CN87200704U - 自动弯管角度直接测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及造船工业、汽车工业、航空工业等部门中自动弯管机上用于弯曲角度的测量装置。
本实用新型是自动弯管时，用于直接测量弯曲角度的装置。由测量头、转角传动机构和角度传感器机构组成。测量头为触辊装置，转角传动机构为摩擦传动机构，只用一个角度传感器。本装置在弯管过程中，由于两触辊始终抵住管材，管材的弯曲角度可随时测出，而且不受任何外界条件的干扰，因而准确度高。
Description
本实用新型涉及造船工业、汽车工业、航空工业等部门中自动弯管机上用于弯曲角度的测量装置。
无论哪一种机器设备，几乎都有导管，而在船舶、飞机上导管又占有相当重要的地位，这些管子的形状往往是非常复杂的，传统的弯管工艺都是按照样棒在弯管机上弯曲，由于管子的弯曲角度不能被直接测量出来，再加上弯管过程中的“回弹”等一系列工艺和操作问题，至使弯曲角度难以测量准确。为了实现自动弯管，对弯管角度进行控制测量，各国在传统装置和方法上均进行了一些改进，具有代表性的有二种：
其一，是美国EATON LEONARD公司生产的数控弯管机和与之配套使用的VECTOR1数控管形测量机。该机的情况可见专利US3821525、US3974676及王立新编《矢量弯管》国防工业出版社（1984）等文献。该数控弯管机仅能按给定的角度进行弯曲，不能测出回弹后的角度，因而必须将工件取下再用数控管形测量机进行实际成形角度的测量并计算出回弹角度，将修正后的弯曲角度输入数控弯管机再对新的一根管材进行试弯，取下工件并进行测量合格后，即由计算机记忆该信息并指导以后的同批管材的弯曲，这种方法也被称为“仿形法”。这种数控管形测量机实际上是一台三座标测量机，它由工作台、测量臂、V形测量头、LSI－2系列小型计算机等组成，虽然可以测量空间各种弯曲形状的管子，但它不能在弯管机上直接测量管材的弯曲角度、回弹角度及实际成形角度，而是要取下管材然后再测量，操作过程复杂，并且由实验证明（见附件1）即使同一批管材，其每根管材的材料性能、尺寸等均有差异，工况也不完全一样，所以难以保证每根管子弯曲角度的准确性。
其二，是苏联专利SU836857所述的装置。它是在弯管机的弯管机构上加上一个专门测量回弹角的传感器，与专门负责机构旋转角度的传感器相配合。由于弯管机构存在刚性不足的问题，如夹持不紧，转轴的弹性扭转变形等难以估计，加之管材弯曲是弹塑性变形，还会引起管材中心线的偏移等，而难以使弯曲角与机器转角相符，可能经常带来较大的加工误差，可见使用这种装置，也不能直接测量出弯曲角度，因而测量准确性不高，这样就给自动弯管造成困难。
为了克服上述装置不能直接测量出管子弯曲角度的弊端，提高测量准确度，特发明本自动弯管角度直接测量装置。该装置可以在弯管过程中随时给出管材实际的弯曲角度。
用于自动弯管角度的直接测量装置，由测量头、转角传动机构和角度传感器机构组成，转角传动机构包括滑台4、滑杆套架5、滑杆6、油缸10、支杆12、轮架（7、11、14、19）和转轮15、转轴（9、16、28）、传动钢带13的摩擦传动机构；其特征在于：（1）测量头是触辊形式，触辊1通过轴与辊架2活动连接；（2）辊架2与滑杆套架5之间安置弹性件3，滑杆套架5与滑杆6滑动连接，滑杆6与轮架7固接，滑台4置于滑座8上，并与油缸10的活塞杆活动连接，油缸10固接在滑座8上，滑座8固定在测量头板座24上，油缸10内设置复位弹簧；（3）角度传感器18固定在轮架19的托板27上，用一转轴28将转轮15与角度传感器18的轴连成一体。
本实用新型所述的自动弯管角度直接测量装置，其机构图如图1所示，它包括三大部分：测量头、转角传动机构和角度传感器机构。
