專利名稱：臂架自動生產(chǎn)線包板機的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及數(shù)控機械技術(shù)領域，具體是一種臂架自動生產(chǎn)線的包板機。
背景技術(shù)：
在臂架式起重機、混凝土輸送泵車等重型機械中，臂架的作用是為物料輸送提供足夠的高度以滿足施工要求，是設備的重要組成部分。前述重型機械通常有至少一節(jié)臂架，臂架的兩端與設備的其它部件或者臂架鉸接。如圖9、10所示，臂架的兩端為圓頭，在圓頭部位需要包板處理以增加機械強度。常規(guī)的臂架大小端包板方式是用氧氣、乙炔經(jīng)割槍加溫，使鋼板達到一定溫度后，用鐵錘敲擊鋼板使其彎曲來實現(xiàn)包板；該包板方式的缺陷是:包板時間長，效率低，操作人員的勞動強度高，而 且難以保證鋼板與臂架完全貼合，包板的存在一定誤差，尚待改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述背景技術(shù)中的不足，提供一種臂架自動生產(chǎn)線包板機，該包板機應能精確地自動完成包板工作，而且具有包板質(zhì)量好、控制精度高、操作方便簡單、工作穩(wěn)定可靠、工藝先進、省時省力的特點。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:臂架自動生產(chǎn)線包板機，其特征在于:所述包板機包括可水平滑移的龍門裝置、安裝在該龍門裝置上且可豎直滑移的橫臂裝置、安裝在橫臂裝置上且可上下擺動的壓板裝置以及控制主機；所述龍門裝置，包括立式布置的龍門架及其行走機構(gòu)，所述行走機構(gòu)包括沿水平方向平行布置的兩條導軌，龍門架橫跨在兩條導軌的上方，龍門架的兩個立柱的底部分別安裝在兩導軌上，各立柱內(nèi)分別設有第一驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動龍門架沿導軌水平滑移；所述橫臂裝置，包括一水平布置在龍門架兩立柱之間的橫臂及其升降機構(gòu)，所述升降機構(gòu)包括沿龍門架兩立柱內(nèi)側(cè)豎直布置的兩蝸桿，橫臂的兩端分別通過一個與蝸桿匹配的蝸輪安裝在兩蝸桿上，龍門架的頂部設有驅(qū)動所述蝸桿的第二驅(qū)動機構(gòu)；所述壓板裝置，包括高頻平面感應加熱系統(tǒng)以及設置在橫臂上的壓板機構(gòu)；所述壓板機構(gòu)包括安裝在所述橫臂中部的擺動架以及水平安裝在擺動架前端的至少一個壓輥；所述高頻平面感應加熱系統(tǒng)包括高頻電源柜、高頻變壓器以及安裝在所述擺動架前端的加熱器，加熱器與壓輥平行布置，所述高頻電源柜以及第一、第二驅(qū)動機構(gòu)均與所述控制主機連接。所述擺動架包括兩平行布置的擺動桿，兩擺動桿通過轉(zhuǎn)軸安裝在所述橫臂中部的開口內(nèi)，兩擺動桿的前端通過滑桿安裝有一支架，所述支架上安裝著前述壓輥以及加熱器，支架與擺動桿之間的兩滑桿上分別套設有防撞彈簧。所述壓板裝置還設有隨動機構(gòu)，該隨動機構(gòu)包括一安裝在橫臂上且配置有減速器的伺服電機，伺服電機的伺服驅(qū)動器與前述控制主機連接，前述擺動桿的轉(zhuǎn)軸上安裝有大齒輪，隨動機構(gòu)的減速器輸出齒輪與該大齒輪嚙合以驅(qū)動擺動架在豎直平面內(nèi)上下往復擺動。所述包板機還設有校準裝置，包括一個安裝在定位桿前端的十字線激光器，十字線激光器與控制主機連接，所述定位桿的后端固定在前述轉(zhuǎn)軸的端部；該定位桿水平布置朝著工件伸出并且與加熱器的中心線垂直，十字線激光器的軸線與加熱器的中心線平行。所述第一、第二驅(qū)動機構(gòu)均包括配置有減速器的伺服電機，伺服電機的伺服驅(qū)動器均與前述控制主機連接；其中第一驅(qū)動機構(gòu)還包括一齒輪齒條副，齒條固定在所述導軌上并與其平行，第一驅(qū)動機構(gòu)的減速器輸出齒輪與該齒條嚙合以驅(qū)動龍門架沿導軌水平往復滑移。所述高頻變壓器固定在前述兩擺動桿之間，所述高頻電源柜固定在龍門架頂部的橫梁上。所述擺動桿的轉(zhuǎn)軸、壓輥、加熱器以及十字線激光器的軸線均與橫臂平行布置。所述加熱器的兩邊分別設有防碰定位輪。本發(fā)明的工作原理是:1.