專利名稱：管件安裝裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是用于管件連接作業的裝置。在煤氣、自來水等流體輸送的管道安裝時，兩端帶有法蘭的直管或彎管的對接，可基于電子數據再現連接管法蘭的空間位置關系，實現高精度的焊接固定作業。
背景技術：
在煤氣、自來水等流體輸送的管道中有很多兩端帶有法蘭的連接用的管件，這些管件除了直管還有用于轉彎處的彎管，轉彎處的彎管是從容易安裝作業的考慮，一般都使用了連接管。比如這些連接管的安裝是預先按照適當的長度及彎度在兩端不帶法蘭A、B的狀態下把連接管準備出來，在需要與A、B連接的法蘭C、D上再用螺絲固定上法蘭，在此狀態下，用已準備的連接管在現場比對并加工修整成兩端正好可以帶上A、B法蘭，然后在兩端 臨時點焊上法蘭，再把連接管拆下來，將法蘭A、B正式焊接到連接管的兩端。現在，連接管(現場比對管 取型管)的制作是在安裝現場進行的，多半要伴隨著切害I]、焊接、重物搬移等危險的作業。還有完成的連接管精度也不穩定，品質也頗為粗糙。一般情況都是使用這樣的連接管件。另外則是使用將作業過程系統化的再現裝置，從連接管的加工圖上反映出兩端法蘭的安裝面的形態，也就是確定位置及角度(可形成電子數據)。在工廠加工制作帶有法蘭的連接管時，十分容易地完成作業過程。如圖所示。圖3是由再現裝置確定法蘭空間形態方法的系統概略圖。(a)是全體構成圖，(b)是再現裝置正面圖。如圖3 Ca)所示，內藏形態控制器的再現裝置110與用作數值控制器的電腦IlOa相連，數值控制器IlOa又與輸入器IlOb相連。輸入器IlOb用于輸入從連接管188的加工圖中提取的尺寸、角度等數據。操作者使用輸入器IlOb把從連接管188的加工圖中提取的尺寸、角度的數據輸入到數值控制器110a，數值控制器IlOa再把這些尺寸、角度數據的數值控制信號變換成形態控制信號之后，又向內藏在110的形態控制器傳送法蘭形態控制信號。如圖3(b)所示，再現裝置110的底部是裝有數個校準墊111的基座112，基座112的一側是固定式的第I安裝架113，另一側是可移動式的第2安裝架114，第I及第2的安裝架上的113、114又分別裝有旋轉臺115、116，旋轉臺上則有使得傾斜臺架119、120發生傾斜轉動的傾動機構121、122，還有轉盤機構123、124，機構123、124上是法蘭的裝配機構125、126。(參照專利文獻I)專利文獻專利文獻I :日本特開2000-5875號公報

發明內容
發明將解決的課題裝配用的連接管直徑較大、長度較長、重量較重的時候，會使施工明顯變得艱苦。還有，用以往的方法要在現場比對，連接管要修整加工以及搬運等。更有必要確定法蘭的角度，成了極為費工麻煩的問題。在此，管路中將要對接的管件兩端的空間位置關系，可使用本發明者申請的特開平9-5006號公報里記載的位置測定裝置進行測量，在工廠加工臨時連接管，在同一位置上配接所需的法蘭，也有必要加工用于連接的臨時管件(法蘭點焊管)，然而當把這些管件在現場直接對接時，常有無法吻合不能使用而浪費掉的可能性。本發明鑒于以上相關的狀況，以提供利用設計管的制作數據再現管件法蘭形態的簡易、小型輕量、低價的管件安裝裝置為目的。解決課題的手段請求項I所記載的發明的管件安裝裝置I是利用電子數據，把在煤氣、自來水等流體輸送的管道中以直管或彎管用作連接的管件2兩端的對接用法蘭3、4，以良好的再現精度進行焊接固定的裝置。 