扭拧头2的钳口，直至两个所述扭拧头2钳口的转动角度及转动方向均相同。

需要说明的是，矫直前，通过矫直机上的加热装置对钛合金异型材14进行电加热，使钛合金异型材14达到指定温度，且已知需要增加的钛合金异型材14的拉伸长度，矫直时，一个扭拧头2保持不动，仅转动另一个扭拧头2的钳口，从而带动钛合金异型材14发生扭转，使钛合金异型材14由扭曲形态逐渐变为平直形态，待钛合金异型材14的初步张拉矫直完成后，需静置一段时间，使钛合金异型材14自然冷却，然后再进行下一步操作，具体的张拉矫直方式参考ZL202010273711.1一种金属异型材扭拧矫直拉伸系统和方法。

步骤四、检测初步矫直结果：通过激光轮廓扫描仪对所述钛合金异型材14进行扫描，获得钛合金异型材14的点云图，并在点云图上建立三维直角坐标系；其中，以所述钛合金异型材14下表面的一个顶角为坐标原点o，以所述钛合金异型材14宽度的延伸方向为x轴，以所述钛合金异型材14长度的延伸方向为y轴，以所述钛合金异型材14高度的延伸方向为z轴。

根据点云图，将所述钛合金异型材14在z轴方向上的实测高度值超出高度限定值的部分设定为所述钛合金异型材14的二次待矫直段，然后通过气缸8带动拉杆9伸出，使蜗杆10与蜗轮11啮合，此时蜗轮11随蜗杆10的转动而转动，灵活性强，且不会影响矫直机工作，又避免了反复从钛合金异型材14上拆卸和固定蜗轮11，提高了工作效率。

实际使用时，计算机上连接有控制模块，第一驱动电机17、第一伺服电机18、第二伺服电机23和第二驱动电机26均与控制模块的输出端连接，激光轮廓扫描仪与控制模块的输入端连接，扫描出的点云图可直接上传至计算机。

需要说明的是，激光轮廓扫描仪的型号为LJ-X8400，检测时，将激光轮廓扫描仪放置在矫直机机床1上，并对准钛合金异型材14，激光轮廓扫描仪从钛合金异型材14的一端扫描至另一端，形成第一个数据图像，待第一遍扫描完成后，移动蜗轮11至露出原先被蜗轮11覆盖的钛合金异型材14，再利用激光轮廓扫描仪从钛合金异型材14的一端扫描至另一端，形成第二个数据图像，整合两个甚至多个数据图像，获得钛合金异型材14完整数据，从而获得该钛合金异型材14的未矫直部位，即钛合金异型材14二次待矫直段的具体位置，具体扫描方式参照激光轮廓扫描仪的使用说明书。

步骤五、对钛合金异型材进行细部矫直：当所述钛合金异型材14二次待矫直段在y轴方向上的任意一端与任意一个所述扭拧头2之间的距离不大于L时，执行步骤501；当所述钛合金异型材14二次待矫直段在y轴方向上的两边与两个所述扭拧头2之间的距离均大于L时，执行步骤502。

需要说明的是，L的取值范围为20cm〜100cm，本实施例取L=50cm，即当钛合金异型材14二次待矫直段的任意一个边缘与任意一个扭拧头2之间的距离不大于50cm时，执行步骤501；当钛合金异型材14二次待矫直段的两个边缘与两个扭拧头2之间的距离均大于50cm时，执行步骤502。

步骤501、细部矫直方法一：将活动挡板13向远离所述钛合金异型材14的方向移动，使所述活动挡板13与钛合金异型材14之间具有间隙，然后通过所述横向移动机构带动所述箱体6，使所述U型卡具12沿所述钛合金异型材14的长度方向移动，直至所述U型卡具12位于所述钛合金异型材14二次待矫直段y轴方向上的中部。

以钛合金异型材14二次待矫直段一侧的所述扭拧头2钳口的转动角度及转动方向为基准，通过第一驱动电机17使所述传动机构带动所述U型卡具12开始转动，直至所述扭拧头2钳口的转动角度及转动方向与所述U型卡具12的转动角度及转动方向均相同，完成对所述钛合金异型材14二次待矫直段的细部矫直。

