CN207874266U - 一种用于机器臂法兰校准系统的法兰固定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型描述了一种用于机器臂法兰校准系统的法兰固定装置，固定装置包括连接面板导轨和双向丝杆，双向丝杆通过支架与连接面板导轨相连，双向丝杆上设置有两个对称设置的滑块；连接面板导轨上设有与滑块相配合的导向机构，滑块上设有与导向机构相配合的滑块卡条；双向丝杆的一端设有调节手轮；滑块带设有一双锥体螺母，滑块的一侧设有螺纹杆，双锥体螺母设有与螺纹杆相配合的双锥体螺纹孔，螺纹杆穿过法兰螺孔并与双锥体螺母配合对法兰进行固定。本实用新型所述的固定装置，减少了加工后的管子与两端法兰焊接时的偏差校准误差，不会在上船安装时出现二法兰面产生喇叭口和螺孔偏差，满足管子安装工艺和连接工艺，解决了船厂的现校管安装精准性问题。

Description

一种用于机器臂法兰校准系统的法兰固定装置

技术领域

本实用新型涉及材料成型自动化的技术领域，尤其涉及一种用于机器臂法兰校准系统的法兰固定装置，具体来说是一种船舶合拢管制作时管子与法兰精准装配的法兰固定装置。

背景技术

船舶在分段，总段合拢及管系和设备连接时，连接的管系需要采用合适的短管进行连接，这些需要连接的管系被称为现场校对管。

由于积累误差，往往实际建造在分段，总段合拢及管系和设备连接时与原设计管子图纸无法匹配，现阶段国内船厂在处理合拢连接问题上通常采用的常规的现校管制造方法为：应用传统的现校管加工工艺，对待合拢管进行打样和法兰匹配，并用角铁将匹配法兰电焊定位，以此作为合拢管加工的尺寸模型件，再下船按模型件加工管子；或预先加工管子再上船对所加工的管子现场修割、点焊，下船完成管子焊接。

目前有部分船厂应用新的现校管测量加工工艺，通过现场测量的方法绘制管子加工图，工人再按图加工。此方法改变了原有的现校管加工工艺，提高了效率、节约了大量管子加工的辅助材料，但由于人工加工管子和法兰校对时，无法做到精准校对加工，上船安装时管子连接端二法兰面会产生喇叭口和螺孔偏差，导致无法安装，需要现场修割再下船返工，同样导致浪费人力和物力，极大的延长船舶建造时间。

因此，现在市面上急需要一种可以解决上述问题的固定装置，可以起到管子与法兰的精确定位和装配，降低人工和材料成本。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于机器臂法兰校准系统的法兰固定装置，通过设置导轨、双向丝杆和滑块的多种配合，旨在现校管时提供管子与法兰的精准校对，减少偏差。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种用于机器臂法兰校准系统的法兰固定装置，所述的固定装置包括连接面板导轨和设在连接面板导轨一侧的双向丝杆，双向丝杆通过设置于双向丝杆两端的支架与连接面板导轨相连，双向丝杆上设置有两个对称设置的滑块；连接面板导轨上设有与滑块相配合的导向机构，用以引导滑块沿着连接面板导轨进行滑动，滑块上设有与导向机构相配合的滑块卡条；双向丝杆的一端设有调节手轮，用以同时调节两个滑块在双向丝杆上的移动距离；所述的滑块带设有一双锥体螺母，滑块的一侧设有螺纹杆，所述的双锥体螺母设有与螺纹杆相配合的双锥体螺纹孔，所述的螺纹杆穿过法兰螺孔并与双锥体螺母配合对法兰进行固定。

优选的，所述的连接面板导轨包括一导轨和贴设于导轨侧面的连接面板，所述的导轨设置于连接面板的横向中心线处，连接面板上设有通孔，所述的通孔两两一组沿着导轨对称设置，连接面板的上、下两端高，左、右两端低，连接面板设置于导轨的中部位置；导轨的上、下侧面分别设有一导向机构，所述的导向机构包括一方形凹槽和设置于方形凹槽内的半圆形卡槽，导轨的两端分别设有一组沉头螺栓通孔；所述的导轨与双向丝杆之间设有间隙，所述的间隙恰使滑块可以滑动。

