CN116493436A - 矫平装置及包含其的复合矫平方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矫平装置及包含其的复合矫平方法，所述矫平装置包括有控制机构、电磁加热机构和压平机构，所述控制机构分别与所述电磁加热机构和所述压平机构电连接。本发明通过电磁加热机构和压平机构配合，通过电磁加热机构对待矫工件的待矫区域进行加热后，因电磁加热本身能够对于待矫工件进行冷却矫平，并且通过将加热后的待矫工件通过压平机构压平，以在一次加热过程中就完成对于待矫工件的矫平工作，减少矫平过程中对于待矫工件的多次加热，反复拉伸所导致的材料自身硬化，力学性能变差且多次矫平后待矫工件的表面依然存在凹凸不平的情况。

Description

矫平装置及包含其的复合矫平方法

技术领域

本发明涉及邮轮制造领域，特别涉及一种矫平装置及包含其的复合矫平方法。

背景技术

高频矫平是控制大型邮轮建造过程中薄板结构变形的一种工艺方法。根据电磁感应定律，当一个导体处于变化的磁场或相对于磁场运动时，在导体内部将会产生感应电流。在现有的矫平装置中，一般采用电磁加热机构对于待矫工件进行矫平，电磁加热机构包括有交流电源和感应线圈，交流电源通过感应线圈产生高速变化的磁场，待矫工件处于该磁场中，工件内部产生大量涡流，流经电阻，电能转化为热能即焦耳热并使得待矫工件温度快速升高甚至热透，待矫工件沿竖直方向发生热膨胀，经冷却后待矫工件各个方向发生收缩使得膨胀后的部分待矫工件受拉力而实现矫平。但是电磁加热机构在对于变形较大的部分待矫工件进行矫平时需要多次矫平，即多次加热导致矫平耗时较长，也就是薄板加工周期增加，并且由于待矫工件多次加热导致自身材料出现硬化，即多次加热后的待矫工件的表面依然存在沿竖直方向的形变，对后期喷漆等产生不利影响，进而影响船舶的美观性。因此，需要一种矫平装置来解决上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的矫平装置矫平效果较差的缺陷，提供一种矫平装置及包含其的复合矫平方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种矫平装置，所述矫平装置包括有控制机构、电磁加热机构和压平机构，所述控制机构分别与所述电磁加热机构和所述压平机构电连接。

在本方案中，压平机构用于在电磁加热机构将待矫工件加热后，待矫工件受热自身产生膨胀后，通过压平机构进行压平，以使得待矫工件平整，相比于单纯采用电磁加热机构多次加热后其表面依然存在凹凸不平的设备，该矫平装置能够缩短矫平时间，提高矫平效率和矫平效果，同时，避免多次加热后导致的待矫工件自身材料力学性能变差的问题，保障待矫工件的结构强度符合使用需求。

较佳地，所述压平机构包括有底座、驱动机构和压板，所述驱动机构的一端与所述底座连接，所述驱动机构的另一端与压板连接。

在本方案中，压平机构包括有压板，压板用于与待矫工件被加热的表面接触，而压平机构中的底座和驱动机构用于提供给压板以支撑并且驱动压板移动，实现压平机构对于待矫工件的矫平工作。

较佳地，所述驱动机构包括有液压伸缩杆。

在本方案中，采用液压伸缩杆其压平精度更高，待矫工件的矫平效果更佳。

较佳地，所述压平机构还包括有压力传感器，所述压力传感器设置于所述压板朝向待矫平结构一侧的表面。

在本方案中，压板上设置有压力传感器，压力传感器位于压板与待矫工件接触的表面，通过压力传感器对于压板施加于待矫工件的表面的压力进行监测，以避免压坏待矫工件。

较佳地，所述压板的材料为石英板。

在本方案中，压板采用石英板制成，因石英板自身耐高温的特性，能够避免被电磁加热机构所加热的待矫工件的表面高温熔化部分压板，防止因部分压板熔化导致的压板表面凹凸不平，进一步提高矫平效果。