需要说明的是，步骤501中所使用的扭拧头2为夹持在钛合金异型材14二次待矫直段的一端的扭拧头2，矫直机的另一个扭拧头2处于休息状态。

实际使用时，将腰型孔16中的限位螺栓15向远离钛合金异型材14的一侧移动，使活动挡板13与钛合金异型材14之间具有间隙，从而使U型卡具12与钛合金异型材14解除锁紧状态，即U型卡具12可以在钛合金异型材14上滑动；并通过蜗轮11和蜗杆10配合，使蜗轮11以蜗轮11所在平面的垂直中心线为轴进行上下转动，带动U型卡具12上下转动，从而辅助扭拧头2对钛合金异型材14进行拧转，便于实现对钛合金异型材14细部位置的矫直。

步骤502、细部矫直方法二：在所述矫直机机床1上再安装一个矫直辅助装置，其中一个矫直辅助装置的U型卡具12夹持在所述钛合金异型材14二次待矫直段的一端，另一个矫直辅助装置的U型卡具12夹持在所述钛合金异型材14二次待矫直段y轴方向上的中部，以夹持在所述钛合金异型材14二次待矫直段一侧的所述U型卡具12的转动角度及转动方向为基准，转动另一个所述U型卡具12，直至两个所述U型卡具12的转动角度及转动方向均相同，完成对所述钛合金异型材14二次待矫直段的细部矫直。

实际使用时，矫直机机床1上已经安装有第一个矫直辅助装置，使第一个矫直辅助装置的U型卡具12夹持在钛合金异型材14二次待矫直段的一端，安装第二个矫直辅助装置时，先将第二个矫直辅助装置的活动挡板13卸下，再将第二个矫直辅助装置的U型卡具12夹持在钛合金异型材14二次待矫直段的中部，然后安装上第二个矫直辅助装置的活动挡板13，使第二个矫直辅助装置的U型卡具12与钛合金异型材14二次待矫直段的中部保持锁紧状态，即完成两个矫直辅助装置的安装工作；另外，矫直机机床1上也可以安装多个矫直辅助装置，分别矫直钛合金异型材14的各个二次待矫直段，提高矫直效率。

需要说明的是，当钛合金异型材14的二次待矫直段的数量为多个时，需要从钛合金异型材14的一端至另一端逐个矫直，即分别在钛合金异型材14的各个二次待矫直段上进行步骤502，直至完成所有二次待矫直段的矫直。

步骤六、检测细部矫直结果：通过所述激光轮廓扫描仪对所述钛合金异型材14进行扫描，获得所述钛合金异型材14的点云图，判断所述钛合金异型材14的矫直完成度是否符合标准。

当所述钛合金异型材14z轴方向上的实测高度值符合高度限定值时，表示完成对所述钛合金异型材14的矫直工作。

当所述钛合金异型材14z轴方向上的实测高度值超出高度限定值时，将所述钛合金异型材14的实测高度值超出高度限定值的部分设定为所述钛合金异型材14的n次待矫直段，按照步骤五至步骤六所述的方法对n次待矫直段进行细部校直，直至所述钛合金异型材14的矫直完成度符合标准；其中，n为大于2的正整数。

实际使用时，步骤六中，激光轮廓扫描仪对钛合金异型材14的扫描方式同步骤四，循环执行步骤五至步骤六时，扭拧头2和U型卡具12的拧扭力逐渐减小，避免对钛合金异型材14造成反向扭转。

需要说明的是，经过多次循环后，当步骤六中，钛合金异型材14在z轴方向上的实测高度值符合高度限定值时，表示钛合金异型材14的矫直完成度符合标准，此时，将钛合金异型材14从扭拧头2中取出，通过纵向移动机构，将钛合金异型材14向远离扭拧头2的方向移动，便于从夹持机构中取下钛合金异型材14。

本发明利用矫直辅助装置，便于从高度、角度等方面调节钛合金异型材14与矫直机的扭拧头2之间的位置，有利于实现对矫直机的快速、精准上料，提高了工作效率，还避免了人工手动挪动钛合金异型材14，提高了人员安全性；同时还可以利用矫直辅助装置辅助矫直机对钛合金异型材14进行矫直，当钛合金异型材14的二次待矫直段与任意一个扭拧头2之间的距离较大时，将U型卡具12移动至钛合金异型材14的二次待矫直段一侧，便于通过U型卡具12和一个扭拧头2的配合，多次循环矫直钛合金异型材14的n次待矫直段，从而能够精准矫直长尺寸的钛合金异型材14中难以矫直的细部位置，提高了长尺寸的钛合金异型材14的矫直完成度，使用效果好。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于钛合金异型材的矫直方法，适用于矫直机机床（1），所述矫直机机床（1）上设置有两个扭拧头（2），其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、安装矫直辅助装置：在矫直机机床（1）上安装矫直辅助装置，并在所述矫直机机床（1）上设置齿条（3）和横向导轨（4）；

