CN117324964A - 一种肋骨部件组圆装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及种肋骨部件组圆装置，包括：平台底座，所述平台底座的上端外侧设置多组周向调整机构和径向调整机构，所述周向调整机构和径向调整机构交错设置，在所述平台底座的上端外侧还设有测量机器人和余料切除和坡口加工机构；翻转机构，所述翻转机构对称设置在所述平台底座的外侧，所述翻转机构用于夹持成型圆环状的肋骨进行翻转；整体升降机构，所述整体升降机构固定设置在所述平台底座的上端外侧。本申请实施例提供的该设备，柔性制造，通用性好，即组圆装置能够自适应不同规格肋骨面板和腹板装配，并且自动装配肋骨部件，装配过程中，使用自动调整机构和测量机器人，形成闭环控制，无需人工参与装配和测量，检测精度高。

Description

一种肋骨部件组圆装置

技术领域

本申请涉及钢结构技术领域，尤其涉及一种肋骨部件组圆装置。

背景技术

肋骨圈是一种圆圈型结构，截面为T型材。肋骨圈尺度较大，直径通常在10米以上，为了节省材料，制造过程中通常将肋骨圈分为4段或5段肋骨部件，将肋骨部件在特定装置上进行装配组圆。由于肋骨圈尺度大并且装配公差要求高，所以在组圆过程中技术难度较大。

目前的肋骨部件组圆采用人工装配模式：人工使用吊车将肋骨部件吊装到装配工位；装配工具多为现场制作的临时工装，精度和效率低，耗时长；最后一块肋骨部件带有余料，余料划线定位采用传统手工划线工艺，存在人为影响误差；面板腹板调整使用局部工装压紧进行强制装配，造成工件内部存在较大应力而无法释放；测量采用卷尺等人工测量方法，存在较大误差；工件翻转以吊装为主，存在一定安全问题；辅助工装工具自动化程度低，工人劳动强度大；装配施工环境恶劣，烟尘大、噪音大，因此我们提出了一种肋骨部件组圆装置。

发明内容

本申请提供了一种肋骨部件组圆装置，以解决上述背景技术中提出问题。

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种肋骨部件组圆装置，包括：

平台底座，所述平台底座的上端外侧设置多组周向调整机构和径向调整机构，所述周向调整机构和径向调整机构交错设置，在所述平台底座的上端外侧还设有测量机器人和余料切除和坡口加工机构；

翻转机构，所述翻转机构对称设置在所述平台底座的外侧，所述翻转机构用于夹持成型圆环状的肋骨进行翻转；

整体升降机构，所述整体升降机构固定设置在所述平台底座的上端外侧；

所述肋骨设有多段，多段所述肋骨夹持在多组所述周向调整机构和所述径向调整机构内，所述整体升降机构设置于成型过程中倒数第二段肋骨的下端。

可选地，所述周向调整机构包括支架、周向驱动电机、周向滚轮和第一丝杠调节底座，所述第一丝杠调节底座的下端通过支撑座固定连接在所述平台底座的上端，所述第一丝杠调节底座的传动块上端固定连接有支架，且所述支架的上下侧对称连接有周向驱动电机，所述周向驱动电机的转轴上均套接周向滚轮。

可选地，下侧所述周向驱动电机固定连接在支架上，上侧所述周向驱动电机的下端固定连接有弹簧，所述弹簧下端固定连接在所述支架上，上侧所述周向驱动电机的上端挤压有压板，所述压板的上端通过轴承插接有螺杆，所述螺杆通过螺纹插接在支架上侧的连接板上，且所述螺杆的上端固定套接手动转盘。

可选地，所述径向调整机构包括第一调节滑轨、水平承载装置、接料板、夹紧装置、周向定位块、限位框结构，所述水平承载装置的下端滑动设置在所述第一调节滑轨上，所述第一调节滑轨固定连接在所述平台底座的上端，每组所述水平承载装置设有两个，所述水平承载装置的相反面外侧上部固定连接有接料板，所述接料板的外侧均固定连接有限位框结构，所述水平承载装置的内侧设有周向定位块，所述水平承载装置的内端上部均连接有夹紧装置，两段所述肋骨的接头处分别放置在两个水平承载装置的上端，通过所述夹紧装置夹紧定位。

可选地，所述限位框结构由连板、第二调节滑轨、滑动杆和限位杆组成，所述连板的外侧上下对称固定连接有第二调节滑轨，所述第二调节滑轨上对称滑动设有滑动杆，且滑动杆的上端均固定连接有限位杆，所述限位杆位于所述肋骨的内外侧。

