專利名稱：曲面鋼板水火成形裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種曲面鋼板水火成形裝置，其屬于船舶與海洋結(jié)構(gòu)物制 造和金屬材料熱加工成形領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
船體曲面外板大多是由三維不可展曲面構(gòu)成，將平面鋼板加工成船體曲面 形狀，目前國內(nèi)外船廠均采用人工作業(yè)的水火加工成形的方法來實現(xiàn)。效率低、 質(zhì)量不穩(wěn)定等影響了整個造船周期和造船質(zhì)量。日本、韓國等都在開展船體曲 面鋼板水火成形加工系統(tǒng)研究，但還沒有從根本上解決提高生產(chǎn)效率的問題。 尤其是研制大型曲面鋼板水火成形自動化加工系統(tǒng)技術(shù)難度高、投資大，不能 在施工現(xiàn)場使用，因此其使用范圍受到了很大限制。發(fā)明內(nèi)容為了解決提高曲面鋼板水火成形加工的生產(chǎn)效率，可以方便靈活地在施工 現(xiàn)場使用，保證造船質(zhì)量和縮短造船周期，本實用新型提供了一種曲面鋼板水 火成形裝置，該裝置應(yīng)采用電氣控制和機械傳動相結(jié)合，采用簡便的手動調(diào)整 和定位，自動完成行走、噴火和噴水等作業(yè)。該裝置還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單，操作靈活， 特別適用于現(xiàn)場施工，提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)質(zhì)量。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種曲面鋼板水火成形 裝置，它主要包括一個由焊槍和冷卻水管組成的用火焰加熱和水冷卻的加工機 械手， 一個由小型I軸定位控制箱和機械傳動箱組成的箱體，加工機械手的縱 向高度調(diào)整機構(gòu)和橫向行走機構(gòu)就設(shè)在機械傳動箱中，箱體由縱構(gòu)件和橫構(gòu)件 組成的構(gòu)架支承，在構(gòu)架下方設(shè)有2個固定支腿和一個可調(diào)整支腿。所述加工 機械手的縱向高度調(diào)整機構(gòu)包括一個手動高度調(diào)整機構(gòu)和一個自動高度調(diào)整機 構(gòu)；所述橫向行走機構(gòu)經(jīng)縱向槽形滑塊與縱向?qū)к壪嗯浜?，手動高度調(diào)整機構(gòu) 經(jīng)高度調(diào)整槽形滑塊與高度調(diào)整導(dǎo)軌相配合；所述高度調(diào)整導(dǎo)軌和縱向?qū)к壍?上端用上連接板連接，下端用仿型軸承支架連接。所述的加工機械手的橫向行 走機構(gòu)主要是一個由交流電機驅(qū)動滾珠絲杠使?jié)L珠絲母作橫向移動的驅(qū)動機 構(gòu)，還包括一個橫向槽形滑塊在橫向直線導(dǎo)軌上滑動的導(dǎo)向機構(gòu)； 一塊連接板 的上端與橫向槽形滑塊連接，下端與滾珠絲母連接，中間固定有縱向槽形滑塊。
