专利名称：管件安装装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是用于管件连接作业的装置。在煤气、自来水等流体输送的管道安装时，两端带有法兰的直管或弯管的对接，可基于电子数据再现连接管法兰的空间位置关系，实现高精度的焊接固定作业。
背景技术：
在煤气、自来水等流体输送的管道中有很多两端带有法兰的连接用的管件，这些管件除了直管还有用于转弯处的弯管，转弯处的弯管是从容易安装作业的考虑，一般都使用了连接管。比如这些连接管的安装是预先按照适当的长度及弯度在两端不带法兰A、B的状态下把连接管准备出来，在需要与A、B连接的法兰C、D上再用螺丝固定上法兰，在此状态下，用已准备的连接管在现场比对并加工修整成两端正好可以带上A、B法兰，然后在两端 临时点焊上法兰，再把连接管拆下来，将法兰A、B正式焊接到连接管的两端。现在，连接管(现场比对管 取型管)的制作是在安装现场进行的，多半要伴随着切害I]、焊接、重物搬移等危险的作业。还有完成的连接管精度也不稳定，品质也颇为粗糙。一般情况都是使用这样的连接管件。另外则是使用将作业过程系统化的再现装置，从连接管的加工图上反映出两端法兰的安装面的形态，也就是确定位置及角度(可形成电子数据)。在工厂加工制作带有法兰的连接管时，十分容易地完成作业过程。如图所示。图3是由再现装置确定法兰空间形态方法的系统概略图。(a)是全体构成图，(b)是再现装置正面图。如图3 Ca)所示，内藏形态控制器的再现装置110与用作数值控制器的电脑IlOa相连，数值控制器IlOa又与输入器IlOb相连。输入器IlOb用于输入从连接管188的加工图中提取的尺寸、角度等数据。操作者使用输入器IlOb把从连接管188的加工图中提取的尺寸、角度的数据输入到数值控制器110a，数值控制器IlOa再把这些尺寸、角度数据的数值控制信号变换成形态控制信号之后，又向内藏在110的形态控制器传送法兰形态控制信号。如图3(b)所示，再现装置110的底部是装有数个校准垫111的基座112，基座112的一侧是固定式的第I安装架113，另一侧是可移动式的第2安装架114，第I及第2的安装架上的113、114又分别装有旋转台115、116，旋转台上则有使得倾斜台架119、120发生倾斜转动的倾动机构121、122，还有转盘机构123、124，机构123、124上是法兰的装配机构125、126。(参照专利文献I)专利文献专利文献I :日本特开2000-5875号公报
发明内容
发明将解决的课题装配用的连接管直径较大、长度较长、重量较重的时候，会使施工明显变得艰苦。还有，用以往的方法要在现场比对，连接管要修整加工以及搬运等。更有必要确定法兰的角度，成了极为费工麻烦的问题。在此，管路中将要对接的管件两端的空间位置关系，可使用本发明者申请的特开平9-5006号公报里记载的位置测定装置进行测量，在工厂加工临时连接管，在同一位置上配接所需的法兰，也有必要加工用于连接的临时管件(法兰点焊管)，然而当把这些管件在现场直接对接时，常有无法吻合不能使用而浪费掉的可能性。本发明鉴于以上相关的状况，以提供利用设计管的制作数据再现管件法兰形态的简易、小型轻量、低价的管件安装装置为目的。解决课题的手段请求项I所记载的发明的管件安装装置I是利用电子数据，把在煤气、自来水等流体输送的管道中以直管或弯管用作连接的管件2两端的对接用法兰3、4，以良好的再现精度进行焊接固定的装置。 管件安装装置I的特征是设置了至少是在一个水平方向上移动的可以相互接近或者是反向分离的左右一对第I、第2法兰位置确定机构5、6，机构5、6上则装有法兰放置台7、8，而7、8装配了带上法兰3、4沿X方向滑动的滑动机构10，另外5、6里还有使得7、8平面转动的Θ I方向转动机构11、使得机构11垂直转动的Θ 2方向转动机构12、使得机构12水平转动的Θ 3方向转动机构13。这里，连接管2除了至少在中间有一处弯曲的弯管，也包括了没有弯曲的直管。