可选地，所述夹紧装置有“U”形夹头和气缸组成，所述气缸固定连接在所述水平承载装置的内侧，所述气缸的传动杆上端固定连接有“U”形夹头。

可选地，所述整体升降机构包括第二丝杠调节底座、升降气缸和升降板，所述第二丝杠调节底座的下端通过支座固定连接在所述平台底座的上端，所述第二丝杠调节底座的传动板上端固定连接有所述升降气缸，所述升降气缸的传动杆上端固定连接有升降板。

可选地，所述测量机器人的机械臂端部设有线结构光测量机构，所述余料切除和坡口加工机构分别余料切割机器人和坡口打磨机器人。

可选地，所述翻转机构由径向调节座、立柱和翻转夹手机构组成，所述径向调节座的上端通过滑动轨道连接立柱的下端，所述立柱径向驱动连接第一电动伸缩杆，所述立柱的中部开有矩形滑槽，所述矩形滑槽的内部滑动连接升降装置，所述升降装置的相对端通过转动电机转动连接夹手。

可选地，所述翻转夹手机构包括减速电机、螺杆和夹手，所述升降装置的中部通过螺纹插接有螺杆，且所述螺杆的上下侧通过轴承连接在矩形滑槽上下侧，所述螺杆的上端转动连接减速电机，所述减速电机固定连接在立柱的上端，所述夹手的相对端面对称固定连接有限位夹。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例提供的该设备，柔性制造，通用性好，即组圆装置能够自适应不同规格肋骨面板和腹板装配，并且自动装配肋骨部件，装配过程中，使用自动调整机构和测量机器人，形成闭环控制，无需人工参与装配和测量，检测精度高，同时自动翻转肋骨，肋骨部件定位点焊后，需要将肋骨翻身后才能进行焊接，传统方法使用吊车进行翻身，吊装过程肋骨变形大，存在一定安全风险，自动翻转机构能够实现肋骨自动翻身，且安全性高，自动切割余料和加工坡口，最后一段肋骨部件余料能够按照程序设定自动完成切割和坡口加工，减小了工人劳动量，避免人为误操作。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种肋骨部件组圆装置整体结构图；

图2为一种肋骨部件组圆装置的平台底座及上部结构整体结构图；

图3为一种肋骨部件组圆装置的周向调整机构图；

图4为一种肋骨部件组圆装置的径向调整机构图；

图5为一种肋骨部件组圆装置的翻转机构图；

图6为一种肋骨部件组圆装置的测量机器人结构图；

图7为一种肋骨部件组圆装置的余料切除和坡口加工机构结构图。

图中：1、平台底座；2、周向调整机构；21、周向驱动电机；22、周向滚轮；23、第一丝杠调节底座；3、径向调整机构；4、整体升降机构；5、测量机器人；51、线结构光测量机构；6、翻转机构；61、立柱；62、升降装置；63、径向调节座；64、翻转夹手机构；641、减速电机；7、余料切除和坡口加工机构；71、余料切割机器人；72、坡口打磨机器人；8、肋骨；81、米字筋；9、接料板；10、夹紧装置；11、水平承载装置；12、周向定位块；13、限位框结构。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的各种实施例可以以一个范围的形式存在，应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本申请范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所述范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本申请中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。除非另有特别说明，本申请中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”具体为附图中的图面方向。另外，在本申请中，术语“包括”“包含”等是指“包括但不限于”。在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本申请中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。在本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“至少一种”、“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项个或复数项个的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项个”，或，“a,b,和c中的至少一项个”，均可以表示：a,b,c,a-b即a和b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。

如图1至图7所示，本申请实施例提供一种肋骨部件组圆装置，包括：

平台底座1，所述平台底座1的上端外侧设置多组周向调整机构2和径向调整机构3，所述周向调整机构2和径向调整机构3交错设置，在所述平台底座1的上端外侧还设有测量机器人5和余料切除和坡口加工机构7；

翻转机构6，所述翻转机构6对称设置在所述平台底座1的外侧，所述翻转机构6用于夹持成型圆环状的肋骨8进行翻转；

整体升降机构4，所述整体升降机构4固定设置在所述平台底座1的上端外侧；

所述肋骨8设有多段，多段所述肋骨8夹持在多组所述周向调整机构2和所述径向调整机构3内，所述整体升降机构4设置于成型过程中倒数第二段肋骨8的下端。

如图3所示：所述周向调整机构2包括支架、周向驱动电机21、周向滚轮22和第一丝杠调节底座23，所述第一丝杠调节底座23的下端通过支撑座固定连接在所述平台底座1的上端，所述第一丝杠调节底座23的传动块上端固定连接有支架，且所述支架的上下侧对称连接有周向驱动电机21，所述周向驱动电机21的转轴上均套接周向滚轮22。