测量头制成触辊形式，如图2所示，触辊1通过轴与辊架2活动连接。油缸10固定在滑座8上，滑座8固定在与夹头22联在一起转动的板座24上，油缸10的活塞杆可推动与之相连的滑台4前移，滑杆套架5由于限位压板25的限制，仅能在滑台4上作有限角度的转动。滑杆套架5可推动弹簧3，进而由于弹簧3的张力推动滑杆6前移，使辊架2上的二个触辊1以有限的力在弯曲过程中始终抵住管材23，并可以随管材23的摆动而相应转动。当油缸10卸荷时，靠其内的复位弹簧的张力而使油缸活塞复位，致使导向轴承架5退回，并带动滑杆6退回，从而使触辊1脱离管材23。支撑轮26可以平衡转角传动机构的偏心力。另一端的测量头基本相同，只是滑座8与机身平台17固定联接。
转角传动机构如图1～5所示。为了传递测量头的转角而设置本机构。在转轴16处（见图3）在二个支杆12处分别安装二个轮架14，二轮架14上装有转轮15，在转轮上套装有传动钢带13。两转轮15与转轴16用键29固定，两轮架14与转轴16可相对转动。在转轴9处（见图4），转轴9除用键29与转轮15固定联接外，尚与滑杆6端部的轮架7固定，使之一起转动。支杆12上端头固接有螺母32，放置垫块31，在螺母32上装有带止位槽的螺栓33，通过轮架11上的孔30，可用器具止位螺栓33，转动支杆12即可达到调节传动钢带11松紧度的作用，靠转轮15与传动钢带13的摩擦力实现转角的传递。
角度传感器18的轴用软轴32与穿心轴34通过带紧固螺钉的压紧环35固接为好。
用于连接角度传感器18与转轮15的轴28为一空心转轴为好，穿心轴34带螺纹的一端伸出空心转轴28的下端口外，再用紧固件紧固。
如图5所示，轮架19与空心转轴28可以相对转动，空心转轴28与转轮15用键29固定联接，下端用螺母并住，软轴36的一端与穿心轴34用压紧环35固定联在一起，另一端用同样方法与角度传感器18的轴固定联接。角度传感器18固定放置在轮架19的托板27上，这样穿心轴34带螺纹一端伸出空心转轴28的下端口外，用螺母固紧，靠穿心轴34的肩台与空心转轴28的肩台相互摩擦作用可使转轮15、空心轴28、软轴36、角度传感器18的轴成为一体。当有转角时，可通过角度传感器18上的电缆将信号传送给控制用计算机，完成角度的发送。
使用方法如下：
首先进行准备工作，用夹头22将管材23夹紧到弯曲模具20上，再将靠轮21靠好。若对管材进行弯曲，则向二个油缸10无杆腔内充油，使分别带动二组触辊1抵住管材23上不发生弯曲的直线段部位。如进行角度为α的弯曲时（如图6所示），触辊1随模具20、夹头22同时旋转α角，这时由于触辊1带动整个测量头转动α角，也使联在一起的轮架7、转轴9、转轮15转α角，再由转角传动机构上的传动钢带13传递，靠摩擦转轴16上的转轮15也同样旋转α角。由于转轴16处上下转轮15同轴固定，所以通过下转轮15、钢带13又使转轴28处的转轮15也旋转α角，于是通过空心转轴28带动角度传感器18的轴发生转动，从而使角度传感器18通过其上的电缆可以发送出转角为α的信号，以供控制使用。
若停止弯曲并松开夹头22，管材23则由于弹性弯曲和伸长缩回而发生回弹，设回弹角为△α（如图7所示），由于测量头在工作时始终能将两触辊抵住管材，因而同样可以由角度传感器18测量并发出回弹角为△α的信息，这时弯管的最终成形角度α0自然亦可由该装置测量得出。
本发明的主要优点：
1.使用本实用新型所述的装置能直接测出管材的弯曲角度、回弹角度及成形角度，准确度高。由于在弯管过程中，两触辊始终抵住管材，管材的弯角可随时通过测量其直线边的夹角而被测出，且机构不受任何外界条件的干扰，如机器刚性不足，管材中心线偏移等均不影响其测量效果，因而测量准确性较高，而测量精度仅取决于角度传感器的精度。
2.使用本发明，可使角度测量与控制在数控弯管机上同时完成，因而不再需要给数控弯管机配备专用的管形测量机，苏联专利SU836857所述测量装置需用两个传感器，本发明只需一个传感器，因而结构简单。
