CN115446686B - 一种具有水平调节功能的型钢固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有水平调节功能的型钢固定装置，该型钢固定装置的框架内安装有沿长度方向排布的固定机构及位于固定机构两侧的挡护机构。固定机构包括用于吸附型钢的吸盘，吸盘能够绕沿长度方向设置的吸盘转轴进行转动，以调整吸盘上表面的水平度；挡护机构具有能够绕翻板转轴转动的滚轮，以使滚轮的位置能够在框架内及框架外进行切换，当滚轮的位置位于框架外时，能够对型钢进行阻挡避免跌落。该固定装置通过调整吸盘的翻转状态以调节放置的不同规格型钢的水平状态，以配合自动打磨作业。该装置能够实现型钢的固定和待打磨边的水平调节，减少人工操作，作业平稳安全，方便维修，提高了工作效率，减少了人力成本。

Description

一种具有水平调节功能的型钢固定装置

技术领域

本发明涉及船舶制造领域，具体来说是一种具有水平调节功能的型钢固定装置。

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、集成化和计算机化方向发展。型材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，为防止型材焊接时产生气孔、夹渣、焊接不完全等现象，需要对型材两侧和腹板底部进行打磨。目前，船舶型材的打磨均需依靠人工进行作业，型材打磨的质量和工作效率得不到保障。为了提升船舶制造的效率和质量，可研制一套自动打磨的单元，以机械自动化代替传统的人工打磨。型钢自动打磨单元打磨作业前需要进行型钢的固定和待打磨边的水平调节，以便于对型钢进行统一的自动打磨作业，因此需要研制一种适合打磨单元的水平调节和固定装置。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有水平调节功能的型钢固定装置，用于解决自动打磨过程中的型钢水平调节及固定问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种具有水平调节功能的型钢固定装置，所述型钢固定装置包括框架，所述框架内安装有沿长度方向排布的固定机构及位于所述固定机构两侧的挡护机构：

所述固定机构包括用于吸附型钢的吸盘，所述吸盘能够绕沿长度方向设置的吸盘转轴进行转动，以调整所述吸盘上表面的水平度；

所述挡护机构具有能够绕沿长度方向设置的翻板转轴进行转动的滚轮，以使所述滚轮的位置能够在所述框架内及框架外进行切换；当所述滚轮的位置位于所述框架外时，能够对所述型钢进行阻挡避免跌落。

优选地，所述挡护机构还包括气缸、翻转板，所述翻转板分别与所述翻板转轴、气缸活动连接，从而使所述翻转板在气缸的推动下绕所述翻板转轴转动，进而带动固定在所述翻转板上的滚轮转动以切换位置。

优选地，所述固定机构的吸盘下方连接有气垫弹簧，以推动所述吸盘转动。

优选地，所述吸盘固定于吸盘底座上，所述吸盘底座与吸盘同步绕所述吸盘转轴转动。

优选地，所述气垫弹簧的上端连接有轴承架，所述轴承架上端通过轴承架转轴固定有深沟球轴承，所述深沟球轴承与所述吸盘底座的下表面接触，所述深沟球轴承跟随所述气垫弹簧的充气放气而起落，以推动所述吸盘底座转动。

优选地，所述气垫弹簧固定于翻转固定板上，所述气垫弹簧内具有沿高度方向贯穿所述气垫弹簧的导向轴。

优选地，所述导向轴的上端与所述气垫弹簧的上端固定连接，所述导向轴贯穿所述翻转固定板，且位于所述翻转固定板以下的部分设有限位螺母，通过调整所述限位螺母的位置改变所述气垫弹簧行程，最终调整所述吸盘转动的极限位置。

优选地，所述气垫弹簧与所述吸盘底座之间设有限位杆，以作为所述吸盘底座的下方限位。

优选地，所述框架的侧面连接有沿长度方向排布的多个弧形滑道，打磨完成的型钢沿所述弧形滑道滑下。

优选地，所述吸盘的上表面设有凹槽，以适应多种不同规格的型钢。

如上所述，本发明提供一种具有水平调节功能的型钢固定装置，该型钢固定装置的框架内安装有沿长度方向排布的固定机构及位于固定机构两侧的挡护机构。固定机构包括用于吸附型钢的吸盘，吸盘能够绕沿长度方向设置的吸盘转轴进行转动，以调整吸盘上表面的水平度；挡护机构具有能够绕翻板转轴转动的滚轮，以使滚轮的位置能够在框架内及框架外进行切换，当滚轮的位置位于框架外时，能够对型钢进行阻挡避免跌落。该固定装置通过调整吸盘的翻转状态以调节放置的不同规格型钢的水平状态，以满足对包括角钢、球扁钢、双球头球扁钢等不同规格船用型钢的水平调节及固定需求，以配合自动打磨作业。该装置能够实现型钢的固定和待打磨边的水平调节，减少人工操作，作业平稳安全，方便维修，提高了工作效率，减少了人力成本。