當工件由縱向小車向橫向小車交接完成后(以臂架大端從上向下包板為例)，控制主機控制龍門架、橫臂以及壓板裝置均回到初始原點；2.回初始原點后，控制主機控制龍門架、橫臂以及加熱器走到工件大端圓的上方，并讓十字線激光器的十字線對準大端圓的圓心，如圖13所示；3.控制主機測量出壓輥與鋼板之間的距離(圖13中D值)，之后橫臂下降X值的距離，使得壓輪與測量點接觸并校準此點，控制主機進入工作參數(shù)將直徑從原來的值減少所測量出X值，并調(diào)整行走 速度和行走方式，保存該值；4.控制主機開啟水泵、高頻電源柜、加熱器，慢慢加大加熱器功率，當達到一定值后(厚板為360A電流、簿板為160A電流)，使加熱器對鋼板加熱，當被加熱鋼板達到一定溫度后(被加熱面的表面溫度為1000°C左右)，控制主機控制加熱器和壓輪按所設定的參數(shù)按工件圓弧的軌跡行走，當走到設定的包板角度后，控制主機關閉加熱器，控制主機、橫臂以及壓板裝置自動回到原點位置，包板完成(小端包板與此相同由另一臺包板設備完成)。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明是集數(shù)控、精密機械、高頻平面感應加熱系統(tǒng)于一體，主要用于臂架大、小端金屬板在控制主機控制下經(jīng)高頻平面感應加熱器加熱后使壓輪按臂架大、小端圓弧軌跡進行自動包板，具有包板質(zhì)量好、控制精度高，操作方便簡單、工作穩(wěn)定可靠、工藝先進、省時、省力的優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖之一。圖2是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖之二。圖3是本發(fā)明中龍門架立柱與導軌的裝配示意圖。圖4是本發(fā)明中第一驅(qū)動機構(gòu)與導軌的裝配示意圖。圖5是本發(fā)明中橫臂及壓板裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明中橫臂及壓板裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明中橫臂及壓板裝置的左視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是本發(fā)明中橫臂及壓板裝置的右視結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是臂架未包板狀態(tài)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖10是臂架未包板狀態(tài)的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖11是臂架包板后的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖12是臂架包板后的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖13是本發(fā)明的包板原理示意圖。圖14是本發(fā)明的原理框圖。圖15是圖6中擺動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖16是圖15的左視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明并不局限于以下實施例。如圖1、圖2所示，本發(fā)明所述的臂架自動生產(chǎn)線包板機，包括可水平滑移的龍門裝置、安裝在該龍門裝置上且可豎直滑移的橫臂裝置、安裝在橫臂裝置上且可上下擺動的壓板裝置以及控制主機9。如圖3、4所示，所述龍門裝置，包括立式布置的龍門架I及其行走機構(gòu)，所述行走機構(gòu)包括沿水平方向平行布置的兩條導軌6，龍門架橫跨在兩條導軌的上方，龍門架的兩個立柱的底部分別安裝在兩導軌上(龍門架底部有與導軌匹配的滑槽)，各立柱內(nèi)分別設有第一驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動龍門架沿導軌水平滑移。