优选的，所述的滑块包括板状的本体和与本体相连的柱体，柱体上设有一贯穿柱体的丝杆螺纹孔，滑块的一端设有一向外凸起的螺纹杆，另一端设有导轨连接部，所述的螺纹杆与板状的本体相连，导轨连接部与柱体相连；所述的导轨连接部包括一组沿着柱体上、下对称设置的外扩型支架，用于和导轨的外壁相卡和，外扩型支架的内壁设有一组对应的滑块卡条，所述的滑块卡条与导向机构相配合，滑块卡条为半圆形凸条状结构。

优选的，所述的双锥体螺母由小锥体、大锥体和圆柱体同轴拼合而成，小锥体的锥面与大锥体的锥面拼合后形成一个拼合角度；小锥体的锥面与大锥体的锥面拼合后形成一个固定安装面，该固定安装面与法兰螺孔之间形成固定安装；小锥体和大锥体轴心处设有共用的双锥体螺纹孔，大锥体的一端连接有一圆柱体，该双锥体螺纹孔用以联通圆柱体和大、小锥体并且贯穿圆柱体和大、小锥体，所述的双锥体螺纹孔与滑块相配合用以固定法兰；圆柱体外圈设有防掉卡槽螺纹，圆柱体外套设有一与圆柱体直径相配合的防掉卡槽螺纹帽，防掉卡槽螺纹帽设有螺纹帽螺纹孔。

进一步，板状本体的上部设有防掉链螺纹孔，滑块与双锥体螺母之间通过链条连接，所述的链条一端设置于防掉链螺纹孔中，另一端与双锥体螺母相连。

进一步，所述的支架的一侧设有安装槽，用以与轨道的外形相配合，安装槽的内侧设有用以安装的支架螺纹孔，该支架螺纹孔恰与轨道的外壁相配合，通过设置于支架螺纹孔内的支架螺栓使得支架与轨道固定连接；支架设有贯穿支架的丝杆安装孔，所述的丝杆安装孔内设有用以固定双向丝杆的固定轴承。

进一步，所述的双向丝杆包括设在其两端的同向丝杆，两根同向丝杆之间通过一圆柱形连接杆相连，所述的连接杆直径小于同向丝杆的直径。

更进一步，双向丝杆的上、下侧面分别设有一组对称设置的防尘罩，所述的对称设置的防尘罩上、下组合后内部形成空腔。

更进一步，所述的旋转手轮设有手轮中心圆孔，双向丝杆的一端固定于手轮中心圆孔中。

相对于现有技术，本实用新型的技术方案除了整体技术方案的改进，还包括很多细节方面的改进，具体而言，具有以下有益效果：

1、本实用新型所述的改进方案，所述的法兰固定装置包括连接面板导轨和双向丝杆,两者之间设置可沿双向丝杆同步运动的一组滑块，所述的滑块设置于双向丝杆的两端，在调节手轮的转动下，滑块在导轨的引导下沿着双向丝杆精确运行，保证两个滑块之间的距离恰与需要安装的法兰的螺孔中心间距相同，保证了后续法兰安装的精度和良好的匹配度，减少了安装偏差，提高了人工效率和工程进度；

2、本实用新型的技术方案的滑块上配合连接有一双锥体螺母，该双锥体螺母由于设有两个不同锥度的大、小锥体，因此可以适应不同规格尺寸法兰安装，小锥体的锥面与大锥体的锥面拼合后形成一个固定安装面，通过螺纹杆旋设于双锥体螺母的螺纹孔中，使得该固定安装面与法兰螺孔之间形成有效固定装配，保证了法兰的有效固定，同时该种固定又是可微调的，这就保证了后续法兰与管子之间的配合可调性，简便了安装流程，减少了安装偏差；