较佳地，所述电磁加热机构包括有交流电源和与所述交流电源电连接的感应线圈。

在本方案中，交流电源与感应线圈电连接并对于待矫工件形成磁场，当待矫工件处于该磁场中，对于待矫工件内部产生大量涡流，流经电阻，电能转化为热能即焦耳热并使得待矫工件温度快速升高甚至热透，使得待矫工件沿竖直方向发生热膨胀，即电磁矫平待矫工件，并与压平机构相配合以快速实现待矫工件的矫平，减少矫平所需时间，提高矫平效率。

较佳地，所述电磁加热机构还包括有用于识别待矫平结构的感应设备。

在本方案中，感应设备能够感应被电磁加热机构所加热的待矫工件的待矫区域，避免压平机构压向尚未加热的待矫工件的其他区域，提高矫平精度和矫平效率。

一种复合矫平方法，所述复合矫平方法采用如上述所述的矫平装置实现，所述复合矫平方法包括以下步骤：

S1、沿竖直方向对待矫平区域进行电磁加热；

S2、将加热后的所述待矫平区域沿竖直方向进行压平。

在本方案中，将电磁加热对于待矫工件的矫平与压平待矫工件进行矫平相结合，首先通过电磁加热机构对于待矫工件进行加热，待矫工件受热沿竖直方向膨胀且待矫工件未被加热部分对碰撞部分形成有拉力，加热后待矫工件受室温冷却时膨胀部分受拉力复位并进行矫平的同时，通过压平机构同步压平膨胀部分使得待矫工件快速实现矫平，且待矫工件的自身材料性能不受影响，矫平效果更佳，矫平周期缩短。

较佳地，在步骤S1之前还包括以下步骤：将待矫平区域的边缘沿水平方向固定。

在本方案中，将待矫工件的边缘沿水平方向固定且待矫区域对应电磁加热机构进行加热，待矫工件的边缘也就是未被电磁加热机构加热的区域，将该区域进行固定能够使得区别于加热区域此处不产生竖直方向的膨胀，并且与加热后的膨胀形变之间形成拉力以将膨胀部分拉平，即电磁加热对于待矫工件进行拉平。

较佳地，在步骤S1中还包括以下步骤：将交流电源与感应线圈接通。

在本方案中，将交流电源与感应线圈接通，即接通电磁加热机构对于待矫工件进行加热，加热后的待矫工件再通过压平机构进行有效压平，实现复合矫平以减少矫平所需时间。

本发明的积极进步效果在于：本发明通过电磁加热机构和压平机构配合，通过电磁加热机构对待矫工件的待矫区域进行加热后，因电磁加热本身能够对于待矫工件进行冷却矫平，并且通过将加热后的待矫工件通过压平机构压平，以在一次加热过程中就完成对于待矫工件的矫平工作，减少矫平过程中对于待矫工件的多次加热，反复拉伸所导致的材料自身硬化，力学性能变差且多次矫平后待矫工件的表面依然存在凹凸不平的情况。

附图说明

图1为本发明一实施例的矫平装置的结构示意图。

附图标记说明：

电磁加热机构1

感应线圈11

感应设备12

压平机构2

底座21

驱动机构22

压板23

压力传感器24

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

本实施例提供了一种矫平装置，具体结构如图1所示，其中，矫平装置包括有控制机构(图中未示出)、电磁加热机构1和压平机构2，控制机构分别与电磁加热机构1和压平机构2电连接，并且控制机构用于传递信号并相应开启或关闭电磁加热机构1和压平机构2。

具体地，电磁加热机构1能够使得自身在被控制机构开启后形成磁场，待矫工件在需要矫平并置于该磁场内时，由于待矫工件自身具有导电性，即待矫工件为导体，待矫工件内部受磁场影响而产生大量涡流，涡流在流经待矫工件时因待矫工件自身具有电阻而使得电能转化为热能，也就是焦耳热，进而使得待矫工件受热发生膨胀，由于电磁加热机构1沿竖直方向对于待矫工件进行加热，进而使得待矫工件的膨胀方向也为沿竖直方向进行，并且，电磁加热机构1对于待矫工件为局部加热，而未被加热的待矫工件的边缘则采用现有技术中矫平固定的方式进行固定，未被加热的部分待矫工件对于受热膨胀后的待矫区域所产生的形变因材料自身结构强度的原因形成有收缩拉力，该收缩拉力在待矫工件冷却时将受热的待矫工件拉直并实现矫平，此为现有技术，在此不做过多赘述。电磁加热机构1和压平机构2沿水平方向依次设置，通过电磁加热机构1对于待矫工件进行加热后，再通过压平机构2对于待矫工件的膨胀部分进行压平，使得待矫工件在一次受热后即可实现有效矫平，通过压平机构2进行压平，以使得待矫工件的表面更加平整，相比于单纯采用电磁加热机构1多次加热后其表面依然存在凹凸不平的设备，该矫平装置能够缩短矫平时间，提高矫平效率和矫平效果，同时，一次加热后即可完成对于待矫工件的矫平能够避免多次加热后导致的待矫工件自身材料力学性能变差的问题，保障待矫工件的结构强度符合使用需求。