根据请求项I所述的发明，管件安装装置因设置了至少是在一个水平方向上移动的可以相互接近或者是反向分离的左右一对第I、第2的法兰位置确定机构，可以容易地调节各种管件的长度，也因法兰位置确定机构装有X方向滑动机构的法兰放置台、Θ I方向、Θ 2方向、Θ 3方向的转动机构，利用设计管的制作数据可以再现带有法兰的连接管的形态，并且使得提供简易、小型轻量、低价的安装管件装置成为了可能。请求项2所记载的发明的管件安装装置I是利用电子数据，把在煤气、自来水等流体输送的管道中以直管或弯管用作连接的管件2两端的对接用法兰3、4，以良好的再现精度进行焊接固定的装置。管件安装装置I的特征是设置了水平方向上移动的可以相互接近或者是反向分离的左右一对移动一侧的第I法兰位置确定机构5与固定一侧的第2法兰位置确定机构6，机构5、6上则装有法兰放置台7、8，而7、8装配了带上法兰3、4沿X方向滑动的滑动机构10，另外5、6里还有使得7、8平面转动的Θ I方向转动机构11、使得机构11垂直转动的Θ2方向转动机构12、使得机构12水平转动的Θ 3方向转动机构13。根据请求项I所述的发明，管件安装装置因设置了水平方向上移动的可以相互接近或者是反向分离的左右一对移动一侧的第I法兰位置确定机构与固定一侧的第2法兰位置确定机构，也因法兰位置确定机构装有X方向滑动机构的法兰放置台、Θ1方向、Θ2方向、Θ 3方向的转动机构，利用设计管的制作数据可以再现带有法兰的连接管的形态，并且使得提供简易、小型轻量、低价的安装管件装置成为了可能。请求项3所记载的发明的管件安装装置I是利用电子数据，把在煤气、自来水等流体输送的管道中以直管或弯管用作连接的管件2两端的对接用法兰3、4，以良好的再现精度进行焊接固定的装置。
管件安装装置I的特征是设置了至少是在一个水平方向上移动的可以相互接近或者是反向分离的左右一对第I、第2法兰位置确定机构5、6，机构5、6则上装有固定法兰3、4的放置台7、8和使得7、8平面转动的Θ I方向转动机构11、使得机构11垂直转动的Θ 2方向转动机构12、使得机构12水平转动的Θ 3方向转动机构13。根据请求项3所述的发明，管件安装装置因设置了至少是在一个水平方向移动的可以相互接近或者是反向分离的左右一对移动一侧的第I法兰位置确定机构与固定一侧的第2法兰位置确定机构，也因法兰位置确定机构装有固定法兰的放置台、Θ I方向、Θ 2方向、Θ 3方向的转动机构，利用设计管的制作数据可以再现带有法兰的连接管的形态，并且使得提供简易、小型轻量、低价的安装管件装置成为了可能。
发明的效果根据本发明所述，管件安装装置因设置了左右一对第I、第2的法兰位置确定机构，可以容易地调节各种管件的长度，也因具备法兰位置确定机构装有X方向可滑动的法兰放置台、Θ1方向、Θ2方向、θ 3方向的转动机构，利用设计管的制作数据可以再现带有法兰的连接管的形态，并且使得提供简易、小型轻量、低价的安装管件装置成为了可能。
图I为说明本发明实施方式的管件安装装置的概略图。(a)管件安装装置的平面图，(b)管件安装装置的正面图。图2是本发明实施方式相关的法兰位置确定机构构成的斜视图。图3是通常例举由再现装置确定法兰安装形态方法的系统概略图。(a)全体构成图，(b)再现装置正面图。
具体实施例方式以下将参照图纸详细说明本发明的实施方式。图I为说明本发明实施方式的管件安装装置的概略图。(a)管件安装装置的平面图，(b)管件安装装置的正面图。如图I所示，管件安装装置是支援设计管的安装到临时焊接工程的，以往作业人员是在作业平台上制作的，而本发明的装置是由连接管的加工图确定放置台上连接管两端连带的法兰安装面的形态，也就是位置和角度，加工制作带有法兰的连接管也就能十分容易地完成，是轻便小型的管件安装装置。操作者将测量法兰空间位置关系所得的设计管的制作数据输入后，左右7轴(3轴和4轴)与I个滑动量的设定值就在显示屏上显示出来，把这些各轴和I个滑动量用手动调到目标值，就能完成位置的设定，可在工厂里完成管件的制作。管件安装装置I能够把在煤气、自来水等流体输送的管道中以直管或弯管用作连接的管件2两端的对接用法兰3、4，以良好的再现精度进行焊接固定。这种装置设置了至少是在一个水平方向上移动的可以相互接近或者是反向分离的左右一对第I法兰位置确定机构5与第2法兰位置确定机构6,还有控制台14构成了对这些机构进行控制。