3、本实用新型的连接面板导轨设有连接面板和导轨部分，为法兰的固定和安装提供按有效的强度支撑，同时设有导向机构，使得滑块能够精确运动，进一步帮助法兰的有效定位；

4、本实用新型所述的固定装置，减少了加工后的管子与两端法兰焊接时的偏差校准误差，不会在上船安装时出现二法兰面产生喇叭口和螺孔偏差，满足管子安装工艺和连接工艺，解决了船厂的现校管安装精准性问题。

附图说明

图1是本实用新型所述的法兰固定装置的分散结构示意图。

图2是本实用新型所述的连接面导轨结构示意图。

图3是本实用新型所述的连接面导轨剖视图。

图4是图3中A部的放大示意图。

图5是本实用新型双锥体螺母的分散结构剖视图。

图6是本实用新型所述的滑块的剖视图。

图7是图6中B部的放大示意图。

图8是本实用新型的支架结构示意图。

附图标记：

1 连接面导轨、2双向丝杆、3滑块、4调节手轮、5双锥体螺母、6防尘罩、7支架；

10通孔、11半圆形卡槽、12导轨、13沉头螺栓通孔；

31滑块本体、32柱体、33丝杠螺纹孔、34螺纹杆、35外扩型支架、36滑块卡条、37防掉链螺纹孔；

51小锥体、52大锥体、53圆柱体、54防掉链卡槽螺纹、55双锥体螺纹孔、56防掉链卡槽螺纹帽、57螺纹帽螺纹孔；

71安装槽、71支架螺纹孔、72丝杆安装孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了一种用于机器臂法兰校准系统的法兰固定装置，参考图1中，该法兰固定装置用以固定并调节所需要安装的法兰，法兰端面设有用以安装的法兰螺孔，其与现有技术的区别在于：所述的固定装置包括连接面板导轨和设在连接面板导轨一侧的双向丝杆，双向丝杆通过设置于双向丝杆两端的支架与连接面板导轨相连，双向丝杆上设置有两个对称设置的可沿双向丝杆进行同步滑动的滑块，这样不仅能保证手轮转动时的有效动作，也可以保证精度和调试速度，使得两块滑块永远沿着双向丝杆的纵向中心线等速、等距离进行移动。

进一步，连接面板导轨上设有与滑块相配合的导向机构，用以引导滑块沿着连接面板导轨进行滑动，滑块上设有与导向机构相配合的滑块卡条，这里的导向机构与滑块卡条是过渡配合，两者之间的公差配合范围小于等于10丝，这就用双重矫正力来保证滑块的有效、平稳滑动，减少滑块在滑动中可能产生的倾斜、颠覆动作，减少误差，提高精度，为后续的法兰定位提供保证。

进一步，双向丝杆的一端设有调节手轮，用以同时调节两个滑块在双向丝杆上的移动距离，这里的移动方式是指两个同时相向而行或者同时相背而行，保证整个固定装置的中垂线位置不变，装置平衡性得到有效保证。

同时，所述的滑块带设有一双锥体螺母，滑块的一侧设有螺纹杆，所述的双锥体螺母设有与螺纹杆相配合的双锥体螺纹孔，所述的螺纹杆穿过法兰螺孔并与双锥体螺母配合对法兰进行固定，这里的法兰固定采用双重固定法，其一，法兰的螺孔中穿过螺纹杆，螺纹杆与螺孔配合进行相对固定，同时螺纹杆上套设有双锥体螺母，通过双锥体螺母的双锥面与螺孔进行进一步固定，同时这样固定是可微调的，这就保证了法兰的安装进度，同时该安装位置是可以调整的，也就保证了法兰与管子的连接更为便捷，高效。

因此，本实用新型减少了加工后的管子与两端法兰焊接时的偏差校准误差，不会在上船安装时出现二法兰面产生喇叭口和螺孔偏差，满足管子安装工艺和连接工艺，解决了船厂的现校管安装精准性问题。