所述手動高度調(diào)整機構(gòu)主要由與高度調(diào)整槽形清塊連接的焊槍吊掛板和髙度調(diào) 整螺釘組成，焊槍體經(jīng)焊槍前夾塊、焊槍后夾塊和焊槍托架固定在焊槍吊掛板 上，焊槍吊掛板的上部與調(diào)整螺釘成螺紋連接。所述自動高度調(diào)整機構(gòu)由柔性 仿型鋼帶、上定位桿、下定位桿和定位鎖緊螺釘組成的仿型機構(gòu)；在所述構(gòu)架 定位在曲面鋼板上后，下定位桿頂在曲面鋼板上，上定位桿頂在柔性仿型鋼帶 下，擰緊定位鎖緊螺釘；安裝在仿型軸承支架上的仿型軸承在柔性仿型鋼帶上 滾動。上述技術(shù)方案的指導(dǎo)思想是這種曲面鋼板水火成形裝置采用電氣控制機 械傳動來完成作業(yè)，設(shè)在機械傳動箱中的橫向行走機構(gòu)能保證焊槍在一定的范 圍內(nèi)作橫向移動，焊槍離曲面鋼板的距離由手動高度調(diào)整機構(gòu)設(shè)定，由于曲面 鋼板為弧形，仿型機構(gòu)能保證焊槍按曲面鋼板的弧形軌跡移動，使焊槍在橫向 移動過程中始終與曲面鋼板保持等距，以實現(xiàn)焊槍噴出的火焰對曲面鋼板均勻 加熱。本實用新型的有益效果是這種曲面鋼板水火成形裝置采用小型I軸定位 控制機械傳動來完成作業(yè)，由于橫向行走機構(gòu)、手動高度調(diào)整機構(gòu)和自動高度 調(diào)整機構(gòu)的有機結(jié)合，使得該裝置結(jié)構(gòu)簡單、整機尺寸小、重量輕、便于人力 移動、操作靈活、工作可靠、加工精度高，能滿足各種板材被加工成所要求曲 面，特別適用于現(xiàn)場施工，提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)質(zhì)量。造船廠使用這種設(shè) 備，可以解決影響造船生產(chǎn)進度的一個關(guān)鍵問題，為縮短造船周期，提高造船 總量提供技術(shù)支持。


以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。 圖1是一種曲面鋼板水火成形裝置的縱剖面結(jié)構(gòu)圖。 圖2是圖1所示的一種曲面鋼板水火成形裝置的橫剖面結(jié)構(gòu)圖。 圖中1、交流電機，2、右托架，3、滾珠絲杠，3a、滾珠絲母，4、 橫向直線導(dǎo)軌，4a、橫向槽形滑塊，5、柔性仿型鋼帶，5a、上凸弧面，5b、 下凹弧面，6、箱體，6a、機械傳動箱，6b、小型I軸定位控制箱，7、左 托架，8、左軸承座，8a、左軸承，9、縱構(gòu)件，9a、橫構(gòu)件，9 b、可調(diào)整 支腿，9c、固定支腿，10、托架，1 1、下定位桿，1 2、鎖緊螺母，1 3、 曲面鋼板，1 4、右軸承座，1 4a、右軸承，1 5、聯(lián)軸套，1 6、縱向?qū)к墸?16a、縱向槽形滑塊，1 7、髙度調(diào)整導(dǎo)軌，1 7a、高度調(diào)整槽形滑塊，1 8、 焊槍前夾塊，1 8a、焊槍后夾塊，1 9、焊槍吊掛板，1 9a、長形開孔，20、
焊槍托架，2 1 、焊槍頭，2 1 a、焊槍體，2 2 、冷卻水管，2 3 、定'位套，2 3 a、 定位鎖緊螺釘，24、上定位桿，25、仿型軸承支架，26、仿型軸承螺釘，2 7、仿型軸承，28、連接板，29、高度調(diào)整螺釘，30、吊掛鉤，A、可燃混 合氣進口， B、冷卻水進口， C、高溫火焰。
具體實施方式
