专利名称：上滑道悬吊式船体分段余量切割装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种上滑道悬吊式船体分段余量切割装置，可用于舰船、海洋油气装备和超大型海上钢结构浮体建造工程，属于船舶与海洋工程技术领域。
背景技术：
在舰船、海洋油气装备和超大型海上钢结构浮体建造工程中，钢结构是这些产品的主体部分，钢结构主体是由若干钢结构分段焊接组成的。在钢结构分段制造时，由于制造精度的原因，制造出来的钢结构分段尺度有误差，或因为合拢工艺要求，制造钢结构分段时，预留了尺度余量。这些钢结构分段在船台上或船坞里进行整体合拢前，必须对钢结构分段进行计算机模拟搭载和预合拢，提出合拢方案和每个钢结构分段的切割余量。在钢结构分段合拢前，提前把分段的余量切割掉，把分段的合拢面处理到要求的工艺精度。这样才能保证吊车吊装钢结构分段所用时间最短、效率最高、合拢工艺最好，从而缩短整个产品的建造周期、提供造船企业的生产效益。因此，钢结构分段在合拢前的分段余量切割，以及相对接分段合拢面的处理工艺精度是关键因素。当今钢结构分段越造越大，分段余量切割和合拢精度控制就越困难。目前尚没有专用的大型船体分段余量切割装备，只能采用人工划线切割，切割时间长、精度低，严重制约了钢结构主体合拢精度和效率，工人劳动强度大，生产安全性得不到保障，是造船合拢工艺和安全生产的瓶颈问题。所以，发明一种上滑道悬吊式船体分段余量切割装置，它不占用地面面积，为分段制造提供最大化的生产空间，它能购有效解决分段合拢的生产瓶颈问题，是壳、舾、涂一体化先进造船模式的关键制造设备，对提高舰船与海洋工程装备的制造质量和经济效益有重要意义。
发明内容
本发明提供一种上滑道悬吊式船体分段余量切割装置，它可以对舰船船体或海洋工程模块的钢结构分段进行多自由度、高效、高精度切割定位，最大限度地提供分段制造所需空间，提高了分段搭载、合拢效率，缩短了船台、船坞以及吊车被占用时间，提高造船企业的生产效率，对提高舰船与海洋工程装备的制造工艺、产品质量和经济效益有重要意义。本发明采用的技术方案是一种上滑道悬吊式船体分段余量切割装置，它包括一个切割头，它还包括上滑道机构和悬吊机构，所述上滑道机构采用两个平行的支撑滑道，在支撑滑道上设有采用移动结构的支撑滑块，一个滑道横梁的两端与支撑滑块固定连接，在滑道横梁上设有采用移动结构的梁滑块；所述悬吊机构吊挂在梁滑块的下部，采用多种滑杆分别把第一旋转盘、双向滑块、单向滑块和第二旋转盘依次连接，采用旋转结构的旋转盘(第一旋转盘和第二旋转盘)两端连接滑杆，在滑杆上设有采用移动结构的滑块(双向滑块和单向滑块)；所述切割头设置在所述悬吊机构的末端。所述支撑滑块设有让支撑滑块在支撑滑道上移动的驱动机构，所述梁滑块设有让梁滑块在滑道横梁上移动的驱动机构。
所述悬吊机构采用第一滑杆连接梁滑块和第一旋转盘的一端，采用第二滑杆连接第一旋转盘的另一端和双向滑块，采用L型滑杆连接双向滑块和单向滑块，单向滑块通过第三滑杆连接第二旋转盘的一端，第二旋转盘的另一端通过第四滑杆连接夹持切割头的夹具。所述第一旋转盘和第二旋转盘设有旋转盘转动的驱动机构；所述双向滑块和单向滑块与其连接的滑杆之间设有驱动机构。本发明的有益效果是这种上滑道悬吊式船体分段余量切割装置由上滑道机构、悬吊机构和切割头组成，悬吊机构的一端与上滑道机构连接，另一端与切割头连接，悬吊机构安装在上滑道机构下方。