《一種船用卷板機撓度的自動補償裝置》是泰安華魯鍛壓工具機有限公司於2011年9月20日申請的專利，該專利的公布號為CN102319777A，申請號為2011102783604，授權公布日為2012年1月18日，發明人是楊樹田、王小建、常欣、錢建新、劉景碩、范殿明。
《一種船用卷板機撓度的自動補償裝置》由位移測量部分、位移補償部分和微控電器系統組成，位移測量部分包括安裝在床身一側的支座，支座上安裝一剛性梁；在下支撐輥裝置的下方床身上安裝有位移測量感測器，位移測量感測器的活動端置放在剛性梁的上平面；位移補償部分包括安裝在上樑上的上支撐輥裝置，上支撐輥裝置由電動推桿裝置、拉桿、壓圈、彈簧、斜鐵、導板、托輪裝置、托輪支座和位移補償感測器組成；微控電器系統包括工控機、觸控螢幕和PLC可程式控制器。改發明的有益效果是：通過即時對床身受力後的撓度變形檢測，將檢測數據傳送到微控電器系統，計算出床身及上樑的整體變形和所需補償量，並指令進行補償，大大提高了船用卷板機的卷制質量和卷制效率，節約了能源，降低了設備的損耗。
2018年12月20日，《一種船用卷板機撓度的自動補償裝置》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種船用卷板機撓度的自動補償裝置》摘要附圖）
基本介紹
- 公告號：CN102319777A
- 授權日：2012年1月18日
- 申請號：2011102783604
- 申請日：2011年9月20日
- 申請人：泰安華魯鍛壓工具機有限公司
- 地址：山東省泰安市泰玻大街中段
- 發明人：楊樹田、王小建、常欣、錢建新、劉景碩、范殿明
- Int.Cl.：B21D5/14(2006.01)I
- 代理機構：北京中知法苑智慧財產權代理事務所（普通合夥）
- 代理人：常玉明、張蘭海
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
截至2011年9月20日，在造船行業中，船用卷板機上樑和床身的撓度變形還沒有實時可行的可靠檢測手段，對上樑和床身所產生的撓度變形只能靠理論計算，但得出的結果與實際補償量有時側相差很大，這是因為一種鋼板的屈服極限是在一定範圍內上下波動，而現場無法一一測量加工板材屈服極限，造成計算結果不準確；其次是靠人工經驗，同樣會出現上述的問題。在實際中，卷制船用鋼板時，上樑和床身長度較長，受力較大，必然要產生較大撓度變形，如果不進行實時補償，板材加工成型的直線度很不穩定，容易形成為鼓形，且卷制過程時間長、工作效率低。基於以上原因，需要一種卷板機撓度的即使的檢測和補償裝置。
發明內容
專利目的
《一種船用卷板機撓度的自動補償裝置》的目的是提供一種能夠線上多點自動檢測和自動補償的船用卷板機撓度的自動補償裝置，用以實現卷制過程中的床身撓度自動快速檢測和自動補償，滿足加工精度，提高生產效率。
技術方案
《一種船用卷板機撓度的自動補償裝置》的目的是這樣實現的：一種船用卷板機撓度的自動補償裝置，其特徵在於：由位移測量部分、位移補償部分和微控電器系統組成，其中：
位移測量部分包括安裝在床身一側的支座，支座上安裝一剛性梁；在下支撐輥裝置的下方床身上安裝有位移測量感測器，位移測量感測器的活動端置放在剛性梁的上平面；位移測量感測器測量出下支撐輥裝置處的床身撓度變形量並將信號傳送到微控電器系統；位移補償部分包括安裝在上樑上的上支撐輥裝置，上支撐輥裝置由電動推桿裝置、拉桿、壓圈、彈簧、斜鐵、導板、托輪裝置、托輪支座和位移補償感測器組成；電動推桿裝置、導板和位移補償感測器安裝在上樑上，托輪支座通過穿過上樑下端鋼板的拉桿和壓圈、彈簧提拉在上樑上，托輪支座的孔內安裝有托輪裝置，托輪裝置與上輥裝置接觸；托輪支座的斜面與斜鐵斜面配合，斜鐵的平面部份緊貼上樑的下平面，斜鐵帶有條孔或U型開口，以避開拉桿；電動推桿裝置和斜鐵連線，推拉移動斜鐵以調整上支撐輥裝置的高低位置；位移補償感測器的活動端與斜鐵連線，測控斜鐵位移量並將信號傳送到微控電器系統；微控電器系統包括工控機、觸控螢幕和PLC可程式控制器；通過位移測量感測器採集的各個下支撐輥裝置處床身的撓度變形量信號經過微控電器系統計算，得出對應的各個上支撐輥裝置上的電動推桿裝置所需行程，設定位移補償感測器數據，控制電動推桿裝置位移將上支撐輥裝置調整到合適高度，以補償下支撐輥裝置處的床身的撓度變形。