管件安装装置I是由固定一侧的定位器与移动一侧的定位器构成，第2法兰位置确定机构6是固定一侧的，第I法兰位置确定机构5是移动一侧的，适用管件的口径范围是40A-200A,间距是350mm-2000mm。固定一侧的6配有旋转轴、转动轴、仰角轴的3轴，各轴上装有编码器(发信机)，将各轴的位置信息准确地发送到控制器。移动一侧的5配有旋转轴、转动轴、仰角轴、移动轴(法兰面之间)的4轴，各轴上也装有编码器(发信机)，将各轴的位置信息准确地发送到控制器。编码器以角度O. I度、距离O. Imm的单位发信到控制器。各轴的驱动全都是使用手动式的摇柄，设定后可用手动限定住。而且在摇柄上可以安装电机，之后就能构成全电动式的。控制台14是由显示部14a、电脑14 、键盘14c构成，显示部14a文字显示较大，放在操作者便于观看的位置上，可一边看目标值一边调节各轴的位置。键盘14c是为操作者输入管件信息用的，作为管件的信息，有如下8个项目。例如，有两个弯曲部位的基本尺寸LI的长度、L2的长度、L3的长度，弯曲(LI与2N间形成的角度)，扭曲NI (L2与L3所成角的平面图上的投影角)，扭曲N2 (L2与L3所成角的正面图上的投影角)，螺丝孔Hl (LI —侧的法兰螺丝孔角度)，螺丝孔H2 (L3—侧的法兰螺丝孔角度)。如图2是本发明实施方式相关的法兰位置确定机构构成的斜视图。如图所示，第I的法兰位置确定机构5装有法兰放置台7，而7装配了带上法兰3沿X方向滑动的滑动机构10，另外5里还有使得7平面转动的Θ I方向转动机构11、使得机构11垂直转动的θ 2方向转动机构12、使得机构12水平转动的Θ 3方向转动机构13。同样的第2的法兰位置确定机构6装有法兰放置台8，而8装配了可带法兰4沿X方向滑动的滑动机构10，另外6里还有使得8平面转动的Θ I方向转动机构11、使得机构11垂直转动的Θ 2方向转动机构12、使得机构12水平转动的Θ 3方向转动机构13。基座9 一侧的第2法兰位置确定机构6是成固定状态的，另一侧的第I法兰位置确定机构5是可在基座9上部的2条成平行的线性滑道上能够移动的。而且，在第I法兰位置确定机构5的输出轴上装配了带有小齿轮的驱动用电机。小齿轮与在线性滑道侧面的平行安装的框架咬合，由驱动电机的旋转，能够使得第I法兰位置确定机构5相对基座9上固定状态配置的第2法兰位置确定机构6靠近或远离的移动。下面对具有上述构成系统的管件安装装置的确定法兰安装面形态的方法作一说明。以3轴和I个滑动机构的电动操作为例，当然，也可以用手动方式容易地设定。如图I所示，先按照键盘输入的数据，比如管件有两处弯曲的基本尺寸LI的长度、L2的长度、L3的长度，弯曲(LI与L2间形成的角度)，扭曲NI (L2与L3所成角度)，扭曲N2(L2与L3所成的角度)，螺丝孔Hl (LI 一侧的法兰螺丝孔所成的角度)，螺丝孔H2 (L3 一侧的法兰螺丝孔所成的角度)等管件的8项基本数据，依据第I、第2的法兰位置确定机构5、6来确定法兰3、4的位置。还有固定一侧的第2法兰位置确定机构6与移动一侧的第I法兰位置确定机构5之间的距离，由于机构5的移动是可变的，由编码器也能检测出来，被控制台14控制而确定位置。如图2所示，在移动一侧的第I法兰位置确定机构5上的第I法兰放置台7，放置第I法兰3后被电机Ml驱动，由X方向滑动机构10确定X方向的位置。再有，Θ I方向转动机构11装配在X方向滑动机构10的背面，被电机M2驱动而转动，转动动作由小齿轮lib、大齿轮Ilc传递，向Θ I方向转动。由此第I法兰3的位置被确定。
θ 2方向的转动机构12的轴是架设在Θ I方向转动机构11的左右，被电机M3驱动而转动，转动动作由小滑车12b、大滑车12c以及齿轮12d传递，向Θ2方向转动。由此第I法兰3的位置被确定。Θ 3方向转动机构13是为支持机构12而设，被电机M4驱动而转动，转动动作由小齿轮13b、大齿轮13c传递，向Θ 3方向转动。由此第I法兰3的位置被确定。电机Ml、M2、M3、M4的轴上，因为分别都配有10a、11a、12a、13a手柄，也能手动操作。由此，第I法兰3可以由3轴与I个滑动机构控制，确定所在的空间位置。在固定一侧的第2法兰位置确定机构6上的第2法兰放置台8，放置法兰4后，同第I法兰3 —样,被电机Ml驱动，由X方向滑动机构10确定X方向的位置。