附图说明

图1显示为本发明中的型钢固定装置的立体结构示意图。

图2显示为本发明中的型钢固定装置的主视结构示意图。

图3显示为图2中沿A-A方向的剖视图。

图4显示为图2中沿C-C方向的剖视图。

图5显示为图2中沿B-B方向的剖视图。

图6显示为图5中沿D-D方向的剖视图。

图7显示为角钢在吸盘上的最终状态图。

图8显示为双球头球扁钢在吸盘上的最终状态图。

元件标号说明

1 弧形滑道

2 框架

3 壳板

4 滚轮

5 滚轮螺钉

6 翻转板

7 翻板底座

8 气缸

9 吸盘

10 吸盘底座

11 气垫弹簧

12 翻转固定板

13 轴承架

14 导向轴

15 法兰直线轴承

16 铜套

17 吸盘转轴

18 限位杆

19 轴承架转轴

20 深沟球轴承

21 挡圈

23 翻板转轴

24 角钢

25 双球头球扁钢

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。本文使用的“介于……之间”表示包括两端点值。

在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1-图6所示，本发明提供一种具有水平调节功能的型钢固定装置，具体包括：

框架2，所述框架2内安装有沿长度方向排布的固定机构及位于所述固定机构两侧的挡护机构；

所述固定机构包括用于吸附型钢的吸盘9，所述吸盘9能够绕沿长度方向设置的吸盘转轴17进行转动，以调整所述吸盘9上表面的水平度；

所述挡护机构具有能够绕翻板转轴23转动的滚轮4，以使所述滚轮4的位置能够在所述框架内及框架外进行切换；当所述滚轮4的位置位于所述框架外时，能够对所述型钢进行阻挡避免跌落。

对于型钢固定装置来说，所述固定机构的数量可以为1个，也可以是2个，型钢在放置至吸盘上时，需要沿长度方向放置，并使型钢的待打磨长边伸出一定的长度，即超出吸盘的范围，以便于打磨作业。因此，需要借助所述滚轮4对型钢进行挡护，通过吸盘的转动调整型钢的位置及姿态时，一方面滚轮4可以在吸盘9的边缘形成遮挡，避免型钢跌落，另一方面，可以调整型钢的平行度，使其呈与长度方向的平行状态，便于统一打磨作业，因此在所述固定机构的两侧均设有挡护机构。型钢姿态调整完成后，通过吸盘固定型钢位置，此时再将滚轮4转动回框架内，避免对打磨作业造成影响。应当理解的是，此处滚轮4是绕沿长度方向设置的翻板转轴23转动，以使滚轮伸出或缩进，如图3所示。所述吸盘9可以是电磁吸盘或是真空吸盘，优选为电磁吸盘。

进一步地，如图3所示，所述挡护机构还包括气缸8、翻转板6，所述翻转板6分别与所述翻板转轴23、气缸8活动连接，从而使所述翻转板6在气缸8的推动下绕所述翻板转轴23转动，进而带动固定在所述翻转板6上的滚轮4转动以切换位置。所述滚轮4通过滚轮螺钉5与所述翻转板6固定连接。所述翻板转轴23固定于翻板底座7上。

进一步地，如图4-图5所示，所述固定机构的吸盘9下方连接有气垫弹簧11，以推动所述吸盘9转动。

具体地，所述气缸8、气垫弹簧11都是通过气动的，通过充气放气可实现气缸8的伸缩和气垫弹簧11的顶升与降落。此处使用气缸8、气垫弹簧11是为了便于调整其行程。当然，所述滚轮4及吸盘9的运动并非局限于气动的方式实现，也可以是通过电机驱动转动，或是通过其他的传动结构，只要能够实现转动即可。所述滚轮4则优选为橡胶材质。

