专利名称：曲面钢板多火头自动加工系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种曲面钢板多火头自动加工系统，其属于船舶与海洋结构物制造和金属材料热加工成型领域。
背景技术：
船体曲面外板大多是由三维不可展曲面构成，将平面钢板加工成船体曲面形状，目前国内外船厂均采用人工作业的水火加工成型的方法来实现。效率低、质量不稳定等影响了整个造船周期和造船质量。日本、韩国等都在开展船体曲面钢板水火成型自动化加工系统研究。但还没有从根本上解决提高生产效率的问题。
发明内容
为了解决提高曲面钢板水火成型自动化加工系统的生产效率，保证造船质量和缩短造船周期，本发明提供了一种曲面钢板多火头自动加工系统，该系统采用微机控制技术和机械传动相结合，配以相应的控制软件来自动完成行走、测量、调整、喷火和喷水等作业。由于采用多火头能同时加工多个焰道，在保证加工质量的同时，可以提高作业效率数倍。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种曲面钢板多火头自动加工系统，它主要由行走机构、工位调节机构、控制器和控制软件组成，控制器按控制软件的指令完成自动行走、自动调整工位和自动加工。该加工系统设有三个喷火头，三个喷火头都可以绕X-X轴同时旋转α角，沿Z-Z轴上下移动，其中有二个喷火头可以沿X1-X1轴作水平移动。喷火头以垂直面为中心的旋转角α＝-45°～+45°，沿X1-X1轴水平移动的距离为400～800mm，沿Z-Z轴上下移动的距离为200～300mm。
由调高架支承着的转臂与悬臂转架固定在一起，步进电机经减速器直接驱动转臂和悬臂转架一起转动。
固定在悬臂转架上的滑移架内部装有步进电机驱动的大丝杠，大丝杠上安装了二个与滑板固定在一起的丝母，在大丝杠转动时，丝母与滑板一起沿X1-X1轴移动。
在滑板上装有固定不动的一个小丝杠和二个光杠，由步进电机、蜗杆、蜗轮、滑块和喷火头组装在一起构成一个能上下移动的机构，其中蜗杆和蜗轮组成一对传动付，蜗轮套在小丝杠上组成另一对传动付。当步进电机依次驱动蜗杆、蜗轮时，包括喷火头在内的移动机构就会沿穿过滑块的光杠移动。
本发明的有益效果是这种曲面钢板多火头自动加工系统采用三个喷火头，使用微机控制技术和控制软件，使其能自动完成行走、测量、调整、喷火和喷水等作业。该加工系统结构简单、工作可靠、加工精度高，能满足各种板材被加工成所要求曲面的自动化作业。造船厂使用这种加工系统，可以解决影响造船生产进度的一个技术关键，为实现缩短造船周期，提高造船总量提供技术支持，为我国的造船技术进步奠定基础
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是一种曲面钢板多火头自动加工系统的总体结构图。
图2是图1中的R向视图。
图3是图1中的A-A剖视图。
图4是图1中的L向视图。
图中1、调高架，2、转臂，3、悬臂转架，4、滑移架，5、滑板，5a、喷火头，6、步进电机，7、减速器，8、步进电机，9、大丝杠，9a、丝母，10、步进电机，11、蜗杆，12、蜗轮，13、小丝杠，14、光杠，14a、滑块，15、导向轮，16、小轴，17、侧罩，18、盖板，19、固定板。
具体实施例方式
在图1、2所示的实施例中，图示的整个装置是通过调高架1固定在一个龙门架上，龙门架可以沿被加工钢板的纵向移动，调高架1可以在龙门架上作横向移动和上下移动，完成在作业过程中的大范围调整。调高架1支承着转臂2，转臂2和悬臂转架3固定在一起，只要转臂2转动，固定在悬臂转架3上的固定板19和喷火头5a等都能一起旋转，转臂2由步进电机6经减速比为60的减速器7驱动旋转，旋转角以垂直面为对称，即α＝-45°～+45°。