所述第一驅(qū)動機構(gòu)包括配置有減速器的伺服電機10，伺服電機的伺服驅(qū)動器均與`前述控制主機連接以受其控制。第一驅(qū)動機構(gòu)還包括一齒輪齒條副，齒條11-1固定在所述導軌上并與其平行，該齒條與第一驅(qū)動機構(gòu)的減速器輸出齒輪11-2嚙合以驅(qū)動龍門架沿導軌水平往復滑移(圖中X1+、X1-方向以及X2+、X2-方向)。并且，龍門架兩側(cè)的第一驅(qū)動機構(gòu)的同步運動受控制主機控制。所述橫臂裝置，包括一水平布置在龍門架兩立柱之間的橫臂7及其升降機構(gòu)，所述升降機構(gòu)包括沿龍門架兩立柱內(nèi)側(cè)豎直布置的兩蝸桿1，橫臂的兩端分別通過一個與蝸桿匹配的蝸輪安裝在兩蝸桿上(橫臂水平布置并與龍門架的立柱垂直)。龍門架的頂部設有驅(qū)動所述蝸桿的第二驅(qū)動機構(gòu)，第二驅(qū)動機構(gòu)包括配置有減速器的伺服電機10，伺服電機的伺服驅(qū)動器均與前述控制主機連接并受其控制(龍門架兩側(cè)的第二驅(qū)動機構(gòu)的同步運動受控制主機控制)。當伺服電機啟動后，蝸桿帶動蝸輪轉(zhuǎn)動，從而使得橫臂上下運動(圖中Yl+、Yl-方向以及Y2+、Y2-方向)。蝸桿從上而下貫穿橫臂，既驅(qū)動橫臂運動，直線導軌和滑塊對橫臂的上下運動起到導向作用。蝸輪蝸桿為常規(guī)機構(gòu)，為了圖面整潔，圖中蝸輪予以省略不畫。如圖5、6、7所示，所述壓板裝置，包括高頻平面感應加熱系統(tǒng)以及設置在橫臂上的壓板機構(gòu)。所述壓板機構(gòu)包括安裝在所述橫臂中部的擺動架以及水平安裝在擺動架前端的至少一個壓輥8 (推薦采用兩個，加熱器的兩邊分別設有防碰定位輪16)。所述高頻平面感應加熱系統(tǒng)包括高頻電源柜3、高頻變壓器12以及安裝在所述擺動架前端的加熱器17，加熱器位于兩個壓輥之間且與壓輥平行布置，所述高頻電源柜與所述控制主機連接，使得主機可以控制其工作。所述壓板裝置還設有隨動機構(gòu)，該隨動機構(gòu)包括一安裝在橫臂上且配置有減速器的伺服電機，伺服電機的伺服驅(qū)動器與前述控制主機連接，前述擺動桿的轉(zhuǎn)軸上安裝有大齒輪15，隨動機構(gòu)的減速器輸出齒輪與該大齒輪嚙合以驅(qū)動擺動架在豎直平面內(nèi)上下往復擺動(±180度范圍內(nèi))。上述擺動架包括兩平行布置的擺動桿23-1(與橫臂垂直)，兩擺動桿通過轉(zhuǎn)軸14安裝在所述橫臂中部的開口內(nèi)(該轉(zhuǎn)軸受隨動機構(gòu)控制，隨著擺動架一起轉(zhuǎn)動，如圖1、圖2、圖5、圖7所示)，兩擺動桿的前端通過滑桿13安裝有一支架23-2 (支架兩端分別通過一滑桿安裝在兩擺動桿前端)，所述支架上安裝著前述壓輥以及加熱器，支架與擺動桿之間的兩滑桿上分別套設有防撞彈簧18，使得支架具有一定的緩沖距離，避免加熱器被撞壞。所述高頻變壓器固定在前述兩擺動桿之間，所述高頻電源柜固定在龍門架頂部的橫梁上。如圖6所不,加熱器背面設有一擺動機構(gòu)25,如圖15、圖16所不,該擺動機構(gòu)包括與前述滑桿13平行布置的兩根連接軸25-3，兩連接軸上套設有彈簧25-2，各連接軸的一端固定在前述擺動架23-2上，另一端安裝有與連接軸垂直的轉(zhuǎn)軸25-5，該轉(zhuǎn)軸與固定座25-1上的安裝孔25-4配合，固定座固定在加熱器17上，使得加熱器可以擺動±30度(方向如圖15中箭頭所示)。所述包板機還設有校準裝置，包括一個安裝在定位桿24-1前端的十字線激光器24-2,十字線激光器與控制主機連接,所述定位桿的后端固定在前述擺動桿轉(zhuǎn)軸的端部(位于沒有大齒輪的一端)，定位桿隨著前述隨動機構(gòu)擺動(與擺動桿轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn))。該定位桿水平布置朝著工件20伸出，并且當加熱器在原點位置時，要求定位桿與加熱器所在平面的中心線垂直(即與加熱器長度方向的中心線交叉并垂直)，十字線激光器的軸線與加熱器的中心線平行，該十字激光器朝著工件的大端或小端的圓孔22布置以校準位置(如圖13中十字線21所示)，即所述擺動桿的轉(zhuǎn)軸、壓輥、加熱器以及十字線激光器的軸線均與橫臂平行布置。