进一步地，所述吸盘9固定于吸盘底座10上，所述吸盘底座10与吸盘9同步绕所述吸盘转轴17转动。

进一步地，如图6所示，所述气垫弹簧11的上端连接有轴承架13，所述轴承架13上端通过轴承架转轴19固定有深沟球轴承20，所述深沟球轴承20与所述吸盘底座10的下表面接触，所述深沟球轴承20跟随所述气垫弹簧11的充气放气而起落，以推动所述吸盘底座10转动。

具体地，所述轴承架的数量可以是1个，也可以设置为2个或更多个，各个轴承架13需要保证尺寸及设置方式一致，以同步的顶升所述吸盘底座10。

进一步地，所述气垫弹簧11固定于翻转固定板12上，所述气垫弹簧11内具有沿高度方向贯穿所述气垫弹簧11的导向轴14，所述导向轴14的上端与所述气垫弹簧11的上端固定连接，所述导向轴14贯穿所述翻转固定板12，且位于所述翻转固定板12以下的部分设有限位螺母110，通过调整所述限位螺母110的位置改变所述气垫弹簧11行程，最终调整所述吸盘9转动的极限位置。所述导向轴14下部与所述气垫弹簧11及所述翻转固定板12的接触处设有法兰直线轴承15，以使所述导向轴14的运动更加顺畅，所述深沟球轴承20外还设有挡圈21，所述吸盘转轴17与所述吸盘底座10的连接处还设有铜套16。

进一步地，所述气垫弹簧11与所述吸盘底座10之间设有限位杆18，以作为所述吸盘底座10的下方限位，保证所述气垫弹簧11与所述吸盘底座10之间具有安全距离。

进一步地，所述框架2的侧面连接有沿长度方向排布的多个弧形滑道1，打磨完成的型钢沿所述弧形滑道1滑下。所述框架2的侧面还设有壳板3。

进一步地，所述吸盘9的上表面设有凹槽，以适应多种不同的型钢。尤其是对双球头球扁钢形成一定的阻挡作用，如图8所示。

在实施过程中，需要通过调整吸盘的翻转状态以调节放置的不同规格型钢的水平状态。船舶型钢按种类大致可分为角钢、球扁钢和双球头球扁钢三类，其中角钢和球扁钢因为其与吸盘接触面为平面不需要进行水平调节；双球头球扁钢由于下球头存在一定高度在吸盘上并不能直接得到水平状态，需要进行调节，综合考虑所有船用的双球头球扁钢设计特殊的吸盘线型来满足需要。

下面分别以角钢及双球头球扁钢为例说明本发明中型钢固定装置的使用方法。

实施例一

在进行角钢24的固定过程中，如图7所示，先将船用的角钢输送到吸盘9后，需要角钢的待打磨边伸出一定的长度方便进行自动化打磨，对于规格型号比较小的型钢，由于重心已经超过吸盘9外侧，型钢会自动下跌，因此在型钢到位前需要气缸8推出翻转板6和滚轮4以作挡护，防止型钢自动跌落。型钢到位后，需要先给吸盘9通电用以吸附型钢，防止型钢姿态发生改变。吸盘吸附完成后可收缩气缸8，同时缩回翻转板6和滚轮4，防止给型钢的打磨造成干扰。之后再进行型钢待打磨边的水平调节，由于此时的型钢是角钢，待打磨边所在面为平面，整体规则平整，放置于吸盘9上时也是已经处于水平状态不需要动作气垫弹簧11，保持原样即可。待后续的打磨作业完成后，吸盘9断电不再吸附型钢，型钢可沿着滑道滑落，角钢的固定和水平调节完毕。

球扁钢与角钢类似，其待打磨边所在的面为平面，使吸盘上表面保持为水平状态即可。

实施例二

在双球头球扁钢25的固定过程中，如图8所示，双球头球扁钢输送到吸盘后，也需要将其打磨边伸出一定的长度方便进行自动化打磨，双球头球扁钢到位前，首先给气缸8充气，推出翻转板6和滚轮4调整双球头球扁钢的位置使其待打磨边伸出一部分；双球头球扁钢到位后给吸盘9充电，吸附型钢，然后收缩气缸8缩回翻转板6和滚轮4；因双球头球扁钢的待打磨边所在的面并非为平面，因此放置在水平状态的吸盘上时，其待打磨边处于倾斜状态，因此需要对型钢进行水平调节，具体通过给气垫弹簧11充气，吸盘底座10以及吸盘9沿着转轴向上旋转，直到限位螺母110接触翻转固定板12，则气垫弹簧11到达限位处，同时吸盘9翻转到预设位置，此时由于吸盘9特殊的线型，双球头球扁钢待打磨边已经处于水平状态，水平调节完毕，可以进行自动打磨；整个过程中使得所述吸盘9的表面倾斜，以配合双球头球扁钢的特殊形状，使待打磨边最终处于水平状态。打磨完成后，电磁吸盘9断电不再吸附型钢，通过其他输送装置型钢可沿着滑道滑落，型钢固定和水平调节完毕。