在一个实施例中，连接面板导轨包括一导轨和贴设于导轨侧面的连接面板，所述的导轨设置于连接面板的横向中心线处，连接面板上设有通孔，所述的通孔两两一组沿着导轨对称设置，连接面板的上、下两端高，左、右两端低，一共设有四组通孔，通孔也按照中间通孔高，两边通孔低的方式排列与连接面板上，与连接面板的形状相配合，连接面板设置于导轨的中部位置，进一步加强了连接面板导轨的整体刚性和稳定性。

可选的，导轨的上、下侧面分别设有一导向机构，导向机构起到滑槽的作用，但比现有的滑槽更有优势，可以更好的保证滑动的精度和准确性，矫正滑动中可能产生的偏差，同时保证安装法兰后整个滑块不会发生偏移，避免安装时的螺孔偏差，所述的导向机构包括一方形凹槽和设置于方形凹槽内的半圆形卡槽，这里的半圆形卡槽设置于导轨上、下端面并且靠近连接面板处，导轨的两端分别设有一组沉头螺栓通孔；所述的导轨与双向丝杆之间设有间隙，所述的间隙恰使滑块可以进行滑动。

所述的支架的一侧设有安装槽，该安装槽为长方形的开口槽，用以与轨道的外形相配合，轨道卡设与安装槽内，安装槽的内侧壁处设有用以安装的支架螺纹孔，该支架螺纹孔恰与轨道的外壁相配合，通过设置于支架螺纹孔内的支架螺栓使得支架与轨道固定连接；支架共有两个，两个支架分别设置于轨道和双向丝杆的两端，每个支架中均设有贯穿支架的丝杆安装孔，所述的丝杆安装孔内设有用以固定双向丝杆的固定轴承，双向丝杆的两端分别设置于支架的丝杆安装孔中，通过支架使得轨道与双向丝杆之间起到一个平衡连接作用。

工作中，在调节手轮的转动下，滑块在导轨的引导下沿着双向丝杆精确运行，保证两个滑块之间的距离恰与需要安装的法兰的螺孔中心间距相同，保证了后续法兰安装的精度和良好的匹配度，减少了安装偏差，提高了人工效率和工程进度。

在一个实施例中，所述的法兰固定装置包括连接面板导轨和双向丝杆,两者之间设置可沿双向丝杆同步运动的一组滑块，所述的滑块设置于双向丝杆的两端。所述的滑块，有螺纹杆19、防掉链螺纹孔20、滑块卡条21构成，所述的滑块还包括板状的本体和与本体相连的柱体，柱体上设有一横向贯穿柱体的丝杆螺纹孔，滑块的一端设有一向外凸起的螺纹杆，滑块另一端设有导轨连接部，所述的螺纹杆与板状的本体相连，螺纹杆设置于本体的中心位置，导轨连接部与柱体相连。

进一步，所述的导轨连接部包括一组沿着柱体上、下对称设置的外扩型支架，用于和导轨的外壁相卡和，外扩型支架的内壁设有一组对应的滑块卡条，所述的滑块卡条与导向机构相配合，滑块卡条为半圆形凸条状结构。这里滑块卡条设置的位置靠近外扩型支架的侧边缘，进一步来说，滑块卡条与丝杆螺纹孔之间的距离，恰能保证滑块在双向丝杆和导轨上的运行稳定性，一般这个距离占到整个滑块长度的1/3。

可选的，板状本体的上部设有防掉链螺纹孔，滑块与双锥体螺母之间通过链条连接，所述的链条一端设置于防掉链螺纹孔中，另一端与双锥体螺母相连；导向机构与滑块卡条之间的配合为过渡配合，两者配合的公差范围小于等于10丝。

在另一个实施例中，所述的双锥体螺母，由小锥体5、大椎体14、防掉链卡槽螺纹15、双锥体螺纹孔16、防掉链卡槽螺纹帽17、螺纹帽螺纹孔18构成，双锥体螺母的外形为同轴的双锥形体，方便小规格的法兰安装固定时中心定位，双锥体螺母另一端为圆柱体，与双锥体螺母同轴。