进一步地，压平机构2包括有底座21、驱动机构22和压板23，底座21用于承载驱动机构22和压板23，底座21为平面板材且位于压板23的上方，底座21与压板23之间设置有驱动机构22，驱动机构22用于沿竖直方向作往复运动，进而驱动压板23对待矫工件沿竖直方向的膨胀部分进行压平，实现对待矫工件的有效矫平。

其中，压板23为平面板材且用于与待矫工件接触的一侧表面沿水平方向平齐设置，在对待矫工件进行矫平时，首先通过电磁加热机构1对于待矫工件的待矫区域进行加热，受热后待矫区域发生膨胀形变，并在室温下受收缩拉力而逐步进行矫平，此时将压板23通过驱动机构22沿竖直方向与待矫工件接触并将加热后的待矫工件进行矫平，以实现一次加热待矫工件即可对于待矫工件的矫平工作，通过减少矫平次数来提高矫平效率。

在本实施例中，驱动机构22包括有液压伸缩杆，液压伸缩杆的伸出端与压板23远离待矫工件的一侧表面固定连接，液压伸缩杆与控制机构电连接，以接收控制机构传递的电信号并启动压板23对待矫工件进行矫平。采用液压伸缩杆首先其驱动压板23的精度相应提高，进而使得压平精度更高，待矫工件的矫平效果更佳，其次，液压伸缩杆能够与控制机构电连接，取代人工开启或关闭驱动机构22，以提高矫平装置的自动化率，进一步提高矫平效率。

在本实施例中，压平机构2还包括有压力传感器24，压力传感器24设置于压板23朝向待矫平工件一侧的表面。压力传感器24与控制机构电连接并反馈压板23挤压待矫平工件上的压力，避免压力过大导致待矫平工件上出现应力变形，即压坏待矫平工件。压力传感器24采用现有技术中用于监测压力大小的传感器，此为现有技术，在此不做过多赘述。

进一步地，本实施例中的压板23的材料为石英板，首先压板23为平面板材，压板23靠近待矫工件的一侧表面沿水平方向平齐设置，而压板23靠近待矫工件的一侧表面上贴附有石英板，石英板靠近待矫工件的一侧表面同样沿水平方向平齐设置，因石英板自身耐高温的特性，能够避免被电磁加热机构1所加热的待矫工件的表面高温熔化部分压板23，防止因部分压板23熔化导致的压板23表面凹凸不平所导致的矫平效果不佳的情况，进一步提高矫平效果。

本实施例中的电磁加热机构1包括有交流电源(图中未示出)和与交流电源电连接的感应线圈11，交流电源和感应线圈11采用现有技术中用于电磁加热待矫工件的结构，在此不做过多赘述。感应线圈11沿竖直方向设置于待矫工件的上方，控制机构在待矫工件置于感应线圈11的下方时将交流电源与感应线圈11接通以实现对于待矫工件的电磁加热。

在本实施例中，电磁加热机构1还包括有用于识别待矫工件的感应设备12，首先电磁加热机构1和压平机构2均设置于感应设备12内，也就是说感应设备12还起到支撑电磁加热机构1和压平机构2的作用，其次感应设备12用于识别进入该矫平装置的待矫工件，进而将信号传递至控制机构，控制机构根据感应设备12所识别的待矫工件的待矫区域以接通电磁加热机构1进行电磁加热，进一步地，感应设备12能够感应被电磁加热机构1所加热的待矫工件的待矫区域，避免压平机构2压向尚未加热的待矫工件的其他区域，提高矫平精度和矫平效率。感应设备12的工作原理和结构属于现有技术，在此不做过多赘述。

