CN220554851U - 一种钢箱梁板单元数控火焰矫正机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及钢箱梁制作技术领域，提供一种钢箱梁板单元数控火焰矫正机，包括多支用于喷出火焰以加热待矫正板单元的矫正枪、用于实现矫正枪在水平面内沿X向和Y向移动的平移机构及固定安装于平移机构、用于发送指令给后者以动态调整矫正枪工作轨迹的计算机，每支矫正枪包括依次设置的枪体、枪头及自动点火器，枪体竖向连接于平移机构，枪头可相对于枪体沿Z向移动，自动点火器安装于枪头、用于后者工作时的自动点火。通过平移机构与计算机的相互配合，枪头可沿XYZ三向移动，实现了矫正枪工作轨迹的动态调整，自动化程度高，可完全替代工人手工操作而连续作业，稳定性高，质量容易保证，多枪头同时工作大幅提高了矫正效率、降低了生产成本。

Description

一种钢箱梁板单元数控火焰矫正机

技术领域

本实用新型涉及钢箱梁制作技术领域，具体涉及一种钢箱梁板单元数控火焰矫正机。

背景技术

在大型钢结构箱型桥梁制造领域，通常采用将带加劲肋的板单元预制后进行总装焊接而成的制造方案（如图1和图2所示的顶板、腹板及底板单元）。板单元根据桥梁线型需要分为直线型和曲线型两种（如图3和图4所示），板单元采用U肋或板肋与钢板组装焊接而成（如图5所示）。

如图6所示，板单元焊接过程中，无论是否采用反变形措施，焊后都会产生横向弯曲变形；因此，焊后必须对变形的板单元进行矫正处理，矫正合格后才能进行组装。传统的矫正方法是采用手动火焰烤枪在每块加劲肋的背面连续加热到一定程度，利用金属加热收缩量大于加热膨胀量的特性，达到对焊接变形进行矫正的目的。然而，这种方法存在以下缺点：

1、每人一次只能对一条加劲肋进行加热，其工作效率非常低下；

2、每个板单元的加劲肋数量较多、长度较长，其工作量非常大；

3、每个板单元的处理时间长，人效很低、人工成本很高，加工场地占用时间较长；

4、人工操作稳定性、连续性差，质量不易保证。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种钢箱梁板单元数控火焰矫正机，以对焊接后产生弯曲变形的板单元进行高效的自动火焰矫正，从而达到板单元符合设计装配要求的目的。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种钢箱梁板单元数控火焰矫正机，包括：

多支矫正枪，用于喷出火焰以加热待矫正的板单元；

平移机构，用于实现所述矫正枪在水平面内沿X向和Y向的移动；及

计算机，固定安装于所述平移机构，用于发送指令给后者以动态调整所述矫正枪的工作轨迹；

其中，每支所述的矫正枪包括依次设置的枪体、枪头及自动点火器，所述枪体竖向连接于所述平移机构，所述枪头可相对于所述枪体沿Z向移动，所述自动点火器安装于所述枪头、用于后者工作时的自动点火。

在本申请公开的一个实施例中，所述枪头连接于一支架下端，所述支架活动安装于所述枪体内部；

所述枪体上固定设有与所述计算机电性连接的第一电机，所述第一电机的工作端连接有第一齿轮，所述第一齿轮与所述支架上垂直设置的第一齿条相啮合。

在本申请公开的一个实施例中，每支所述的矫正枪还包括固定安装于所述枪体一侧壁下部、与所述计算机电性连接的激光扫描器；

所述激光扫描器的扫描口朝下、用于扫描待矫正板单元的表面。

在本申请公开的一个实施例中，所述平移机构包括门架及一对沿X向布置且带底座的轨道；

所述枪体滚动连接于所述门架，所述门架滚动连接于所述轨道，所述底座与车间地坪的预埋件固定连接。

在本申请公开的一个实施例中，所述门架包括横梁及对称连接于其两端下侧的端梁，所述横梁朝向所述枪体的侧面上连接有两条平行于Y向的导轨；

所述枪体另一侧壁通过上下两组共4个第一滚轮悬挂于所述导轨，其中一个上部的第一滚轮通过安装于所述枪体且与所述计算机电性连接的第二电机的驱动以实现在所述导轨上的滚动；