以下假設導軌伸展方向為 X軸，蝸桿伸展方向為Y軸，擺動架的擺動方向為Z方向。本發(fā)明要求X軸、Y軸、Z方向的運動能嚴格按照工件的圓弧作插補運行，且抗干擾能力強，工作穩(wěn)定可靠。控制主機控制x、Y軸能否嚴格按照工件的外圓正常運行，Z方向能否保持加熱器與壓輪垂直于工件的圓弧切線上，最關鍵的是看試校的這一點的準確性；嚴格地講，要求控制主機按一個圓弧的軌跡走，試教圓的三點為最好；但是由于工件的特殊性(工件有一直鋼板19擋住，見圖9、圖10、圖13)，不可能試校三點，而只能試教一點，而圓的軌跡是按試教的這一點和所給的直徑所決定的，直徑是不變的，所以所試教的這一點就特別重要。為了準確地試教好這一點，在隨動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸上焊了一根定位桿24-1，當Z方向在原點位置時，要求定位桿與加熱器所在平面的中心線垂直(交叉并垂直)，在桿的端頭裝有十字線激光器24-2，并效準加熱器的軌跡，這樣就能很方便地試教好這一點，見圖13。高頻平面感應加熱系統(tǒng)由高頻電源柜、高頻變壓器、加熱器、操作面板等部分組成；將交流380V經(jīng)整流濾波后變成直流，經(jīng)IGBT及控制電路后，將高壓直流變成高頻高壓交流，經(jīng)高頻變壓器變壓，使高頻高壓變成低壓大電流，經(jīng)加熱器后將電能轉(zhuǎn)換成熱能。本發(fā)明中，加熱器的加熱效果非常重要，如果加熱效果不良，鋼板的溫度就達不到所能彎曲的溫度(因鋼板的厚度為15_，加熱器行走速度為300_/分鐘)，控制主機控制的壓輪就無法將鋼板壓到所需要的位置，導致機械設備的防撞彈簧往后壓縮，使壓輪加熱器距離鋼板更遠，造成嚴重的惡性循環(huán)，使包板無法正常進行。因為平面感應加熱的加熱效率比較低，為了提高加熱的效率，可以采取兩種方案，一是增大加熱器的功率(同樣工件環(huán)型加熱只需160KW，平面感應加熱時增大為230kW)，二是在加熱器銅管上增加鐵氧體導磁磁芯，增加其導磁率，在這種狀態(tài)下，對鋼板與加熱器之間的距離要求保持在5-10mm之間，否則加熱效果也很差。另外，在加熱過程中，如果加熱器碰到工件(鋼板)，很容易損壞加熱器，為解決這一問題，在加熱器兩邊各增加了防碰定位輪，這樣加熱器既碰不到工件，又保證了鋼板與加熱器之間的距離。當加熱器在加熱、壓輪在壓鋼板的同時，加熱器會出現(xiàn)順著前進的方向加熱器距鋼板的距離較近，而加熱器后面則離鋼板的距離較遠，故加熱效果還是不太理想，為解決這一問題，在加熱器的反面增加了擺動系統(tǒng)，使得加熱器在±30°的方向上擺動25，在加熱器運行的過程中加熱器擺動一個角度，使加熱器的防碰定位輪始終跟蹤上鋼板，保證了加熱器與鋼板之間的距離，使加熱器發(fā)揮了最佳的加熱效果。尚需指出的是，為了防止龍門架的行走機構(gòu)中齒輪齒條副之間產(chǎn)生跳齒現(xiàn)象(由于齒條較長時會分多節(jié)加工成型，接頭處會有一定的誤差，難以完全吻合，齒輪在行走時容易產(chǎn)生跳動現(xiàn)象)，可以將齒輪及其驅(qū)動電機安裝在一活動塊上，該活動塊通過彈簧機構(gòu)壓緊在齒條上，使得齒條和齒輪之間具備一定的彈性空間，此為齒輪齒條副的常規(guī)配套機構(gòu)，在此不作詳細描述。本發(fā)明中，所有電子設備均可以外購獲得(如控制主機、十字線激光器等)，控制主機的控制軟件由普通程序人員 編寫。圖中還有，檢修護欄4，檢修爬梯5。
權(quán)利要求
1.臂架自動生產(chǎn)線包板機，其特征在于:所述包板機包括可水平滑移的龍門裝置、安裝在該龍門裝置上且可豎直滑移的橫臂裝置、安裝在橫臂裝置上且可上下擺動的壓板裝置以及控制主機(9); 所述龍門裝置，包括立式布置的龍門架(I)及其行走機構(gòu)，所述行走機構(gòu)包括沿水平方向平行布置的兩條導軌(6)，龍門架橫跨在兩條導軌的上方，龍門架的兩個立柱的底部分別安裝在兩導軌上，各立柱內(nèi)分別設有第一驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動龍門架沿導軌水平滑移； 