具体而言：周向驱动电机21相应的带动周向滚轮22转动，从而能够驱动成型的肋骨发生转动，而调整位置，并且第一丝杠调节底座23通过电机启动，通过螺杆的螺纹传动，使得传动块带动支架21向内或者向外位移，从而调整周向调整机构2的位置，而满足不同尺寸肋骨8的组装。

如图3所示：下侧所述周向驱动电机21固定连接在支架上，上侧所述周向驱动电机21的下端固定连接有弹簧，所述弹簧下端固定连接在所述支架上，上侧所述周向驱动电机21的上端挤压有压板，所述压板的上端通过轴承插接有螺杆，所述螺杆通过螺纹插接在支架上侧的连接板上，且所述螺杆的上端固定套接手动转盘。

具体而言：上侧周向驱动电机21的定位通过手动转动手动转盘带动螺杆转动，从而通过压板向下挤压上侧周向驱动电机21，使得上侧周向驱动电机21的转轴上的周向滚轮22挤压在肋骨8的上端面。

如图4所示：所述径向调整机构3包括第一调节滑轨、水平承载装置11、接料板9、夹紧装置10、周向定位块12、限位框结构13，所述水平承载装置11的下端滑动设置在所述第一调节滑轨上，所述第一调节滑轨固定连接在所述平台底座1的上端，每组所述水平承载装置11设有两个，所述水平承载装置11的相反面外侧上部固定连接有接料板9，所述接料板9的外侧均固定连接有限位框结构13，所述水平承载装置11的内侧设有周向定位块12，所述水平承载装置11的内端上部均连接有夹紧装置10，两段所述肋骨8的接头处分别放置在两个水平承载装置11的上端，通过所述夹紧装置10夹紧定位。

具体而言：水平承载装置11能够沿着第一调节滑轨向内侧或者外侧位移，从而能够满足不同尺寸肋骨的组装，水平承载装置11位移至合适的位置后，通过螺栓固定其位置，接料板9能够在接料时，对接料的肋骨8进行缓冲，避免肋骨8损坏水平承载装置11的上端面，周向定位块12能够限位肋骨8放置在水平承载装置11上的位置。

如图4所示：所述限位框结构13由连板、第二调节滑轨、滑动杆和限位杆组成，所述连板的外侧上下对称固定连接有第二调节滑轨，所述第二调节滑轨上对称滑动设有滑动杆，且滑动杆的上端均固定连接有限位杆，所述限位杆位于所述肋骨8的内外侧。

具体而言：肋骨8放置在两个限位杆之间，通过手动调节滑动杆在第二调节滑轨上的位置后，通过螺栓紧固固定，从而能够调整两个限位杆之间的距离。

如图4所示：所述夹紧装置10有“U”形夹头和气缸组成，所述气缸固定连接在所述水平承载装置11的内侧，所述气缸的传动杆上端固定连接有“U”形夹头。

具体而言：气缸能够驱动“U”形夹头向上或者向下位移，“U”形夹头向下位移能够挤压夹紧肋骨8，向上位移即可松开肋骨8，并且U”形夹头还能够进行翻转。

如图1和图4所示：所述整体升降机构4包括第二丝杠调节底座、升降气缸和升降板，所述第二丝杠调节底座的下端通过支座固定连接在所述平台底座1的上端，所述第二丝杠调节底座的传动板上端固定连接有所述升降气缸，所述升降气缸的传动杆上端固定连接有升降板。

具体而言：第二丝杠调节底座通过电机驱动，使得第二丝杠调节底座的传动板位移，而带动升降气缸和升降板位移，使得升降气缸和升降板位移至合适的位置，启动升降气缸带动升降板向上位移，从而机会向上整体抬高倒数第二段肋骨8部件。

如图6和图7所示：所述测量机器人5的机械臂端部设有线结构光测量机构51，所述余料切除和坡口加工机构7分别余料切割机器人71和坡口打磨机器人72。

具体而言：测量机器人5、余料切割机器人71和坡口打磨机器人72均采用市场上现有的机器人设备，为现有技术。

如图5所示：所述翻转机构6由径向调节座63、立柱61和翻转夹手机构64组成，所述径向调节座63的上端通过滑动轨道连接立柱61的下端，所述立柱61径向驱动连接第一电动伸缩杆，所述立柱61的中部开有矩形滑槽，所述矩形滑槽的内部滑动连接升降装置62，所述升降装置62的相对端通过转动电机转动连接夹手。