过程中所述气垫弹簧11的限位通过限位螺母110调整，对于不同形状或不同尺寸的型钢，可以做不同的限位调整，最终使待打磨边处于水平状态。

综上所述，本发明提供一种具有水平调节功能的型钢固定装置，该型钢固定装置的框架内安装有沿长度方向排布的固定机构及位于固定机构两侧的挡护机构。固定机构包括用于吸附型钢的吸盘，吸盘能够绕沿长度方向设置的吸盘转轴进行转动，以调整吸盘上表面的水平度；挡护机构具有能够绕翻板转轴转动的滚轮，以使滚轮的位置能够在框架内及框架外进行切换，当滚轮的位置位于框架外时，能够对型钢进行阻挡避免跌落。该固定装置通过调整吸盘的翻转状态以调节放置的不同规格型钢的水平状态，以满足对包括角钢、球扁钢、双球头球扁钢等不同规格船用型钢的水平调节及固定需求，以配合自动打磨作业。该装置能够实现型钢的固定和待打磨边的水平调节，减少人工操作，作业平稳安全，方便维修，提高了工作效率，减少了人力成本。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种具有水平调节功能的型钢固定装置，其特征在于，所述型钢固定装置包括框架，所述框架内安装有沿长度方向排布的固定机构及位于所述固定机构两侧的挡护机构：

所述固定机构包括用于吸附型钢的吸盘，所述吸盘能够绕沿长度方向设置的吸盘转轴进行转动，以调整所述吸盘上表面的水平度；

所述挡护机构具有能够绕沿长度方向设置的翻板转轴进行转动的滚轮，以使所述滚轮的位置能够在所述框架内及框架外进行切换；当所述滚轮的位置位于所述框架外时，能够对所述型钢进行阻挡避免跌落；

所述挡护机构还包括气缸、翻转板，所述翻转板分别与所述翻板转轴、气缸活动连接，从而使所述翻转板在气缸的推动下绕所述翻板转轴转动，进而带动固定在所述翻转板上的滚轮转动以切换位置。

2.根据权利要求1所述的型钢固定装置，其特征在于：所述固定机构的吸盘下方连接有气垫弹簧，以推动所述吸盘转动。

3.根据权利要求2所述的型钢固定装置，其特征在于：所述吸盘固定于吸盘底座上，所述吸盘底座与吸盘同步绕所述吸盘转轴转动。

4.根据权利要求3所述的型钢固定装置，其特征在于：所述气垫弹簧的上端连接有轴承架，所述轴承架上端通过轴承架转轴固定有深沟球轴承，所述深沟球轴承与所述吸盘底座的下表面接触，所述深沟球轴承跟随所述气垫弹簧的充气放气而起落，以推动所述吸盘底座转动。

5.根据权利要求4所述的型钢固定装置，其特征在于：所述气垫弹簧固定于翻转固定板上，所述气垫弹簧内具有沿高度方向贯穿所述气垫弹簧的导向轴。

6.根据权利要求5所述的型钢固定装置，其特征在于：所述导向轴的上端与所述气垫弹簧的上端固定连接，所述导向轴贯穿所述翻转固定板，且位于所述翻转固定板以下的部分设有限位螺母，通过调整所述限位螺母的位置改变所述气垫弹簧行程，最终调整所述吸盘转动的极限位置。

7.根据权利要求3所述的型钢固定装置，其特征在于：所述气垫弹簧与所述吸盘底座之间设有限位杆，以作为所述吸盘底座的下方限位。

8.根据权利要求1所述的型钢固定装置，其特征在于：所述框架的侧面连接有沿长度方向排布的多个弧形滑道，打磨完成的型钢沿所述弧形滑道滑下。

9.根据权利要求1所述的型钢固定装置，其特征在于：所述吸盘的上表面设有凹槽，以适应多种不同规格的型钢。

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