再有，Θ I方向转动机构11装配在X方向滑动机构10的背面，被电机M2驱动而转动，转动动作由小齿轮lib、大齿轮Ilc传递，向0 I方向转动。由此第2法兰4的位置被确定。Θ 2方向的转动机构12的轴是架设在Θ I方向转动机构11的左右，由电机M3驱动而转动，转动动作由小滑车12b、大滑车12c以及齿轮12d传递，向Θ2方向转动。由此第2法兰4的位置被确定。Θ 3方向转动机构13是为支持机构12而设，被电机M4驱动而转动，转动动作由小齿轮13b、大齿轮13c传递，向Θ 3方向转动。由此第2法兰4的位置被确定。电机Ml、M2、M3、M4的轴上，因为分别都配有10a、11a、12a、13a手柄，也能手动操作。由此，第2法兰4可以由3轴与I个滑动机构控制，确定所在的空间位置。常用起重机把连接管吊运到第I、第2的法兰3、4位置上，连接管比较小的时候，也可用手工安放上去。然后把法兰和连接管焊上去。焊接时使用无噪声焊接机、触碰启动型、高电压启动型等焊接机。并且单独敷设D种地线。直到现在连接管(现场比对管·取型管)的制作是在安装的现场进行，多半要伴随着切割、焊接、重物搬移等危险的作业。且完成的连接管精度也不稳定，品质也颇为粗糙。导入本装置后带来的益处是I)在船舶里连接安装完成管件后，泄漏可骤减；2)品质安定；3)免去现场作业(切割、焊接、重物搬移)，可在工厂制作；4)在海外等地发生液体泄漏时，仅用I天就能加工成合适的连接管件，次日即可发出；5)可大幅削减工时；6)不必为在现场取型作业而使用辅助材料。通常为I艘船加工连接管件是300根，10艘就达3000根。辅助材料一般如果是常用的角钢(L-50X50X6)，因取型的辅助材料要3根，在工厂固定法兰所用的材料得6根，I根管件的取型加工就得9根。为此，10艘就需要9x3000=27000根。按平均长O. 4m算，O. 4x27000=10800m，角钢如果按5kg/m换算，重量就是5xl0800=54000kg，需54吨的钢材等。所以，不必使27000根成为废材，节省54吨的材料。材料费按100日元/kg计算，材料成本约540万日元及127000根的切割、焊接等就不必了(作为间接费不含嘎斯及焊条等也将是相当的一笔费用)；7)间接的益处是因不必为27000根使用嘎斯及焊条等用材，也不必从现场到工厂使用车辆运送等。按I次运送20根算也得1350次，车辆的往返也就不需要了。再有取型用的法兰虽可重复使用，但也用不着了。管件安装装置更具有出色的效果，I)人工费低廉，作业不需要技术；2)无不良品，螺丝孔等修整返工可变为零；3)作业时间缩短，改善作业效率；4)生产数据便于管理，当日加工的部分可用打印机印出，用作作业、生产后的管理，并能容易地保存。还有在安全、环境、质量、成本等方面都有改善。安全方面，I)改善作业环境；2)改善空气环境；3)改善设备环境。作业环境的改善是避免了在现场的高处作业、焊接作业，从预防灾害的观点看也是有效的。空气环境的改善是因为避免了在现场的焊接作业，能够减少有害物的暴露，为现场作业的空气环境作出了贡献。设备环境的改善是实施了各种作业、机械设备的风险评估，为防止重大灾害的发生作出了贡献。环境方面，使用本发明的管件安装装置加工制造管件，可在以往作业的所有领域里实现减少废物废气的排出量，在遭遇环境问题的困扰、缺乏环境意识的当下，由于省去在现场的焊接作业也是有助于改善环境能源问题及社会环境的保护。质量方面，I)对于质量，因计测装置把两端法兰间的位置关系由电脑进行了数字化，管件的质量及信息管理得以容易地解决；2)从计测数据开始，对管件加工所必要的信息精密计算，也能对安装现场的周围障碍物等考虑进去，可以容易地加工成没有偏差的质量 安定的管件。而且可以按用户希望的形式加工；3)再现的质量就是用计测数据把与计测现场相同的法兰面相当于在管件安装装置上再现出来，在显示画面上可以一目了然地确认计测机所测得的哪个位置的哪个螺丝孔等。