专利名称：一种水火弯板机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及弯曲钢板的设备，特别是一种以加热并冷却方式使钢板变形的设备。
技术背景船舶壳体由多块钢板焊接而成，构成壳体的外板有很多曲面板，船体的外板很厚，且各个外板的曲面均不同，即每块曲面板均要单独加工。对曲面板的通常加工方法是将板材预加工(预压或预辊轧)，使板材弯曲至接近设计要求的曲面，然后由人工使用火焰枪对板材局部喷烧加热，随即浇水急冷，利用板材的热胀冷缩效应使板材弯曲变形。再用曲规(俗称卡板或木箱)测量曲率误差，根据误差反复对板材局部加热、冷却、测量，以得到符合要求的曲面板。这种“火工”的工艺方法效率很低，曲面板的加工已成为造船进度的瓶颈。火工的工作环境很差，劳动强度大，且对操作工的个人经验要求较高，一般需5年以上工作经验的人才有能力完成复杂曲面的外板加工。另外，曲规需根据船形单独制作，造一艘船需要几百上千个曲规，制造曲规耗时，且成本高。
据了解，日本、韩国已开发出用机械完成的“火工”的设备。但因被加工的板材曲面复杂，其既需控制火焰枪在X轴、Y轴、Z轴、三维方向移动，又要控制火焰枪在X方向摆动、在Y方向摆动，还要控制火焰枪转动。即要控制六个方位的动作。其控制机构结构复杂，成本高。
实用新型内容本实用新型旨在于给出一种结构简单、制作成本低的水火弯板机，以提高火工弯板的工作效率，降低劳动强度及加工成本。
本实用新型所述的水火弯板机，有可沿轨道移动的门架，门架上装有可横向移动的滑车，滑车上装有可上下移动的垂臂，门架上装有带测距仪的坐标控制机构，动臂浮动地安装在垂臂上，加热枪固定在动臂下端，动臂下端装有可环加热枪转动的支架，支架一侧安装淋水管，支架的下端装有一个以上支撑件，加热枪与燃气源连通，淋水管与水源连通。
本实用新型所述的水火弯板机，其类似于数控火焰切割机的门架、滑车、垂臂，及坐标控制机构均为现有技术，使用时，在坐标控制机构中输入被加工板材的曲面，将粗加工(预压、辊轧)的曲面板置于工作台上，使用测距仪检测板材水平面投影面(x轴、y轴)的边缘，确定坐标原点，测距仪沿x轴方向及y轴方向以适当间距检测曲面板的多个线条的曲率并与输入到控制器中的工件设计曲面对比，测知被加工件曲面与设计曲面的误差，根据经验或根据计算机程序确定加工火路数据。即可控制喷枪及水管沿设定的火路对板材表面局部加热及冷却。
所述的水火弯板机工作时，将支撑杆直接压在被加工的板面上，即加热枪的火焰喷口到被加热板面的距离已确定，动臂带动火焰枪及支架在曲面板表面移动，火焰喷口到板面的距离也可保持基本不变。由于动臂是浮动地安装在垂臂上，且动臂下端有支撑件顶住板面，则无需控制加热枪的竖直方向位移。当支撑杆在曲面上移动，无论曲面向上或向下弯曲，动臂随曲面浮动，即自动保证加热枪以基本不变的间距在曲面上位移。因加热枪的浮动设计，该机构仅控制火焰枪在平面移动，而垂直面的移动由浮动机构自动完成。即，仅使用火焰切割机的两维控制机构这样的现有技术，就可实现火焰枪复杂动作的控制。从而可大大简化设备的控制机构和机械结构。所述的水火弯板机，替代人工操作完成火工作业，既降低了人工的劳动强度，又可明显提高工作效率。
图1是本实用新型的一种水火弯板机的示意图；图2是本实用新型的水火弯板机的动臂的示意图；图3是单杆支撑的动臂的示意图；
图4是三杆支撑的动臂的示意图；图5是双杆支撑的动臂的示意图；图6是垂臂与动臂的连接关系示意图；图7是另一种垂臂与动臂的连接关系示意图。
具体实施方式