本实施例还提供了一种复合矫平方法，该复合矫平方法采用上述的矫平装置实现，具体包括以下步骤：

S1、沿竖直方向对待矫平区域进行电磁加热；

S2、将加热后的待矫平区域沿竖直方向进行压平。

首先，将待矫工件置于矫平装置的下方，并且将待矫工件的待矫区域对应电磁加热机构1，进而通过感应设备12感应到待矫工件并通过控制机构开启电磁加热机构1，实现沿竖直方向对待矫平区域进行电磁加热，待矫工件受热沿竖直方向膨胀，之后再将矫平装置移动并使得压平机构2对应于待矫工件的正上方，并将加热后的待矫工件沿竖直方向进行压平，此时待矫工件本身受室温冷却下逐步出现收缩拉力并矫平，同时通过压平机构2进一步沿水平方向将待矫工件进行压平，将电磁加热对于待矫工件的矫平与压平待矫工件进行复合矫平，电磁加热矫平与压平相结合以在对待矫工件一次加热后快速实现矫平，且由于加热次数少，待矫工件的自身材料性能不受多次重复加热影响，矫平效果更佳，矫平周期缩短。

进一步地，在步骤S1之前还包括以下步骤：将待矫平区域的边缘沿水平方向固定。

具体地，待矫工件的待矫区域为局部区域，而待矫工件的剩余部分即待矫工件的边缘区域，通过将边缘区域沿水平方向进行固定且待矫区域对应电磁加热机构1进行加热，受电磁加热的待矫区域相比于边缘区域出现沿竖直方向的膨胀形变，而未受热的边缘区域则不会出现形变，固定后的边缘区域与膨胀形变部分之间因材料结构原因产生拉力，该拉力在待矫工件受室温冷却后会将膨胀形变部分沿未出现形变的水平拉平，即收缩拉力对待矫工件进行矫平，通过将边缘区域进行固定，以使得待矫工件在通过压平机构2压平前还能通过室温冷却并自身收缩进行矫平，以进一步减少压平机构2在对待矫工件实现完全矫平时的矫平难度，缩短矫平周期。

在本实施例中，在步骤S1中还包括以下步骤：将交流电源与感应线圈11接通，通过将交流电源与感应线圈11接通，即接通电磁加热机构1对于待矫工件进行加热，再将加热后的待矫工件再通过压平机构2进行有效压平，以此减少待矫工件在矫平过程中的加热次数，相比于单纯采用电磁加热的方式对于待矫工件进行矫平来说，加热次数减少并实现复合矫平以减少矫平所需时间。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种矫平装置，其特征在于，所述矫平装置包括有控制机构、电磁加热机构和压平机构，所述控制机构分别与所述电磁加热机构和所述压平机构电连接。

2.如权利要求1所述的矫平装置，其特征在于，所述压平机构包括有底座、驱动机构和压板，所述驱动机构的一端与所述底座连接，所述驱动机构的另一端与压板连接。

3.如权利要求2所述的矫平装置，其特征在于，所述驱动机构包括有液压伸缩杆。

4.如权利要求2所述的矫平装置，其特征在于，所述压平机构还包括有压力传感器，所述压力传感器设置于所述压板朝向待矫平结构一侧的表面。

5.如权利要求2所述的矫平装置，其特征在于，所述压板的材料为石英板。

6.如权利要求1所述的矫平装置，其特征在于，所述电磁加热机构包括有交流电源和与所述交流电源电连接的感应线圈。

7.如权利要求6所述的矫平装置，其特征在于，所述电磁加热机构还包括有用于识别待矫平结构的感应设备。

8.一种复合矫平方法，所述复合矫平方法采用如权利要求1-7的任意一项所述的矫平装置实现，其特征在于，所述复合矫平方法包括以下步骤：

S1、沿竖直方向对待矫平区域进行电磁加热；

S2、将加热后的所述待矫平区域沿竖直方向进行压平。

9.如权利要求8所述的复合矫平方法，其特征在于，在步骤S1之前还包括以下步骤：将待矫平区域的边缘沿水平方向固定。

10.如权利要求8所述的复合矫平方法，其特征在于，在步骤S1中还包括以下步骤：将交流电源与感应线圈接通。