所述矫直辅助装置包括位于两个所述扭拧头（2）之间的机架（5）和设置在所述机架（5）上的夹持机构，所述机架（5）上还设置有用于带动所述夹持机构前后移动的纵向移动机构和用于带动所述夹持机构上下移动的升降机构，所述机架（5）的下部设置有用于带动所述机架（5）沿所述横向导轨（4）移动的横向移动机构；

所述夹持机构包括设置在所述机架（5）上的箱体（6）、设置在所述箱体（6）内的传动机构和伸出所述箱体（6）的U型卡具（12），所述箱体（6）上设置有通过所述传动机构与所述U型卡具（12）连接的第一驱动电机（17），所述传动机构包括与所述第一驱动电机（17）传动连接的蜗杆（10）和与所述蜗杆（10）互相啮合的蜗轮（11），所述箱体内还设置有用于带动所述蜗杆（10）移动的调节机构；

所述箱体（6）上开设有弧形凹槽，所述箱体（6）的两个竖向内侧壁上沿所述弧形凹槽均设置有用于架设所述蜗轮（11）的弧形板（31），所述蜗轮（11）的中心为空腔，所述蜗轮（11）的空腔内设置有U型卡具（12）和位于所述U型卡具（12）开口端外侧的活动挡板（13）；

步骤二、辅助上料，具体包括以下步骤：

步骤201、将钛合金异型材（14）穿过所述U型卡具（12）的U型凹槽，使所述U型卡具（12）夹持在所述钛合金异型材（14）长度方向的中部，且所述钛合金异型材（14）的两端伸出所述箱体（6），将活动挡板（13）向靠近所述钛合金异型材（14）的方向移动，直至所述活动挡板（13）与所述钛合金异型材（14）抵接；

步骤202、通过所述纵向移动机构、所述横向移动机构和所述升降机构的配合，使所述箱体（6）带着所述钛合金异型材（14）移动，直至所述钛合金异型材（14）位于两个所述扭拧头（2）的钳口之间，然后通过两个所述扭拧头（2）的钳口分别夹持住所述钛合金异型材（14）的两端；

步骤三、对钛合金异型材进行初步矫直：通过气缸（8）带动拉杆（9）回缩，使蜗杆（10）与蜗轮（11）分离，然后通过两个扭拧头（2）对所述钛合金异型材（14）进行初步张拉矫直；

步骤四、检测初步矫直结果：通过激光轮廓扫描仪对所述钛合金异型材（14）进行扫描，获得钛合金异型材（14）的点云图，并在点云图上建立三维直角坐标系；其中，以所述钛合金异型材（14）下表面的一个顶角为坐标原点o，以所述钛合金异型材（14）宽度的延伸方向为x轴，以所述钛合金异型材（14）长度的延伸方向为y轴，以所述钛合金异型材（14）高度的延伸方向为z轴；

根据点云图，将所述钛合金异型材（14）在z轴方向上的实测高度值超出高度限定值的部分设定为所述钛合金异型材（14）的二次待矫直段，然后通过气缸（8）带动拉杆（9）伸出，使蜗杆（10）与蜗轮（11）啮合；

步骤五、对钛合金异型材进行细部矫直：当所述钛合金异型材（14）二次待矫直段在y轴方向上的任意一端与任意一个所述扭拧头（2）之间的距离不大于L时，执行步骤501；

当所述钛合金异型材（14）二次待矫直段在y轴方向上的两边与两个所述扭拧头（2）之间的距离均大于L时，执行步骤502；

其中，L的取值范围为20cm〜100cm；

步骤501、细部矫直方法一：将活动挡板（13）向远离所述钛合金异型材（14）的方向移动，使所述活动挡板（13）与钛合金异型材（14）之间具有间隙，然后通过所述横向移动机构带动所述箱体（6），使所述U型卡具（12）沿所述钛合金异型材（14）的长度方向移动，直至所述U型卡具（12）位于所述钛合金异型材（14）二次待矫直段y轴方向上的中部；

以钛合金异型材（14）二次待矫直段一侧的所述扭拧头（2）钳口的转动角度及转动方向为基准，通过第一驱动电机（17）使所述传动机构带动所述U型卡具（12）开始转动，直至所述扭拧头（2）钳口的转动角度及转动方向与所述U型卡具（12）的转动角度及转动方向均相同，完成对所述钛合金异型材（14）二次待矫直段的细部矫直；