一种水火弯板机，如图1、图2，与火焰切割机相似的门架1，可沿轨道2移动，门架1上装有滑车3，可横向移动，滑车3上装有垂臂4，可垂直移动。滑车3上装有接触式测距仪通过机械和电气转换来测距或者安装非接触式测距仪如雷达或红外线测距仪5，其检测的被加工曲面面板的曲面数据可输至装在门架1上的坐标控制机构6中。垂臂4上浮动地安装动臂7，动臂7与垂臂4之间的配合，如图6所示，垂臂4上有纵向滑槽8与动臂7的滑轨9相配合，动臂可沿导轨8垂直方向移动，也可如图7所示，垂臂4上装有两列导轮24为导轨，动臂7被夹在两列导轮24之间可移动。火焰枪10固定在动臂7下端，支架11套装在火焰枪10外可转动。装在动臂7上的伺服电机12的轴上装有齿轮13与支架11的齿轮相啮合，可驱动支架11转动。支架11下部的横梁14上竖直地装有一个以上支撑杆15，支撑杆15的底端低于火焰枪的喷口16，支撑杆15底端顶住被加工板材17，则火焰枪喷口16到板材表面的距离被确定。在火焰枪喷口16一侧的横梁14上装有点火器19，用于点燃喷口16的火焰，淋水管20装在横梁14上处于喷口16的一侧。转动支架11可保证在任意方向的火路轨迹上移动时，火焰枪喷口16在前，淋水管20在后。
由于火焰枪在被加工板材表面移动，可能使支撑动臂7的支撑杆15移到板材边缘之外，浮动安装的动臂7依重力大幅下降，需启动垂臂4将动臂7连同火焰枪10等提升，为避免动臂7大幅下降，在垂臂4的纵向滑槽8的上下两端装有限位块21(如图5)。另外，在垂臂4上沿垂向排列多个凹坑22，动臂7上装有可卡入凹坑22的弹性凸块23(如图5、图6)，当动臂7瞬时快速下坠，弹性凸块23可在下坠过程中逐个卡入凹坑22中，增加下坠阻力，延缓下坠，控制机构6将指令支撑杆15反向移动，使之退回到面板上。
横梁18下的支撑杆可单杆支撑(如图2)，也可以是三杆支撑(如图3)，或者双杆支撑(如图4)。经试验两杆支撑为佳，火焰枪的喷口16位于两支撑杆之间。
因火焰枪喷口16常需加热板材17的边缘，该状态下，支撑杆15可能处于板材边缘之外，且杆的底端低于板面，支撑杆15可能妨碍火焰枪10回车移动，为防止支撑杆15卡在板材边缘，支撑杆15的底部装有滚轮24，当滚轮24局部滑出板材边缘，火焰枪10回车时，板材对滚轮的支撑力的垂向分力仍可顶起动臂7。
权利要求1.一种水火弯板机，有可沿轨道(2)移动的门架(1)，门架(1)上装有可横向移动的滑车(3)，滑车(3)上装有可上下移动的垂臂(4)，滑车上装有测距仪(5)，及坐标控制机构(6)，其特征是，动臂(7)浮动地安装在垂臂(4)上，火焰枪(10)固定在动臂(7)下端，动臂(7)下端装有可环绕火焰枪(10)转动的支架(11)，支架(11)下端装有一个以上支撑件(15)，支架(11)侧面安装的淋水管(20)处于火焰枪喷口(16)一侧，火焰枪(10)与燃气源连通，淋水管(20)与水源连通。
2.根据权利要求1所述的水火弯板机，其特征是，支架(11)下部的横梁(14)上装有一个以上支撑杆(15)，且支撑杆(15)下端装有滚轮(24)。
3.根据权利要求2所述的水火弯板机，其特征是，横梁(14)上装两个支撑杆(15)，火焰枪喷口(16)处于两支撑杆(15)之间。
4.根据权利要求1所述的水火弯板机，其特征是，垂臂(4)上装有滑槽(8)与动臂(7)的滑轨(9)相配可相互移动。
5.根据权利要求1所述的水火弯板机，其特征是，垂臂(4)上装有两列导轮(24)，动臂(7)被夹在两列导轮(24)间可移动。
6.根据权利要求4所述的水火弯板机，其特征是，垂臂(4)上沿垂向排列有多个凹坑(22)，动臂(7)上装有可卡入凹坑的弹性凸块(23)。
7.根据权利要求4所述的水火弯板机，其特征是，垂臂(4)的滑槽(8)上下两端装有限制动臂(7)行程的限位块(21)。
专利摘要本实用新型公开了一种水火弯板机，其动臂浮动地安装在垂臂上，加热枪固定在动臂下端，动臂下端装有可环加热枪转动的支架，支架一侧安装淋水管，支架的下端装有支撑件。其无需控制加热枪的竖直方向位移，即可自动保证加热枪以基本不变的间距在被加工件表面上位移，大大简化设备的控制机构和机械结构；用其替代人工操作完成火工作业，既降低了人工的劳动强度，又可明显提高工作效率。
文档编号B21D11/22GK2873345SQ20062005665
公开日2007年2月28日 申请日期2006年3月21日 优先权日2006年3月21日
发明者盛少琴, 马超良, 施理军, 苏汉明, 阮少锋, 陈尚贵, 刘清煜, 刘德全 申请人:广州广船国际股份有限公司