具体而言：径向调节座63上设置的第一电动伸缩杆能够驱动两个立柱61相对或者相反为位移，相对位移时，且翻转夹手机构64的夹手处于水平状态，能够夹持两个立柱61之间的成型肋骨8，并且需要进行翻转时，转动电机就会带动夹手转动，从而使得夹手之间的成型肋骨8进行翻转。

如图1和图5所示：所述翻转夹手机构64包括减速电机641、螺杆和夹手，所述升降装置62的中部通过螺纹插接有螺杆，且所述螺杆的上下侧通过轴承连接在矩形滑槽上下侧，所述螺杆的上端转动连接减速电机641，所述减速电机641固定连接在立柱61的上端，所述夹手的相对端面对称固定连接有限位夹。

具体而言：减速电机641能够正反转动，减速电机641的正反转动能够带动螺杆的正反转动，而螺杆的正反转动能够驱动升降装置62上下位移，从而带动夹手向下位移，限位夹能够限位夹持成型后的圆环状肋骨8。

设备在使用时，径向调整机构3和周向调整机构2移动到合适的接料位置，夹紧抓手打开，接料板9上升，翻身机构6后退，实现系统复位；

第一段肋骨8部件吊装上料，肋骨8的面板沿竖直方向放置，腹板沿水平方向放置在接料板9，实现接料缓冲，肋骨8腹板落在径向调整机构3的水平承载装置11上，实现水平定位，然后周向调整机构2调整肋骨部件周向位置，至肋骨8挤压周向定位块，实现周向定位，径向调整机构3调整径向位置，实现径向定位，之后测量机器人5进行测量，实现测量微调，径向调整机构3的夹紧装置10向下位移夹紧肋骨8；

其它段的肋骨8部件参照第一段肋骨8调整过程，周向定位按照前一根肋骨8部件端面为基准，调整前需要使用测量机器人5扫描测量，实现焊缝调整，在倒数第二段肋骨8参照第一段肋骨8调整过程，倒数第二段肋骨8部件定位完成后，测量机器人5移动到指定位置，对肋骨8部件悬空端进行扫描，采集端面划线位置，作为最后一段肋骨部件余量检测划线的基准，实现划线基准定位；

整体升降机构4整体抬高倒数第二段肋骨8部件，最后一段肋骨8部件吊装上料，放置于第一段肋骨8部件拼接位置，调整方法与其它肋骨8部件方法一致；

测量机器人5对最后一段肋骨8部件悬空端面进行扫描划线，以倒数第二段肋骨8部件悬空端面划线位置为基准，实现余料划线，余料切除和坡口加工机构7进行余料切割和开坡口，余料切割和开坡口完成后，倒数第二段肋骨8部件下降重新组圆装配，之后通过测量机器人5进行技术参数检测，根据测量机器人5检测参数，然后对各段肋骨8进行微调，保证腹板高度，实现肋骨部件装配组圆，然后对肋骨8部件接合位置定位点焊；

最后翻身机构6向下位移，在夹手的限位夹与上端面电焊成型的圆环肋骨8外侧面位移同一面时，夹手相对位移，抓住肋骨腹板，使得夹手向上位移至指定的高度，然后使得夹手在空中翻转180度，第一次翻身时，肋骨圈需要安装米字筋81，防止肋骨8部件在空中变形解体，之后在对于翻转后的肋骨向下位移回到原来的位置，再次通过夹紧装置10对肋骨进行夹紧，再次对翻转后的肋骨8部件接合位置进行焊接，二次焊接完成后，圆环状的肋骨8空中翻身，第二次可不带米字筋，再次焊接完后进行检测与调整，实现肋骨部件组圆。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本申请中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本申请所示的这些实施例，而是要符合与本申请所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种肋骨部件组圆装置，其特征在于，包括：

平台底座(1)，所述平台底座(1)的上端外侧设置多组周向调整机构(2)和径向调整机构(3)，所述周向调整机构(2)和径向调整机构(3)交错设置，在所述平台底座(1)的上端外侧还设有测量机器人(5)和余料切除和坡口加工机构(7)；