所述端梁侧面连接有第二滚轮，所述第二滚轮滚动支撑于所述轨道。

在本申请公开的一个实施例中，所述导轨沿其长度方向等间距设有限位挡块，用于限制每个所述枪体的移动范围。

在本申请公开的一个实施例中，还包括安装于所述横梁一端上侧的气体控制柜，所述气体控制柜内设有一对带压力表的手动调节阀，所述手动调节阀通过软管与车间供气管网相连接；

所述枪体的顶部设有与所述计算机电性连接的比例电磁阀，所述比例电磁阀进出口分别通过软管与所述手动调节阀、枪头相连接。

在本申请公开的一个实施例中，所述端梁底面依次连接有第三电机、第二齿轮；

所述第三电机与所述计算机电性连接；

所述第二齿轮与所述轨道侧面设置的第二齿条相啮合。

在本申请公开的一个实施例中，所述端梁底面连接有第三滚轮；

所述第三滚轮与所述第三电机相对且分别位于所述轨道的不同侧。

在本申请公开的一个实施例中，所述计算机安装于所述横梁一侧的端梁顶面；

所述端梁侧面连接有钢平台；

所述钢平台上设有与所述计算机相对的座椅、以供操作者乘坐并以坐姿操控所述计算机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、通过平移机构与计算机的相互配合，枪头可沿XYZ三向移动，实现了矫正枪工作轨迹的动态调整，自动化程度高，可完全替代工人手工操作而连续作业，稳定性高，质量容易保证，多枪头同时工作大幅提高了矫正效率、降低了生产成本。

2、通过激光扫描器扫描待矫正板单元表面，可以提高矫正枪工作轨迹动态调整的精准度，进一步保证板单元矫正后的质量。

3、本实用新型可以大幅度降低操作者的工作量和工作强度，节约了人力资源成本和场地占用成本，提高了经济效益，尤其适合规模化、大批量钢箱梁板单元的生产。

附图说明

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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为常见钢箱梁组合（U肋）结构示意图；

图2为常见钢箱梁组合（板肋）结构示意图；

图3为常见板单元线型（直线型）结构示意图；

图4为常见板单元线型（曲线型）结构示意图；

图5为板单元焊接前的结构示意图；

图6为板单元焊接后的结构示意图；

图7为本实用新型的俯视结构（平面布置）示意图；

图8为图7中A向局部结构示意图；

图9为图8中B-B向剖视结构示意图；

图10为图9中局部C放大结构示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

参见图7～图10所示，本实用新型提供了一种钢箱梁板单元数控火焰矫正机，包括：

多支矫正枪100，用于喷出火焰以加热待矫正的板单元500；

平移机构200，用于实现矫正枪100在水平面内沿X向和Y向的移动；及

计算机300，固定安装于平移机构200，用于发送指令给后者以动态调整矫正枪100的工作轨迹；

其中，每支矫正枪100包括依次设置的枪体110、枪头120及自动点火器130，枪体110竖向连接于平移机构200，枪头120可相对于枪体110沿Z向（即图8所示的上下方向）移动，自动点火器130安装于枪头120、用于后者工作时的自动点火。

具体地，枪头120连接于一支架140下端，支架140活动安装于枪体110内部；枪体110上固定设有与计算机300电性连接的第一电机111，第一电机111的工作端连接有第一齿轮112，第一齿轮112与支架140上垂直设置的第一齿条141相啮合。枪头120安装在支架140上时，可根据需要手动进行其初始高度位置的调整，之后通过计算机300控制第一电机111驱动第一齿轮112以带动支架140在枪体110内部进行上下移动，从而实现枪头120的Z向往返移动。即是说，通过平移机构200与计算机300的相互配合，枪头120可沿XYZ三向移动，实现了矫正枪100工作轨迹的动态调整，自动化程度高，可完全替代工人手工操作而连续作业，稳定性高，质量容易保证，多枪头120同时工作大幅提高了矫正效率、降低了生产成本。

每支矫正枪100还包括固定安装于枪体110一侧壁下部、与计算机300电性连接的激光扫描器150，激光扫描器150的扫描口朝下、用于扫描待矫正板单元500的表面。具体地，激光扫描器150扫描待矫正板单元500表面得到的扫描信号反馈给计算机300，计算机300通过分析扫描信号以生成三维数字模型，然后根据三维数字模型生成工作执行程序并运行，从而发送指令给平移机构200和第一电机111以分别控制每支矫正枪100三轴移动，进而动态调整每支矫正枪100与待矫正板单元500表面的距离以达到最佳火焰矫正高度位置以及动态调整每支矫正枪100火焰中心横向移动到待矫正板单元500的每一条矫正轨迹的中心，最后在平移机构200和第一电机111的驱动下完成待矫正板单元500多轨迹全自动化连续矫正。即是说，通过激光扫描器150扫描待矫正板单元500表面，可以提高矫正枪100工作轨迹动态调整的精准度，进一步保证板单元500矫正后的质量。