具体来说，所述的双锥体螺母由小锥体、大锥体和圆柱体同轴拼合而成，小锥体的锥面与大锥体的锥面拼合后形成一个拼合角度，这个拼合的角度保证了双锥形体与法兰之间的配合度，同时，这里的拼合也不是同样高度的大、小锥体简单拼合，其中小锥体与大锥体的锥度之比为1：1.25—0.58；优选的，小锥体与大锥体的锥度之比为1：0.76-0.85，小锥体的锥面与大锥体的锥面拼合后形成一个固定安装面，该固定安装面与法兰螺孔之间形成固定安装，这种固定安装方式可以对于法兰进行快速固定，并且保证法兰在装配过程中的稳定性。

可选的，小锥体和大锥体轴心处设有共用的双锥体螺纹孔，大、小锥体采用同轴设置的方式，大锥体的一端连接有一圆柱体，该双锥体螺纹孔用以联通圆柱体和大、小锥体并且贯穿圆柱体和大、小锥体，所述的双锥体螺纹孔与滑块相配合用以固定法兰；具体来说就是滑块中的螺纹杆可以深入到双锥体螺纹孔中对法兰进一步进行固定，保证法兰固定时不是单纯的沿着螺纹杆方形进行固定，是一种立体的，多方位的、多接触点的全效固定，稳定性更加，即便法兰在后续的装配过程中可以存在一定的焊接、振动、或者切割的需求，也不会影响法兰的中心偏离，保证安装的精确度不会变化。圆柱体外圈设有防掉卡槽螺纹，圆柱体外套设有一与圆柱体直径相配合的防掉卡槽螺纹帽，防掉卡槽螺纹帽设有螺纹帽螺纹孔。

效果上来说，该双锥体螺母由于设有两个不同锥度的大、小锥体，因此可以适应不同规格尺寸法兰安装，小锥体的锥面与大锥体的锥面拼合后形成一个固定安装面，通过螺纹杆旋设于双锥体螺母的螺纹孔中，使得该固定安装面与法兰螺孔之间形成有效固定装配，保证了法兰的有效固定，同时该种固定又是可微调的，这就保证了后续法兰与管子之间的配合可调性，简便了安装流程，减少了安装偏差。

在本实用新型的其余实施例中，还揭示了所述的双向丝杆包括设在其两端的同向丝杆，两根同向丝杆之间通过一圆柱形连接杆相连，所述的连接杆直径小于同向丝杆的直径，比如中间为长度50mm的圆柱形，二端为同向丝杆。双向丝杆的上、下侧面分别设有一组对称设置的防尘罩，所述的对称设置的防尘罩上、下组合后内部形成空腔。所述的旋转手轮设有手轮中心圆孔，双向丝杆的一端固定于手轮中心圆孔中，通过旋转手轮带动双向丝杠转动。减少了加工后的管子与两端法兰焊接时的偏差校准误差，不会在上船安装时出现二法兰面产生喇叭口和螺孔偏差，满足管子安装工艺和连接工艺，解决了船厂的现校管安装精准性问题。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (9)

1.一种用于机器臂法兰校准系统的法兰固定装置，该法兰固定装置用以固定并调节所需要安装的法兰，法兰端面设有用以安装的法兰螺孔，其特征在于：所述的固定装置包括连接面板导轨和设在连接面板导轨一侧的双向丝杆，双向丝杆通过设置于双向丝杆两端的支架与连接面板导轨相连，双向丝杆上设置有两个对称设置的滑块；

连接面板导轨上设有与滑块相配合的导向机构，用以引导滑块沿着连接面板导轨进行滑动，滑块上设有与导向机构相配合的滑块卡条；

双向丝杆的一端设有调节手轮，用以同时调节两个滑块在双向丝杆上的移动距离；

所述的滑块带设有一双锥体螺母，滑块的一侧设有螺纹杆，所述的双锥体螺母设有与螺纹杆相配合的双锥体螺纹孔，所述的螺纹杆穿过法兰螺孔并与双锥体螺母配合对法兰进行固定。

2.根据权利要求1所述的一种用于机器臂法兰校准系统的法兰固定装置，其特征在于：所述的连接面板导轨包括一导轨和贴设于导轨侧面的连接面板，所述的导轨设置于连接面板的横向中心线处，连接面板上设有通孔，所述的通孔两两一组沿着导轨对称设置，连接面板的上、下两端高，左、右两端低，连接面板设置于导轨的中部位置；