《一種船用卷板機撓度的自動補償裝置》的目的還可以這樣實現：位移測量部分的剛性梁一端與一支座固定連線，另一端置放在另一支座上。
位移測量部分的支座上帶有凹槽，剛性梁兩端嵌放在支座凹槽內，其中一端通過螺栓與支座固定連線。
位移測量感測器和位移補償感測器通過導線連線微控電器系統傳遞位移信號，或通過無線傳輸方式傳遞位移信號。
改善效果
《一種船用卷板機撓度的自動補償裝置》的有益效果是：通過即時對床身受力後的撓度變形檢測，將檢測數據傳送到微控電器系統，計算出床身及上樑的整體變形和所需補償量，並指令進行補償，大大提高了船用卷板機的卷制質量和卷制效率，節約了能源，降低了設備的損耗。
附圖說明
圖1為《一種船用卷板機撓度的自動補償裝置》的主視圖；
圖2為圖1的左視圖（局部剖視）；
圖3為《一種船用卷板機撓度的自動補償裝置》補償部分結構的主視圖；
圖4為圖3的左視圖；
圖5為床身撓度檢測對比示意圖。
圖中標號說明：機架1、上樑2、上輥裝置3、下輥裝置4、上支撐輥裝置5、下支撐輥裝置6、主傳動裝置7、床身8、連線梁9、剛性梁10、位移測量感測器11、支座12、螺栓13、油缸14、鉸支座15、微控電器系統16、未受力時位移測量感測器位置線17、受力時位移測量感測器位置線18；上支撐輥裝置5包括：電動推桿裝置5.1、拉桿5.2、壓圈5.3、彈簧5.4、斜鐵5.5、導板5.6、托輪裝置5.7、托輪支座5.8、位移補償感測器5.9。
技術領域
《一種船用卷板機撓度的自動補償裝置》涉及一種金屬壓力機械，具體地說，涉及一種船用卷板機的撓度自動補償裝置。
權利要求
1.一種船用卷板機撓度的自動補償裝置，其特徵在於：由位移測量部分、位移補償部分和微控電器系統組成，其中：位移測量部分包括安裝在床身（8）一側的支座（12），支座（12）上安裝一剛性梁（10）；在下支撐輥裝置（6）的下方床身（8）上安裝有位移測量感測器（11），位移測量感測器（11）的活動端置放在剛性梁（10）的上平面；位移測量感測器（11）測量出下支撐輥裝置（6）處的床身（8）撓度變形量並將信號傳送到微控電器系統（16）；位移補償部分包括安裝在上樑（2）上的上支撐輥裝置（5），上支撐輥裝置（5）由電動推桿裝置（5.1）、拉桿（5.2）、壓圈（5.3）、彈簧（5.4）、斜鐵（5.5）、導板（5.6）、托輪裝置（5.7）、托輪支座（5.8）和位移補償感測器（5.9）組成；電動推桿裝置（5.1）、導板（5.6）和位移補償感測器（5.9）安裝在上樑（2）上，托輪支座（5.8）通過穿過上樑（2）下端鋼板的拉桿（5.2）和壓圈（5.3）、彈簧（5.4）提拉在上樑（2）上，托輪支座（5.8）的孔內安裝有托輪裝置（5.7），托輪裝置（5.7）與上輥裝置（3）接觸；托輪支座（5.8）的斜面與斜鐵（5.5）斜面配合，斜鐵（5.5）的平面部份緊貼上樑（2）的下平面，斜鐵（5.5）帶有條孔或U型開口，以避開拉桿（5.2）；電動推桿裝置（5.1）和斜鐵（5.5）連線，推拉移動斜鐵（5.5）以調整上支撐輥裝置（5）的高低位置；位移補償感測器（5.9）的活動端與斜鐵（5.5）連線，測控斜鐵（5.5）位移量並將信號傳送到微控電器系統（16）；微控電器系統（16）包括工控機、觸控螢幕和PLC可程式控制器；通過位移測量感測器（11）採集的各個下支撐輥裝置（6）處床身（8）的撓度變形量信號經過微控電器系統計算，得出對應的各個上支撐輥裝置（5）上的電動推桿裝置（5.1）所需行程，設定位移補償感測器（5.9）數據，控制電動推桿裝置（5.1）位移將上支撐輥裝置（5）調整到合適高度，以補償下支撐輥裝置（6）處的床身（8）的撓度變形。
2.根據權利要求1所述的船用卷板機撓度的自動補償裝置，其特徵在於：位移測量部分的剛性梁（10）一端與一支座（12）固定連線，另一端置放在另一支座（12）上。
3.根據權利要求1所述的船用卷板機撓度的自動補償裝置，其特徵在於：位移測量部分的支座（12）上帶有凹槽，剛性梁（10）兩端嵌放在支座（12）凹槽內，其中一端通過螺栓（13）與支座（12）固定連線。