平移机构200包括门架210及一对沿X向布置且带底座221的轨道220，枪体110滚动连接于门架210，门架210滚动连接于轨道220，底座221与车间地坪的预埋件固定连接。具体地，门架210包括横梁211及对称连接于其两端下侧的端梁212，横梁211朝向枪体110的侧面上连接有两条平行于Y向的导轨213，枪体110另一侧壁通过上下两组共4个第一滚轮113悬挂于导轨213，其中一个上部的第一滚轮113通过安装于枪体110且与计算机300电性连接的第二电机114的驱动以实现在导轨213上的滚动（即第一滚轮113与第二电机114的工作端相连接）；端梁212侧面连接有第二滚轮214，第二滚轮214滚动支撑于轨道220。即是说，通过第二电机114驱动第一滚轮113转动，从而带动枪头120沿Y向布置的导轨213往返移动；端梁212通过第二滚轮214在轨道220上滚动，带动枪头120沿X向布置的轨道220往返移动，同时第二滚轮214可以支撑住门架210并减少门架210移动时与轨道220之间的摩擦阻力。

导轨213沿其长度方向等间距设有限位挡块（图中未示出），用于限制每个枪体110的移动范围以避免其相互之间在移动时发生干涉。

上述的钢箱梁板单元数控火焰矫正机还包括安装于横梁211一端上侧的气体控制柜400，气体控制柜400内设有一对带压力表411的手动调节阀410，手动调节阀410通过软管与车间供气管网（图中未示出）相连接；枪体110的顶部设有与计算机300电性连接的比例电磁阀115，比例电磁阀115进出口分别通过软管与手动调节阀410、枪头120相连接。具体地，车间供气管网供应火焰矫正使用的天然气和氧气，它们通过软管输送依次经过手动调节阀410、比例电磁阀115后到达枪头120处；枪头120工作使用的天然气和氧气可通过手动调节阀410进行手动开关及流量大小的一次调节，计算机300根据程序设置气体参数并通过比例电磁阀115对枪头120工作使用的天然气、氧气压力和流量进行二次调节及开关控制。

参见图9所示，矫正枪100沿横梁211的长度方向间隔布置；在本实施例中，其数量至少有6支，而且可根据待矫正板单元500的加劲肋数量进行适当增减。

参见图9和图10所示，端梁212底面依次连接有第三电机215、第二齿轮216，第三电机215与计算机300电性连接，第二齿轮216与轨道220侧面水平设置的第二齿条222相啮合。通过第三电机215的驱动，门架210沿轨道220来回移动，从而实现矫正枪100（枪体110及枪头120）沿X向的往返移动。

为了防止门架210在移动过程中发生Y向位移，端梁212底面连接有第三滚轮217，第三滚轮217与第三电机215相对且分别位于轨道220的不同侧。第三滚轮217与第二齿轮216一起对门架210的行走进行限位。

参见图8所示，计算机300安装于横梁211一侧的端梁212顶面，端梁212侧面连接有钢平台218，钢平台218上设有与计算机300相对的座椅、以供操作者乘坐并以坐姿操控计算机300。计算机300具有手动在线编程、运行远程离线编制的工作程序、远程通讯信号接口和信号传输、分别独立控制每一个比例电磁阀以调节气体流量和每一个枪头120自动点火等能力。

本实用新型的工作原理（步骤）如下：

S1、将上述的矫正机电力线缆与车间电力网路连接，将一对手动调节阀410分别通过软管与车间供气网路的天然气、氧气管路连接；

S2、打开计算机300的电源开关，手动控制门架210沿X向移动到轨道220的任意端头，将待矫正的板单元500吊装到矫正机的工作区域并水平摆放；

S3、打开气体控制柜400内各气体的手动调节阀410，计算机300通过远程通讯信号接口接收离线编制的矫正工作程序或启动矫正机的自动扫描和编程程序，手动或自动控制各枪头120对应移动到待矫正板单元500每条矫正轨迹线的起始点；

S4、计算机300通过内置的程序先控制各比例电磁阀115部分打开，然后控制各自动点火器130点燃每个枪头120，最后控制各比例电磁阀115将枪头120的火焰调整到矫正工作状态；

S5、通过激光扫描器150扫描待矫正板单元500表面，计算机300接收和分析激光扫描器150的扫描信号后发送指令动态调整每个枪头120与待矫正板单元500表面的距离以达到最佳火焰矫正高度位置，同时动态调整每个枪头120火焰中心沿Y向移动到待矫正板单元500的每条矫正轨迹线的中心；