所述橫臂裝置，包括一水平布置在龍門架兩立柱之間的橫臂(7)及其升降機構(gòu)，所述升降機構(gòu)包括沿龍門架兩立柱內(nèi)側(cè)豎直布置的兩蝸桿(2)，橫臂的兩端分別通過一個與蝸桿匹配的蝸輪安裝在兩蝸桿上，龍門架的頂部設有驅(qū)動所述蝸桿的第二驅(qū)動機構(gòu)； 所述壓板裝置，包括高頻平面感應加熱系統(tǒng)以及設置在橫臂上的壓板機構(gòu)；所述壓板機構(gòu)包括安裝在所述橫臂中部的擺動架以及水平安裝在擺動架前端的至少一個壓輥(8)；所述高頻平面感應加熱系統(tǒng)包括高頻電源柜(3)、高頻變壓器(12)以及安裝在所述擺動架前端的加熱器(17)，加熱器與壓輥平行布置，所述高頻電源柜以及第一、第二驅(qū)動機構(gòu)均與所述控制主機連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臂架自動生產(chǎn)線包板機，其特征在于:所述擺動架包括兩平行布置的擺動桿(23-1 )，兩擺動桿通過轉(zhuǎn)軸(14)安裝在所述橫臂中部的開口內(nèi)，兩擺動桿的前端通過滑桿(13)安裝有一支架(23-2)，所述支架上安裝著前述壓輥以及加熱器，支架與擺動桿之間的兩滑桿上分別套設有防撞彈簧(18)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的臂架自動生產(chǎn)線包板機，其特征在于:所述壓板裝置還設有隨動機構(gòu)，該隨動 機構(gòu)包括一安裝在橫臂上且配置有減速器的伺服電機(10)，伺服電機的伺服驅(qū)動器與前述控制主機連接，隨動機構(gòu)的減速器輸出齒輪(11-2)與該大齒輪(15)嚙合以驅(qū)動擺動架在豎直平面內(nèi)上下往復擺動。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的臂架自動生產(chǎn)線包板機，其特征在于:所述包板機還設有校準裝置，包括一個安裝在定位桿(24-1)前端的十字線激光器(24-2)，十字線激光器與控制主機連接，所述定位桿的后端固定在前述轉(zhuǎn)軸的端部；該定位桿水平布置朝著工件伸出并且與加熱器的中心線垂直，十字線激光器的軸線與加熱器的中心線平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的臂架自動生產(chǎn)線包板機，其特征在于:所述第一、第二驅(qū)動機構(gòu)均包括配置有減速器的伺服電機，伺服電機的伺服驅(qū)動器均與前述控制主機連接；其中第一驅(qū)動機構(gòu)還包括一齒輪齒條副，齒條(11-1)固定在所述導軌上并與其平行，第一驅(qū)動機構(gòu)的減速器輸出齒輪(11-2)與該齒條嚙合以驅(qū)動龍門架沿導軌水平往復滑移。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的臂架自動生產(chǎn)線包板機，其特征在于:所述高頻變壓器固定在前述兩擺動桿之間，所述高頻電源柜固定在龍門架頂部的橫梁上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的臂架自動生產(chǎn)線包板機，其特征在于:所述擺動桿的轉(zhuǎn)軸、壓輥、加熱器以及十字線激光器的軸線均與橫臂平行布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的臂架自動生產(chǎn)線包板機，其特征在于:所述加熱的兩邊分別設有防碰定位輪(16)。
全文摘要
本發(fā)明涉及臂架自動生產(chǎn)線包板機。所要解決的技術(shù)問題是提供的包板機應能精確地自動完成包板工作，而且具有包板質(zhì)量好、控制精度高、操作方便簡單、工作穩(wěn)定可靠、工藝先進、省時省力的特點。技術(shù)方案是臂架自動生產(chǎn)線包板機，其特征在于所述包板機包括可水平滑移的龍門裝置、安裝在該龍門裝置上且可豎直滑移的橫臂裝置、安裝在橫臂裝置上且可上下擺動的壓板裝置以及控制主機。
文檔編號B21D19/00GK103230972SQ201310138278
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者侯潤石, 王勝華, 魏秀權(quán), 張克俊 申請人:杭州凱爾達機器人科技股份有限公司