成本方面，I)全方位地削减成本，以往的取型加工必要时的吊装、移动、作业台等都不需要，缩减了作业前的准备及之后的清理，也减低了辅助材作图费用等；2)人工、时间的成本削减，现场法兰比对、取型、吊装、搬运、尺寸实测、绘制图纸面等所有工序的人工、时间的损失可以削减；3)成本与以往的方式相比，加工I根管件能减少50%的工时。以上说明了实施方式，本发明不仅限于上述的实施方式，在不脱离本发明的要旨范围内适当的变更也是可行的。比如，在一个水平方向上移动的可以相互接近或者是反向分离的左右一对第I、第 2法兰位置确定机构，至少是在一个水平方向上移动的，采用其它的机构也可以。再有法兰位置确定机构用4轴若能控制，其它的齿轮、小滑车等构成的链接传递也不要紧的。产业上利用的可能性本发明是用于管件连接作业的装置。适用于在煤气、自来水等流体输送的管道安装时，两端带有法兰的直管或弯管的对接，可基于电子数据再现连接管法兰的空间位置关系，实现高精度的焊接固定作业。符号的说明
权利要求
1.一种管件安装装置，其是利用电子数据，把在煤气、自来水等流体输送的管道中以直管或弯管用作连接的管件2两端的对接用法兰3、4，以良好的再现精度进行焊接固定的管件安装装置I，其特征是， 设置了至少是在一个水平方向上移动的可以相互接近或者是反向分离的左右一对第I、第2法兰位置确定机构5、6， 机构5、6上则装有法兰放置台7、8，而7、8装配了可带法兰3、4沿X方向滑动的滑动机构10，另外5、6里还有使得7、8平面转动的0 I方向转动机构11、使得机构11垂直转动的0 2方向转动机构12、使得机构12水平转动的0 3方向转动机构13。这里，连接管2除了至少在中间有一处弯曲的弯管，也包括了没有弯曲的直管。
2.一种管件安装装置，其是利用电子数据，把在煤气、自来水等流体输送的管道中以直管或弯管用作连接的管件2两端的对接用法兰3、4，以良好的再现精度进行焊接固定的管件安装装置I，其特征是， 设置了水平方向上移动的可以相互接近或者是反向分离的左右一对移动一侧的第I法兰位置确定机构5与固定一侧的第2法兰位置确定机构6， 机构5、6上则装有法兰放置台7、8，而7、8装配了可带法兰3、4沿X方向滑动的滑动机构10，另外5、6里还有使得7、8平面转动的0 I方向转动机构11、使得机构11垂直转动的0 2方向转动机构12、使得机构12水平转动的0 3方向转动机构13。
3.一种管件安装装置，其是利用电子数据，把在煤气、自来水等流体输送的管道中以直管或弯管用作连接的管件2两端的对接用法兰3、4，以良好的再现精度进行焊接固定的管件安装装置I，其特征是， 设置了至少是在一个水平方向上移动的可以相互接近或者是反向分离的左右一对第I、第2法兰位置确定机构5、6， 机构5、6上则装有固定法兰3、4的放置台7、8和使得7、8平面转动的0 I方向转动机构11、使得机构11垂直转动的9 2方向转动机构12、使得机构12水平转动的0 3方向转动机构13。
全文摘要
本发明涉及一种管件安装装置，其利用设计管的制作数据再现带有法兰的连接管形态，提供简易、小型轻量、低价的管件安装装置。利用电子数据，把在煤气、自来水等流体输送的管道中以直管或弯管用作连接的管件2两端的对接用法兰3、4，以良好的再现精度进行焊接固定的管件安装装置1，设置了至少是在一个水平方向上移动的可以相互接近或者是反向分离的左右一对第1、第2法兰位置确定机构5、6，机构5、6上则装有法兰放置台7、8，而7、8装配了可带法兰3、4沿X方向滑动的滑动机构10，另外5、6里还有使得7、8平面转动的θ1方向转动机构11、使得机构11垂直转动的θ2方向转动机构12、使得机构12水平转动的θ3方向转动机构13。
文档编号B23K37/053GK102712065SQ20108006186
公开日2012年10月3日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年1月19日
发明者能美贤二 申请人:加一技术股份有限公司