上滑道机构不但起到支撑悬吊机构的作用，而且还不占用地面空间，最大限度提供分段制造所需要的作业空间。悬吊机构主要作用是为切割头提供多自由度的运动和高精度的空间定位，切割头可以在分段外表面(包括甲板面、舷侧面和船底面等)、分段内表面(包括内底、纵舱壁、顶边舱壁、底边舱壁等)和型材构件表面进行自动定位、切割。整个装置设计巧妙，占用空间小，结构简洁，安装与卸载方便，维护简单，可靠性高。本发明的上滑道悬吊式船体分段余量切割装置，能够对钢结构分段进行自动、高效、高精度切割作业，属于造船与海洋工程中的钢结构分段搭载、合拢的专用大型装备，是现代化造船企业的重要制造设备，对提高舰船与海洋工程装备的制造工艺水平、产品质量和经济效益有重要意义。
图1是上滑道悬吊式船体分段余量切割装置立体图。图2是上滑道悬吊式船体分段余量切割装置正视图。图3是上滑道悬吊式船体分段余量切割装置侧视图。图4是上滑道悬吊式船体分段余量切割装置俯视图。图5是上滑道机构图。图6是悬吊机构图。图中1、支撑滑道，2、支撑滑块，3、滑道横梁，4、梁滑块，5、第一滑杆，6、第二滑杆,7、L型滑杆,8、第三滑杆，9、第四滑杆，10、第一旋转盘，11、第二旋转盘,12、双向滑块，13、单向滑块，14、夹具，15、切割头，16、钢结构分段。
具体实施例方式以下参照附图对本发明的结构做进一步描述。上滑道悬吊式船体分段余量切割装置(如图1、2、3所示)由上滑道机构(如图5所示)、悬吊机构(如图6所示)、切割头和钢结构分段16组成，悬吊机构的一端安装在上水平滑道横梁3的梁滑块4下，另一端连接切割头15。上滑道机构主要作用是能够为放置钢结构分段16提供大的开敞空间，并支撑着悬吊机构，为悬吊机构提供X和Y方向的初步运动与定位；悬吊机构主要作用是为切割头15提供大尺度的行进空间，为切割头15提供高精度、多自由度的线运动、角运动和空间定位；切割头15主要作用是根据悬吊机构的运动和定位，对钢结构分段16的余量进行切割；钢结构分段16放置在上滑道机构下方，由运载分段的平板车或地面上的可调墩支撑着钢结构分段。
1.上滑道机构
沿着X方向，水平且平行铺设2根支撑滑道1，固定在车间、厂房的上面，高度大于钢结构分段16高度，滑道间距也大于钢结构分段16宽度。2根支撑滑道I上各安装I个支撑滑块2，该支撑滑块2由驱动机构驱动在支撑滑道I上沿X方向运动。在这2根支撑滑道I之间设置I根Y方向的水平滑道横梁3，水平滑道横梁3两端与支撑滑道I上的支撑滑块2固定连接，支撑滑块2带动水平滑道横梁3在支撑滑道I上运动。在水平滑道横梁3上安装I个梁滑块4，该梁滑块4由驱动机构驱动在水平滑道横梁3上运动，在梁滑块4下方连接着悬吊机构。2.悬吊机构
悬吊机构由5根滑杆、2个滑块和2个旋转盘组成。第一滑杆5上端与梁滑块4固定连接，下端与第一旋转盘10连接，第一旋转盘10下方连接着第二滑杆6，第一滑杆5和第二滑6杆在同一轴线上，沿Z方向布置，垂直于地面。通过第一旋转盘10由驱动机构驱动绕Z轴转动，带动第二滑杆6轴向旋转。双向滑块12分别连接第二滑杆6和L型滑杆7，双向滑块12由驱动机构驱动在第二滑杆6作轴向直线运动，第二滑杆6与L型滑杆7的L型长边相互垂直，第二滑杆6与L型滑杆7的L型短边相互平行，L型滑杆7的L型长边在双向滑块12内由驱动机构驱动作轴向直线运动，它们之间没有旋转运动，第二滑杆6的轴向转动会带动双向滑块12和L型滑杆7在XY水平面内转动。第二旋转盘11两端分别固定连接第三滑杆8和第四滑杆9，第二旋转盘11由驱动机构驱动作轴向转动，带动第四滑杆9转动。在L型滑杆7的L型短边上连接单向滑块13，该单向滑块13固定连接着第三滑杆8，并在L型滑杆7的L型短边上由驱动机构驱动沿滑杆轴向直线运动，L型滑杆7的L型短边与第三滑杆8相对垂直。3.切割头