步骤502、细部矫直方法二：在所述矫直机机床（1）上再安装一个矫直辅助装置，其中一个矫直辅助装置的U型卡具（12）夹持在所述钛合金异型材（14）二次待矫直段的一端，另一个矫直辅助装置的U型卡具（12）夹持在所述钛合金异型材（14）二次待矫直段y轴方向上的中部，以夹持在所述钛合金异型材（14）二次待矫直段一侧的所述U型卡具（12）的转动角度及转动方向为基准，转动另一个所述U型卡具（12），直至两个所述U型卡具（12）的转动角度及转动方向均相同，完成对所述钛合金异型材（14）二次待矫直段的细部矫直；

步骤六、检测细部矫直结果：通过所述激光轮廓扫描仪对所述钛合金异型材（14）进行扫描，获得所述钛合金异型材（14）的点云图，判断所述钛合金异型材（14）的矫直完成度是否符合标准；

当所述钛合金异型材（14）z轴方向上的实测高度值符合高度限定值时，表示完成对所述钛合金异型材（14）的矫直工作；

当所述钛合金异型材（14）z轴方向上的实测高度值超出高度限定值时，将所述钛合金异型材（14）的实测高度值超出高度限定值的部分设定为所述钛合金异型材（14）的n次待矫直段，按照步骤五至步骤六所述的方法对n次待矫直段进行细部校直，直至所述钛合金异型材（14）的矫直完成度符合标准；其中，n为大于2的正整数。

2.按照权利要求1所述的一种用于钛合金异型材的矫直方法，其特征在于：所述箱体（6）内设置有立板（7），所述调节机构包括设置在所述立板（7）上的两个气缸（8）和设置在所述气缸（8）柱塞端上的拉杆（9），两个所述拉杆（9）分别套设在所述蜗杆（10）的两端，所述蜗杆（10）呈竖向布设且上端通过第一联轴器（30）与第一驱动电机（17）连接，所述箱体（6）的顶部开设有供所述第一驱动电机（17）移动的滑槽。

3.按照权利要求1所述的一种用于钛合金异型材的矫直方法，其特征在于：所述升降机构包括设置在所述箱体（6）内的第一电动油缸（19），所述箱体（6）的下部设置有与所述第一电动油缸（19）的柱塞端固定连接的底座（20），所述第一电动油缸（19）缸座与所述箱体（6）的内侧壁固定连接。

4.按照权利要求3所述的一种用于钛合金异型材的矫直方法，其特征在于：所述纵向移动机构包括设置在所述机架（5）上的纵向导轨（22）和第二电动油缸（24），所述第二电动油缸（24）的伸缩方向与所述纵向导轨（22）的长度方向相同，所述底座（20）位于所述纵向导轨（22）上，所述底座（20）的下部设置有伸入所述纵向导轨（22）内的滑块（21），所述底座（20）的侧边设置有耳板（25），所述耳板（25）与所述第二电动油缸（24）的柱塞端固定连接。

5.按照权利要求4所述的一种用于钛合金异型材的矫直方法，其特征在于：所述横向移动机构包括设置在所述机架（5）下部的第二驱动电机（26）和与所述第二驱动电机（26）传动连接的连接轴，所述第二驱动电机（26）通过第二联轴器（27）与连接轴的一端连接，所述连接轴上穿设有齿轮（28）和导轮（29），所述齿轮（28）与齿条（3）相啮合，所述导轮（29）位于横向导轨（4）内。

6.按照权利要求5所述的一种用于钛合金异型材的矫直方法，其特征在于：步骤二中，通过所述第一电动油缸（19）带动箱体（6）上下移动，从而使所述钛合金异型材（14）上下移动，直至所述钛合金异型材（14）两端的高度与扭拧头（2）钳口的高度相同；

通过第二驱动电机（26）使齿轮（28）带动机架（5）沿齿条（3）的长度方向移动，从而使所述钛合金异型材（14）左右移动，直至所述钛合金异型材（14）的两端与两个所述扭拧头（2）对齐；

通过第二电动油缸（24）带动底座（20）向所述扭拧头（2）的方向移动，直至两个所述扭拧头（2）的钳口分别夹持住所述钛合金异型材（14）的两端。

7.按照权利要求1所述的一种用于钛合金异型材的矫直方法，其特征在于：所述活动挡板（13）的上下两端均连接有限位螺栓（15），所述蜗轮（11）上开设有供所述限位螺栓（15）穿过的腰型孔（16），所述腰型孔（16）呈水平向布设。

8.按照权利要求1所述的一种用于钛合金异型材的矫直方法，其特征在于：所述蜗轮（11）的转动角度为0度～90度。

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