在圖l、 2所示的實施例中，這種曲面鋼板水火成形裝置主要包括一個由 焊槍21和冷卻水管22組成的用火焰加熱和水冷卻的加工機械手， 一個由小型 I軸定位控制箱6b和機械傳動箱6a組成的箱體6，加工機械手的縱向高度調(diào) 整機構(gòu)和橫向行走機構(gòu)就設(shè)在機械傳動箱6a中，箱體6由4個縱構(gòu)件9和4個 橫構(gòu)件9a焊接成一體的構(gòu)架支承，在構(gòu)架下方設(shè)有2個固定支腿9c和一個可 調(diào)整支腿9b,靠這三點支承讓該設(shè)備站立在平放的曲面鋼板13上，在可調(diào)整 支腿9b定位后可用鎖緊螺母12鎖緊。上述的加工機械手的橫向行走機構(gòu)主要是一個由交流電機1驅(qū)動滾珠絲杠 3使?jié)L珠絲母3a作橫向移動的驅(qū)動機構(gòu)，滾珠絲杠3的左端在箱體6上設(shè)有左 托架7、左軸承座8和左軸承8a，滾珠絲杠3的右端在箱體6上設(shè)有右托架2、 右軸承座14和右軸承14a，滾珠絲杠3通過聯(lián)軸套15與交流電機1連接；還 包括一個橫向槽形滑塊4a在橫向直線導(dǎo)軌4上滑動的導(dǎo)向機構(gòu)，橫向直線導(dǎo)軌 4的二端固定在箱體6上； 一塊連接板28的上端與橫向槽形滑塊4a連接，下 端與滾珠絲母3a連接，中間固定有縱向槽形滑塊16a。上述的加工機械手的縱向高度調(diào)整機構(gòu)包括一個手動高度調(diào)整機構(gòu)和一個 自動高度調(diào)整機構(gòu)。手動高度調(diào)整機構(gòu)主要由與高度調(diào)整槽形滑塊17a連接的焊槍吊掛板19和 高度調(diào)整螺釘29組成，焊槍體21a和冷卻水管22經(jīng)焊槍前夾塊18、焊槍后夾 塊18a和焊槍托架20固定在焊槍吊掛板19上，焊槍吊掛板19的上部與調(diào)整螺 釘29成螺紋連接。自動高度調(diào)整機構(gòu)由柔性仿型鋼帶5、上定位桿24、下定位桿ll和定位鎖 緊螺釘23a組成的仿型機構(gòu)；柔性仿型鋼帶5的二端分別固定在左托架7和右 托架2上，在不工作時下定位桿11是折疊后置于托架10上的，在該設(shè)備定位 在曲面鋼板13上后，下定位桿11就頂在曲面鋼板13上，穿過定位套23的上 定位桿24頂在柔性仿型鋼帶5下，擰緊定位鎖緊螺釘23a讓上定位桿24固定; 如果曲面鋼板13的弧面是上凸或下凹的，則柔性仿型鋼蒂5也相應(yīng)變?yōu)樯贤够?面5a或下凹弧面5b;靠仿型軸承螺釘26安裝在仿型軸承支架25上的仿型軸 承27在柔性仿型鋼帶5上滾動。上述的橫向行走機構(gòu)經(jīng)縱向槽形滑塊16a與縱向?qū)к?6相配合，手動高度 調(diào)整機構(gòu)經(jīng)高度調(diào)整槽形滑塊17a與高度調(diào)整導(dǎo)軌17相配合；高度調(diào)整導(dǎo)軌 17和縱向?qū)к?6的上端用上連接板25a連接，下端用仿型軸承支架25連接； 高度調(diào)整螺釘29穿過上連接板25a并設(shè)有鎖緊螺母，仿型軸承支架25是從設(shè) 在焊槍吊掛板19上的長形開孔19a穿過。綜上所述，該設(shè)備把橫向行走機構(gòu)、手動高度調(diào)整機構(gòu)和自動高度調(diào)整機 構(gòu)有機地結(jié)合在一起。圖中A表示可燃混合氣進口， B表示冷卻水進口，(表 示焊槍頭21噴出的高溫火焰?？扇蓟旌蠚夂屠鋮s水膠管掛在吊掛鉤30上。