翻转机构(6)，所述翻转机构(6)对称设置在所述平台底座(1)的外侧，所述翻转机构(6)用于夹持成型圆环状的肋骨(8)进行翻转；

整体升降机构(4)，所述整体升降机构(4)固定设置在所述平台底座(1)的上端外侧；

所述肋骨(8)设有多段，多段所述肋骨(8)夹持在多组所述周向调整机构(2)和所述径向调整机构(3)内，所述整体升降机构(4)设置于成型过程中倒数第二段肋骨(8)的下端。

2.根据权利要求1所述的肋骨部件组圆装置，其特征在于：所述周向调整机构(2)包括支架、周向驱动电机(21)、周向滚轮(22)和第一丝杠调节底座(23)，所述第一丝杠调节底座(23)的下端通过支撑座固定连接在所述平台底座(1)的上端，所述第一丝杠调节底座(23)的传动块上端固定连接有支架，且所述支架的上下侧对称连接有周向驱动电机(21)，所述周向驱动电机(21)的转轴上均套接周向滚轮(22)。

3.根据权利要求2所述的肋骨部件组圆装置，其特征在于：下侧所述周向驱动电机(21)固定连接在支架上，上侧所述周向驱动电机(21)的下端固定连接有弹簧，所述弹簧下端固定连接在所述支架上，上侧所述周向驱动电机(21)的上端挤压有压板，所述压板的上端通过轴承插接有螺杆，所述螺杆通过螺纹插接在支架上侧的连接板上，且所述螺杆的上端固定套接手动转盘。

4.根据权利要求1所述的肋骨部件组圆装置，其特征在于：所述径向调整机构(3)包括第一调节滑轨、水平承载装置(11)、接料板(9)、夹紧装置(10)、周向定位块(12)、限位框结构(13)，所述水平承载装置(11)的下端滑动设置在所述第一调节滑轨上，所述第一调节滑轨固定连接在所述平台底座(1)的上端，每组所述水平承载装置(11)设有两个，所述水平承载装置(11)的相反面外侧上部固定连接有接料板(9)，所述接料板(9)的外侧均固定连接有限位框结构(13)，所述水平承载装置(11)的内侧设有周向定位块(12)，所述水平承载装置(11)的内端上部均连接有夹紧装置(10)，两段所述肋骨(8)的接头处分别放置在两个水平承载装置(11)的上端，通过所述夹紧装置(10)夹紧定位。

5.根据权利要求4所述的肋骨部件组圆装置，其特征在于：所述限位框结构(13)由连板、第二调节滑轨、滑动杆和限位杆组成，所述连板的外侧上下对称固定连接有第二调节滑轨，所述第二调节滑轨上对称滑动设有滑动杆，且滑动杆的上端均固定连接有限位杆，所述限位杆位于所述肋骨(8)的内外侧。

6.根据权利要求4所述的肋骨部件组圆装置，其特征在于：所述夹紧装置(10)有“U”形夹头和气缸组成，所述气缸固定连接在所述水平承载装置(11)的内侧，所述气缸的传动杆上端固定连接有“U”形夹头。

7.根据权利要求1所述的肋骨部件组圆装置，其特征在于：所述整体升降机构(4)包括第二丝杠调节底座、升降气缸和升降板，所述第二丝杠调节底座的下端通过支座固定连接在所述平台底座(1)的上端，所述第二丝杠调节底座的传动板上端固定连接有所述升降气缸，所述升降气缸的传动杆上端固定连接有升降板。

8.根据权利要求1所述的肋骨部件组圆装置，其特征在于：所述测量机器人(5)的机械臂端部设有线结构光测量机构(51)，所述余料切除和坡口加工机构(7)分别余料切割机器人(71)和坡口打磨机器人(72)。

9.根据权利要求1所述的肋骨部件组圆装置，其特征在于：所述翻转机构(6)由径向调节座(63)、立柱(61)和翻转夹手机构(64)组成，所述径向调节座(63)的上端通过滑动轨道连接立柱(61)的下端，所述立柱(61)径向驱动连接第一电动伸缩杆，所述立柱(61)的中部开有矩形滑槽，所述矩形滑槽的内部滑动连接升降装置(62)，所述升降装置(62)的相对端通过转动电机转动连接夹手。

10.根据权利要求9所述的肋骨部件组圆装置，其特征在于：所述翻转夹手机构(64)包括减速电机(641)、螺杆和夹手，所述升降装置(62)的中部通过螺纹插接有螺杆，且所述螺杆的上下侧通过轴承连接在矩形滑槽上下侧，所述螺杆的上端转动连接减速电机(641)，所述减速电机(641)固定连接在立柱(61)的上端，所述夹手的相对端面对称固定连接有限位夹。