管件安裝裝置I的特征是設置了至少是在一個水平方向上移動的可以相互接近或者是反向分離的左右一對第I、第2法蘭位置確定機構5、6，機構5、6上則裝有法蘭放置臺7、8，而7、8裝配了帶上法蘭3、4沿X方向滑動的滑動機構10，另外5、6里還有使得7、8平面轉動的Θ I方向轉動機構11、使得機構11垂直轉動的Θ 2方向轉動機構12、使得機構12水平轉動的Θ 3方向轉動機構13。這里，連接管2除了至少在中間有一處彎曲的彎管，也包括了沒有彎曲的直管。根據請求項I所述的發明，管件安裝裝置因設置了至少是在一個水平方向上移動的可以相互接近或者是反向分離的左右一對第I、第2的法蘭位置確定機構，可以容易地調節各種管件的長度，也因法蘭位置確定機構裝有X方向滑動機構的法蘭放置臺、Θ I方向、Θ 2方向、Θ 3方向的轉動機構，利用設計管的制作數據可以再現帶有法蘭的連接管的形態，并且使得提供簡易、小型輕量、低價的安裝管件裝置成為了可能。請求項2所記載的發明的管件安裝裝置I是利用電子數據，把在煤氣、自來水等流體輸送的管道中以直管或彎管用作連接的管件2兩端的對接用法蘭3、4，以良好的再現精度進行焊接固定的裝置。管件安裝裝置I的特征是設置了水平方向上移動的可以相互接近或者是反向分離的左右一對移動一側的第I法蘭位置確定機構5與固定一側的第2法蘭位置確定機構6，機構5、6上則裝有法蘭放置臺7、8，而7、8裝配了帶上法蘭3、4沿X方向滑動的滑動機構10，另外5、6里還有使得7、8平面轉動的Θ I方向轉動機構11、使得機構11垂直轉動的Θ2方向轉動機構12、使得機構12水平轉動的Θ 3方向轉動機構13。根據請求項I所述的發明，管件安裝裝置因設置了水平方向上移動的可以相互接近或者是反向分離的左右一對移動一側的第I法蘭位置確定機構與固定一側的第2法蘭位置確定機構，也因法蘭位置確定機構裝有X方向滑動機構的法蘭放置臺、Θ1方向、Θ2方向、Θ 3方向的轉動機構，利用設計管的制作數據可以再現帶有法蘭的連接管的形態，并且使得提供簡易、小型輕量、低價的安裝管件裝置成為了可能。請求項3所記載的發明的管件安裝裝置I是利用電子數據，把在煤氣、自來水等流體輸送的管道中以直管或彎管用作連接的管件2兩端的對接用法蘭3、4，以良好的再現精度進行焊接固定的裝置。
管件安裝裝置I的特征是設置了至少是在一個水平方向上移動的可以相互接近或者是反向分離的左右一對第I、第2法蘭位置確定機構5、6，機構5、6則上裝有固定法蘭3、4的放置臺7、8和使得7、8平面轉動的Θ I方向轉動機構11、使得機構11垂直轉動的Θ 2方向轉動機構12、使得機構12水平轉動的Θ 3方向轉動機構13。根據請求項3所述的發明，管件安裝裝置因設置了至少是在一個水平方向移動的可以相互接近或者是反向分離的左右一對移動一側的第I法蘭位置確定機構與固定一側的第2法蘭位置確定機構，也因法蘭位置確定機構裝有固定法蘭的放置臺、Θ I方向、Θ 2方向、Θ 3方向的轉動機構，利用設計管的制作數據可以再現帶有法蘭的連接管的形態，并且使得提供簡易、小型輕量、低價的安裝管件裝置成為了可能。
發明的效果根據本發明所述，管件安裝裝置因設置了左右一對第I、第2的法蘭位置確定機構，可以容易地調節各種管件的長度，也因具備法蘭位置確定機構裝有X方向可滑動的法蘭放置臺、Θ1方向、Θ2方向、θ 3方向的轉動機構，利用設計管的制作數據可以再現帶有法蘭的連接管的形態，并且使得提供簡易、小型輕量、低價的安裝管件裝置成為了可能。


圖I為說明本發明實施方式的管件安裝裝置的概略圖。(a)管件安裝裝置的平面圖，(b)管件安裝裝置的正面圖。圖2是本發明實施方式相關的法蘭位置確定機構構成的斜視圖。圖3是通常例舉由再現裝置確定法蘭安裝形態方法的系統概略圖。(a)全體構成圖，(b)再現裝置正面圖。