导轨的上、下侧面分别设有一导向机构，所述的导向机构包括一方形凹槽和设置于方形凹槽内的半圆形卡槽，导轨的两端分别设有一组沉头螺栓通孔；

所述的导轨与双向丝杆之间设有间隙，所述的间隙使得滑块可进行滑动。

3.根据权利要求2所述的一种用于机器臂法兰校准系统的法兰固定装置，其特征在于：所述的滑块包括板状的本体和与本体相连的柱体，柱体上设有一贯穿柱体的丝杆螺纹孔，滑块的一端设有一向外凸起的螺纹杆，另一端设有导轨连接部，所述的螺纹杆与板状的本体相连，导轨连接部与柱体相连；

所述的导轨连接部包括一组沿着柱体上、下对称设置的外扩型支架，用于和导轨的外壁相卡和，外扩型支架的内壁设有一组对应的滑块卡条，所述的滑块卡条与导向机构相配合，滑块卡条为半圆形凸条状结构。

4.根据权利要求1所述的一种用于机器臂法兰校准系统的法兰固定装置，其特征在于：所述的双锥体螺母由小锥体、大锥体和圆柱体同轴拼合而成，小锥体的锥面与大锥体的锥面拼合后形成一个拼合角度，其中小锥体与大锥体的锥度之比为1：1.25—0.58；

小锥体的锥面与大锥体的锥面拼合后形成一个固定安装面，该固定安装面与法兰螺孔之间形成固定安装；

小锥体和大锥体轴心处设有共用的双锥体螺纹孔，大锥体的一端连接有一圆柱体，该双锥体螺纹孔用以联通圆柱体和大、小锥体并且贯穿圆柱体和大、小锥体，所述的双锥体螺纹孔与滑块相配合用以固定法兰；

圆柱体外圈设有防掉卡槽螺纹，圆柱体外套设有一与圆柱体直径相配合的防掉卡槽螺纹帽，防掉卡槽螺纹帽设有螺纹帽螺纹孔。

5.根据权利要求3所述的一种用于机器臂法兰校准系统的法兰固定装置，其特征在于：板状本体的上部设有防掉链螺纹孔，滑块与双锥体螺母之间通过链条连接，所述的链条一端设置于防掉链螺纹孔中，另一端与双锥体螺母相连；

导向机构与滑块卡条之间的配合为过渡配合，两者配合的公差范围小于等于10丝。

6.根据权利要求2所述的一种用于机器臂法兰校准系统的法兰固定装置，其特征在于：所述的支架的一侧设有安装槽，用以与轨道的外形相配合，安装槽的内侧设有用以安装的支架螺纹孔，该支架螺纹孔恰与轨道的外壁相配合，通过设置于支架螺纹孔内的支架螺栓使得支架与轨道固定连接；

支架设有贯穿支架的丝杆安装孔，所述的丝杆安装孔内设有用以固定双向丝杆的固定轴承。

7.根据权利要求1所述的一种用于机器臂法兰校准系统的法兰固定装置，其特征在于：所述的双向丝杆包括设在其两端的同向丝杆，两根同向丝杆之间通过一圆柱形连接杆相连，所述的连接杆直径小于同向丝杆的直径。

8.根据权利要求1所述的一种用于机器臂法兰校准系统的法兰固定装置，其特征在于：双向丝杆的上、下侧面分别设有一组对称设置的防尘罩，所述的对称设置的防尘罩上、下组合后内部形成空腔。

9.根据权利要求1所述的一种用于机器臂法兰校准系统的法兰固定装置，其特征在于：所述的调节手轮设有手轮中心圆孔，双向丝杆的一端固定于手轮中心圆孔中。