S6、程序控制门架210带动枪头120以合适的速度沿轨道220（沿X向）移动，实现多轨迹全自动化连续矫正，通过门架210的X向移动和枪头120的Y向移动形成的复合运动以达到对直线或曲线轨迹的矫正动作；

S7、矫正完毕后自动关闭各比例电磁阀115以熄灭火焰，检查矫正质量，矫正合格后手动控制将门架210移动到非工作区域，起吊移出被矫正完毕的板单元500，准备下一轮矫正工作。

综上所述，通过上述结构的钢箱梁板单元数控火焰矫正机，能够产生以下有益效果：

1、本实用新型自动化程度较高，操作简单，对操作者操作经验要求低；

2、本实用新型能够连续工作，稳定性高，有效地保证了矫正质量，门架和枪头组成的复合运动有效地满足了二维曲线线型工件的矫正需要；

3、本实用新型可以大幅度降低操作者的工作量和工作强度，节约了人力资源成本和场地占用成本，提高了经济效益，尤其适合规模化、大批量钢箱梁板单元的生产。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。

Claims (10)

1.一种钢箱梁板单元数控火焰矫正机，其特征在于，包括：

多支矫正枪，用于喷出火焰以加热待矫正的板单元；

平移机构，用于实现所述矫正枪在水平面内沿X向和Y向的移动；及

计算机，固定安装于所述平移机构，用于发送指令给后者以动态调整所述矫正枪的工作轨迹；

其中，每支所述的矫正枪包括依次设置的枪体、枪头及自动点火器，所述枪体竖向连接于所述平移机构，所述枪头可相对于所述枪体沿Z向移动，所述自动点火器安装于所述枪头、用于后者工作时的自动点火。

2.根据权利要求1所述的钢箱梁板单元数控火焰矫正机，其特征在于：

所述枪头连接于一支架下端，所述支架活动安装于所述枪体内部；

所述枪体上固定设有与所述计算机电性连接的第一电机，所述第一电机的工作端连接有第一齿轮，所述第一齿轮与所述支架上垂直设置的第一齿条相啮合。

3.根据权利要求1所述的钢箱梁板单元数控火焰矫正机，其特征在于：

每支所述的矫正枪还包括固定安装于所述枪体一侧壁下部、与所述计算机电性连接的激光扫描器；

所述激光扫描器的扫描口朝下、用于扫描待矫正板单元的表面。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的钢箱梁板单元数控火焰矫正机，其特征在于：

所述平移机构包括门架及一对沿X向布置且带底座的轨道；

所述枪体滚动连接于所述门架，所述门架滚动连接于所述轨道，所述底座与车间地坪的预埋件固定连接。

5.根据权利要求4所述的钢箱梁板单元数控火焰矫正机，其特征在于：

所述门架包括横梁及对称连接于其两端下侧的端梁，所述横梁朝向所述枪体的侧面上连接有两条平行于Y向的导轨；

所述枪体另一侧壁通过上下两组共4个第一滚轮悬挂于所述导轨，其中一个上部的第一滚轮通过安装于所述枪体且与所述计算机电性连接的第二电机的驱动以实现在所述导轨上的滚动；

所述端梁侧面连接有第二滚轮，所述第二滚轮滚动支撑于所述轨道。

6.根据权利要求5所述的钢箱梁板单元数控火焰矫正机，其特征在于，所述导轨沿其长度方向等间距设有限位挡块，用于限制每个所述枪体的移动范围。

7.根据权利要求5或6所述的钢箱梁板单元数控火焰矫正机，其特征在于：

还包括安装于所述横梁一端上侧的气体控制柜，所述气体控制柜内设有一对带压力表的手动调节阀，所述手动调节阀通过软管与车间供气管网相连接；

所述枪体的顶部设有与所述计算机电性连接的比例电磁阀，所述比例电磁阀进出口分别通过软管与所述手动调节阀、枪头相连接。

8.根据权利要求5所述的钢箱梁板单元数控火焰矫正机，其特征在于：

所述端梁底面依次连接有第三电机、第二齿轮；

所述第三电机与所述计算机电性连接；

所述第二齿轮与所述轨道侧面设置的第二齿条相啮合。

9.根据权利要求8所述的钢箱梁板单元数控火焰矫正机，其特征在于：

所述端梁底面连接有第三滚轮；

所述第三滚轮与所述第三电机相对且分别位于所述轨道的不同侧。

10.根据权利要求5或8所述的钢箱梁板单元数控火焰矫正机，其特征在于：

所述计算机安装于所述横梁一侧的端梁顶面；

所述端梁侧面连接有钢平台；

所述钢平台上设有与所述计算机相对的座椅、以供操作者乘坐并以坐姿操控所述计算机。