4.根據權利要求1所述的船用卷板機撓度的自動補償裝置，其特徵在於：位移測量感測器（11）和位移補償感測器（5.9）通過導線連線微控電器系統（16）傳遞位移信號，或通過無線傳輸方式傳遞位移信號。
實施方式
如圖1-2所示，《一種船用卷板機撓度的自動補償裝置》包括：床身8上面安裝有下輥裝置4、下支撐輥裝置6，下輥裝置4通過聯軸器與安裝在一端的主傳動裝置7聯接。
床身8兩端安裝有機架1的立柱；機架1立柱下端與床身8緊固連線，頂部由連線梁9連線穩固；機架1兩端的上方安裝有油缸14；油缸14的活塞桿通過鉸支座15與上樑2兩端連線，上樑2可在機架1內上下運動；上樑2的下端安裝有上輥裝置3、上支撐輥裝置5，上支撐輥裝置5在上輥裝置3的上方支撐上輥裝置3。
床身8的一側邊安裝有6套位移測量感測器11，位移測量感測器11在下支撐輥裝置6的下方；床身8的一側邊的下方焊接兩帶凹槽的支座12、兩支座12的上方嵌放一剛性梁10、剛性梁10的一端與其中一支座12由螺栓13連線，另一端平放在另一支座12的凹槽上；6套位移測量感測器11的活動端均放置在剛性梁10的上平面，隨時測量床身8的撓度變化。
床身8的一端安裝有微控電器系統16，微控電器系統由工控機、觸控螢幕和PLC可程式控制器組成，可進行人機互動，工藝計算和過程控制。
如圖3-4所示，上支撐輥裝置5由電動推桿裝置5.1、拉桿5.2、壓圈5.3、彈簧5.4、斜鐵5.5、導板5.6、托輪裝置5.7、托輪支座5.8和位移補償感測器5.9組成；電動推桿裝置5.1、導板5.6和位移補償感測器5.9安裝在上樑2上，托輪支座5.8通過穿過上樑2下端鋼板的拉桿5.2和壓圈5.3、彈簧5.4提拉在上樑2上，托輪支座5.8的孔內安裝有托輪裝置5.7，托輪裝置5.7與上輥裝置3接觸；托輪支座5.8的斜面與斜鐵5.5斜面配合，斜鐵5.5的平面部份緊貼上樑2的下平面，斜鐵5.5帶有條孔或∪型開口，以避開拉桿5.2；電動推桿裝置5.1和斜鐵5.5連線，推拉移動斜鐵5.5以調整上支撐輥裝置5的高低位置；位移補償感測器5.9的活動端與斜鐵5.5連線，測控斜鐵5.5位移量並將信號傳送到微控電器系統16；
如圖5所示，未受力時6套位移測量感測器11位置線17與受力6Q時位移測量感測器11位置線18均有位置差，當床身8受力6Q時，床身8變形，而剛性梁10一端為自由端，不會因為床身8的變形而變形，因而6套位移測量感測器11可測出床身8的下支撐輥裝置6安裝位置的的位移變化Δδ1～6。
微控電器系統包括工控機、觸控螢幕和PLC可程式控制器，當床身受力變形時，位移測量感測器數據發生變化並傳送到微控電器系統，微控電器系統採集相關N組數據Δδ1～n，通過計算，得出N個電動推桿所需數據，S1～n＝Z*F*（Δδ1～n*斜度比）即為N套電動推桿所需行程。
F為考慮上樑和床身的撓度變形的係數，對於一台船用卷板機是一個定值，設計時往往會將上樑慣性矩I1和床身慣性矩I2設計成基本一致，F＝（I1+I2）/I2，大多為1.8～2.2；斜度比是斜鐵的斜度比，一般採用30∶1較為合適，Z為修正係數一般為0.95～1.05。
工作過程：待加工的船用鋼板放在下輥裝置4的下輥上，調整船用鋼板一邊與下輥軸向方向在適合的位置上，油缸14驅動上樑2帶動上輥裝置3、上支撐輥裝置5壓下，主傳動裝置7通過聯軸器驅動下輥裝置4中的兩下輥轉動，卷制船用板狀工件，在卷制過程中，上輥裝置3、下輥裝置4中的上輥、下輥受力，並將力傳遞給上支撐輥裝置5中的托輪裝置5.7、和下支撐輥裝置6，再分別傳遞到上樑2和床身8，上樑2和床身8產生彈性變形（在沒有補償的情況下，卷制出的工件是鼓形，中間半徑大，兩邊半徑小）；安裝在床身8側邊的6套位移測量感測器11檢測到在安裝下支撐輥裝置6的床身8位置的6處變形量Δδ1～6，並通過導線傳到微控電器系統16，微控電器系統16根據採集的六組Δδ1～6數據分別進行計算並分別發出6組補償指令給6套電動推桿裝置5.1，推動斜鐵5.5運動到達6組指定位置停止（由6套位移補償感測器5.9測控）。鋼板繼續卷制，卷制出的產品各處半徑均勻一致。
榮譽表彰
2018年12月20日，《一種船用卷板機撓度的自動補償裝置》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