3.本实用新型所述的装置能适于普通弯管机的各种工艺要求，不影响弯管工作的进行，使用简便。
4.将本发明所述装置中的角度传感器改为角度读数盘，其有关部件稍加改动，亦可作为手工操作时弯管角度的测量工具或检验工具使用。
附图1自动弯管角度测量装置结构示意图
1－触辊 2－辊架 3－弹簧 4－滑台
5－滑杆套架 6－滑杆 7－轮架 8－滑座
9－转轴 10－油缸 11－轮架 12－支杆
13－传动钢带 14－轮架 15－转轮 16－转轴
17－机身平台 18－角度传感器 19－轮架 20－弯曲模具
21－靠轮 22－夹头 23－管材 24－测量头板座
附图2附图1的A－A剖视图
25－限位压板 26－支撑轮 27－托板 28－空心转轴
附图3转轴16处的放大图
29－键
附图4转轴9处的放大图
30－孔 31－垫块 32－螺母 33－螺栓
附图5转轴28处的放大图
34－穿心轴 35－压紧环 36－软轴
附图6管材弯曲时弯曲角度测量示意图
附图7管材弯曲回弹后实际成形角度测量示意图
附件1 同批两根管材弯曲回弹的实验
时间：1986年12月8日
地点：湖北省船厂弯管车间
参加人员：王呈方 陈凯 林莹 邓克立等
管材规格：同批材料φ50镀锌钢管二根
实验数据与计祘：
实验结果分析：
由表中实验数据和计祘举例可见，试件1、2虽属同批相同规格的材料，由于材料性能的差異等原因，而导致回弹角度不同，例如弯曲角度α＝90°时，其两试件的回弹角值相差1°左右，并且随弯曲角度α的增加，其回弹角值差别也将增大。
Claims (3)
1、用于自动弯管角度的直接测量装置，由测量头，转角传动机构和角度传感器机构组成，转角传动机构包括滑台4、滑杆套架5、滑杆6、油缸10、支杆12、轮架(7、11、14、19)和转轮15、转轴(9、16、28)、传动钢带13的摩擦传动机构；其特征在于：(1)测量头是触辊形式，触辊1通过轴与辊架2活动连接；(2)辊架2与滑杆套架5之间安置弹性件3，滑杆套架5与滑杆6滑动连接，滑杆6与轮架7固接，滑台4置于滑座8上，并与油缸10的活塞杆活动连接，油缸10固接在滑座8上，滑座8固定在测量头板座24上，油缸10内设置复位弹簧；(3)角度传感器18固定在轮架19的托板27上，用一转轴28将转轮15与角度传感器18的轴连成一体。
2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：角度传感器18的轴用软轴32与穿心轴34通过带紧固螺钉的压紧环35固接。
3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：用于连接角度传感器18与转轮15的轴28为一空心转轴，穿心轴34带螺纹的一端伸出空心转轴28的下端口外，再用紧固件紧固。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 87200704 CN87200704U (zh) | 1987-01-20 | 1987-01-20 | 自动弯管角度直接测量装置 |
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| CN 87200704 Withdrawn CN87200704U (zh) | 1987-01-20 | 1987-01-20 | 自动弯管角度直接测量装置 |
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- 1987-01-20 CN CN 87200704 patent/CN87200704U/zh not_active Withdrawn
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