在第四滑杆9 一端安装有夹具14，该夹具用来夹住切割嘴15。这里可以采用等离子体切割、乙炔焰切割和高压水枪切割等方式。4.分段
钢结构分段16放置在上滑道机构下方，用支墩进行姿态调整和定位。
权利要求
1.一种上滑道悬吊式船体分段余量切割装置，它包括一个切割头(15)，其特征是它还包括上滑道机构和悬吊机构，所述上滑道机构采用两个平行的支撑滑道(I )，在支撑滑道(I)上设有采用移动结构的支撑滑块(2)，一个滑道横梁(3 )的两端与支撑滑块(2 )固定连接，在滑道横梁(3)上设有采用移动结构的梁滑块(4);所述悬吊机构吊挂在梁滑块(4)的下部，采用多种滑杆分别把第一旋转盘(10)、双向滑块(12)、单向滑块(13)和第二旋转盘(II)依次连接，采用旋转结构的旋转盘两端连接滑杆，在滑杆上设有采用移动结构的滑块；所述切割头(15)设置在所述悬吊机构的末端。
2.根据权利要求1所述的上滑道悬吊式船体分段余量切割装置，其特征是所述支撑滑块(2 )设有让支撑滑块(2 )在支撑滑道(I)上移动的驱动机构，所述梁滑块(4 )设有让梁滑块(4)在滑道横梁(3)上移动的驱动机构。
3.根据权利要求1所述的上滑道悬吊式船体分段余量切割装置，其特征是所述悬吊机构采用第一滑杆(5)连接梁滑块(4)和第一旋转盘(10)的一端，采用第二滑杆(6)连接第一旋转盘(IO )的另一端和双向滑块(12 )，采用L型滑杆(7 )连接双向滑块(12 )和单向滑块(13)，单向滑块(13)通过第三滑杆(8)连接第二旋转盘(11)的一端，第二旋转盘(11)的另一端通过第四滑杆(9)连接夹持切割头(15)的夹具(14)。
4.根据权利要求1或3所述的上滑道悬吊式船体分段余量切割装置，其特征是所述第一旋转盘(10)和第二旋转盘(11)设有旋转盘转动的驱动机构；所述双向滑块(12)和单向滑块(13)与其连接的滑杆之间设有驱动机构。
全文摘要
一种上滑道悬吊式船体分段余量切割装置，属于舰船与海洋工程技术领域。该切割装置由上滑道机构、悬吊机构和切割头组成，上滑道机构连接着悬吊机构，不占用地面空间。悬吊机构支撑着切割头，为切割头提供多自由度的运动和高精度的空间定位。切割头可以在分段外表面、分段内表面和型材构件表面进行自动定位、切割。整个装置结构简洁，安装与卸载方便，维护简单，可靠性高。本发明的上滑道悬吊式船体分段余量切割装置，能够对钢结构分段进行自动、高效、高精度切割作业，属于造船与海洋工程中的钢结构分段搭载、合拢的专用大型装备，是现代化造船企业的重要制造设备，对提高舰船与海洋工程装备的制造工艺水平、产品质量和经济效益有重要意义。
文档编号B23K10/00GK103056570SQ20131003119
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月28日 优先权日2013年1月28日
发明者林焰, 陈明, 于雁云, 李楷, 金朝光 申请人:大连理工大学