在图1、3中所示，一个滑移架4固定在悬臂转架3的下方，在滑移架9的内部安装了一个由步进电机8驱动的大丝杠9和二个丝母9a，二个滑板5分别固定在丝母9a上。在步进电机8驱动大丝杠9转动时，二个丝母9a上的滑板5可以沿X1-X1轴方向移动，移动的距离为600mm，二个滑板5之间的距离为500mm。另外在滑移架4的两侧都装有导向轮15，小轴16和侧罩17，下部装有防尘盖板18。
在图1、4中所示，一个固定板19固定在悬臂转架3的一端，在固定板19和二个滑板5上都分别安装了一套固定不动的小丝杠13和二个光杠14。由步进电机10、蜗杆11、蜗轮12、滑块14a和喷火头5a组成的一套上下移动的机构也安装在固定板19和二个滑板5上。蜗杆11和蜗轮12组成一对传动付，蜗杆12中心加工了与小丝杠13相配的螺纹，因此蜗轮12套在丝杠13上组成另一对传动付，二个光杠14穿过滑块14a上的孔。当步进电机10依次驱动蜗杆11、蜗轮12时，由喷火头5a等组成的移动机构就会沿光杠14作上下移动，移动距离为300mm。
权利要求
1.一种曲面钢板多火头自动加工系统，它主要由行走机构、工位调节机构、控制器和控制软件组成，控制器按控制软件的指令完成自动行走、自动调整工位和自动加工，其特征在于该加工系统设有三个喷火头(5a)，三个喷火头(5a)都可以绕X-X轴同时旋转α角，沿Z-Z轴作上下移动，其中有二个喷火头(5a)可以沿X1-X1轴作水平移动，喷火头(5a)以垂直面为中心的旋转角α＝-45°～+45°，沿X1-X1轴水平移动的距离为400～800mm，沿Z-Z轴上下移动的距离为200～400mm。
2.据权利要求1所述的曲面钢板多火头自动加工系统，其特征在于由调高架(1)支承着的转臂(2)与悬臂转架(3)固定在一起，步进电机(6)经减速器(7)直接驱动转臂(2)和悬臂转架(3)一起转动。
3.据权利要求2所述的曲面钢板多火头自动加工系统，其特征在于固定在悬臂转架(3)上的滑移架(4)内部装有步进电机(8)驱动的大丝杠(9)，大丝杠(9)上安装了二个与滑板(5)固定在一起的丝母(9a)，在大丝杠(9)转动时，丝母(9a)与滑板(5)一起沿X1-X1轴移动。
4.据权利要求3所述的曲面钢板多火头自动加工系统，其特征在于在滑板(5)上装有固定不动的一个小丝杠(13)和二个光杠(14)，由步进电机(10)、蜗杆(11)、蜗轮(12)、滑块(14a)和喷火头(5a)组装在一起构成一个能上下移动的机构，其中蜗杆(11)和蜗轮(12)组成一对传动付，蜗轮(12)套在小丝杠(13)上组成另一对传动付，当步进电机(10)依次驱动蜗杆(11)、蜗轮(12)时，包括喷火头(5a)在内的移动机构就会沿穿过滑块(14a)的光杠(14)移动。
全文摘要
一种曲面钢板多火头自动加工系统，其属于船舶与海洋结构物制造和金属材料热加工成型领域。这种自动加工系统采用三个喷火头，使用微机控制技术和控制软件，使其能自动完成行走、测量、调整、喷火和喷水等作业。该系统结构简单、工作可靠、加工精度高，能满足各种板材被加工成所要求曲面的自动化作业。造船厂使用这种加工系统，可以解决影响造船生产进度的一个技术关键，为实现缩短造船周期，提高造船总量提供技术支持，为我国的造船技术进步奠定基础
文档编号B25J9/00GK1562577SQ20041002040
公开日2005年1月12日 申请日期2004年4月12日 优先权日2004年4月12日
发明者纪卓尚, 刘玉君, 邓燕萍, 金世良, 于文喜, 郭洪仁 申请人:大连理工大学