權(quán)利要求1、一種曲面鋼板水火成形裝置，它主要包括一個由焊槍(21)和冷卻水管(22)組成的用火焰加熱和水冷卻的加工機械手，一個由小型I軸定位控制箱(6b)和機械傳動箱(6a)組成的箱體(6)，加工機械手的縱向高度調(diào)整機構(gòu)和橫向行走機構(gòu)就設(shè)在機械傳動箱(6a)中，箱體(6)由縱構(gòu)件(9)和橫構(gòu)件(9a)組成的構(gòu)架支承，在構(gòu)架下方設(shè)有2個固定支腿(9c)和一個可調(diào)整支腿(9b)；其特征在于所述加工機械手的縱向高度調(diào)整機構(gòu)包括一個手動高度調(diào)整機構(gòu)和一個自動高度調(diào)整機構(gòu)；所述橫向行走機構(gòu)經(jīng)縱向槽形滑塊(16a)與縱向?qū)к?16)相配合，手動高度調(diào)整機構(gòu)經(jīng)高度調(diào)整槽形滑塊(17a)與高度調(diào)整導(dǎo)軌(17)相配合；所述高度調(diào)整導(dǎo)軌(17)和縱向?qū)к?16)的上端用上連接板(25a)連接，下端用仿型軸承支架(25)連接。
2、 據(jù)權(quán)利要求l所述的曲面鋼板水火成形裝置；其特征在于所述的加工 機械手的橫向行走機構(gòu)主要是一個由交流電機(1)驅(qū)動滾珠絲杠(3)使?jié)L珠 絲母(3a)作橫向移動的驅(qū)動機構(gòu)，還包括一個橫向槽形滑塊(4a)在橫向直 線導(dǎo)軌(4)上滑動的導(dǎo)向機構(gòu)； 一塊連接板(28)的上端與橫向槽形滑塊(4a) 連接，下端與滾珠絲母(3a)連接，中間固定有縱向槽形滑塊(16a)。
3、 據(jù)權(quán)利要求1或2所述的曲面鋼板水火成形裝置；其特征在于所述手 動高度調(diào)整機構(gòu)主要由與高度調(diào)整槽形滑塊(na)連接的焊槍吊掛板(19)和 高度調(diào)整螺釘(29)組成，焊槍體(21a)經(jīng)焊槍前夾塊(18)、焊槍后夾塊(18a) 和焊槍托架(20)固定在焊槍吊掛板(19)上，焊槍吊掛板(19)的上部與調(diào) 整螺釘(29)成螺紋連接。
4、 據(jù)權(quán)利要求1或3所述的曲面鋼板水火成形裝置；其特征在于-所述自動高度調(diào)整機構(gòu)由柔性仿型鋼帶(5)、上定位桿(24)、下定位桿(11) 和定位鎖緊螺釘(23a)組成的仿型機構(gòu)；在所述構(gòu)架定位在曲面鋼板(13)上 后，下定位桿(11)頂在曲面鋼板(13)上，上定位桿(24)頂在柔性仿型鋼 帶(5)下，擰緊定位鎖緊螺釘(23a);安裝在仿型軸承支架(25)上的仿型軸 承(27)在柔性仿型鋼帶(5)上滾動。
專利摘要一種曲面鋼板水火成形裝置，其屬于船舶與海洋結(jié)構(gòu)物制造和金屬材料熱加工成形領(lǐng)域。這種曲面鋼板水火成形裝置采用小型I軸定位控制機械傳動來完成作業(yè)，由于橫向行走機構(gòu)、手動高度調(diào)整機構(gòu)和自動高度調(diào)整機構(gòu)的有機結(jié)合，使得該裝置結(jié)構(gòu)簡單、整機尺寸小、重量輕、便于人力移動、操作靈活、工作可靠、加工精度高，能滿足各種板材被加工成所要求曲面，特別適用于現(xiàn)場施工，提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)質(zhì)量。造船廠使用這種設(shè)備，可以解決影響造船生產(chǎn)進度的一個關(guān)鍵問題，為縮短造船周期，提高造船總量提供技術(shù)支持。
文檔編號B21D11/00GK201033337SQ20072001191
公開日2008年3月12日 申請日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日
發(fā)明者于文喜, 劉玉君, 驥 汪, 紀(jì)卓尚, 鄧燕萍, 金世良 申請人:大連理工大學(xué)