具體實施例方式以下將參照圖紙詳細說明本發明的實施方式。圖I為說明本發明實施方式的管件安裝裝置的概略圖。(a)管件安裝裝置的平面圖，(b)管件安裝裝置的正面圖。如圖I所示，管件安裝裝置是支援設計管的安裝到臨時焊接工程的，以往作業人員是在作業平臺上制作的，而本發明的裝置是由連接管的加工圖確定放置臺上連接管兩端連帶的法蘭安裝面的形態，也就是位置和角度，加工制作帶有法蘭的連接管也就能十分容易地完成，是輕便小型的管件安裝裝置。操作者將測量法蘭空間位置關系所得的設計管的制作數據輸入后，左右7軸(3軸和4軸)與I個滑動量的設定值就在顯示屏上顯示出來，把這些各軸和I個滑動量用手動調到目標值，就能完成位置的設定，可在工廠里完成管件的制作。管件安裝裝置I能夠把在煤氣、自來水等流體輸送的管道中以直管或彎管用作連接的管件2兩端的對接用法蘭3、4，以良好的再現精度進行焊接固定。這種裝置設置了至少是在一個水平方向上移動的可以相互接近或者是反向分離的左右一對第I法蘭位置確定機構5與第2法蘭位置確定機構6,還有控制臺14構成了對這些機構進行控制。管件安裝裝置I是由固定一側的定位器與移動一側的定位器構成，第2法蘭位置確定機構6是固定一側的，第I法蘭位置確定機構5是移動一側的，適用管件的口徑范圍是40A-200A,間距是350mm-2000mm。固定一側的6配有旋轉軸、轉動軸、仰角軸的3軸，各軸上裝有編碼器(發信機)，將各軸的位置信息準確地發送到控制器。移動一側的5配有旋轉軸、轉動軸、仰角軸、移動軸(法蘭面之間)的4軸，各軸上也裝有編碼器(發信機)，將各軸的位置信息準確地發送到控制器。編碼器以角度O. I度、距離O. Imm的單位發信到控制器。各軸的驅動全都是使用手動式的搖柄，設定后可用手動限定住。而且在搖柄上可以安裝電機，之后就能構成全電動式的。控制臺14是由顯示部14a、電腦14 、鍵盤14c構成，顯示部14a文字顯示較大，放在操作者便于觀看的位置上，可一邊看目標值一邊調節各軸的位置。鍵盤14c是為操作者輸入管件信息用的，作為管件的信息，有如下8個項目。例如，有兩個彎曲部位的基本尺寸LI的長度、L2的長度、L3的長度，彎曲(LI與2N間形成的角度)，扭曲NI (L2與L3所成角的平面圖上的投影角)，扭曲N2 (L2與L3所成角的正面圖上的投影角)，螺絲孔Hl (LI —側的法蘭螺絲孔角度)，螺絲孔H2 (L3—側的法蘭螺絲孔角度)。如圖2是本發明實施方式相關的法蘭位置確定機構構成的斜視圖。如圖所示，第I的法蘭位置確定機構5裝有法蘭放置臺7，而7裝配了帶上法蘭3沿X方向滑動的滑動機構10，另外5里還有使得7平面轉動的Θ I方向轉動機構11、使得機構11垂直轉動的θ 2方向轉動機構12、使得機構12水平轉動的Θ 3方向轉動機構13。同樣的第2的法蘭位置確定機構6裝有法蘭放置臺8，而8裝配了可帶法蘭4沿X方向滑動的滑動機構10，另外6里還有使得8平面轉動的Θ I方向轉動機構11、使得機構11垂直轉動的Θ 2方向轉動機構12、使得機構12水平轉動的Θ 3方向轉動機構13。基座9 一側的第2法蘭位置確定機構6是成固定狀態的，另一側的第I法蘭位置確定機構5是可在基座9上部的2條成平行的線性滑道上能夠移動的。而且，在第I法蘭位置確定機構5的輸出軸上裝配了帶有小齒輪的驅動用電機。小齒輪與在線性滑道側面的平行安裝的框架咬合，由驅動電機的旋轉，能夠使得第I法蘭位置確定機構5相對基座9上固定狀態配置的第2法蘭位置確定機構6靠近或遠離的移動。下面對具有上述構成系統的管件安裝裝置的確定法蘭安裝面形態的方法作一說明。以3軸和I個滑動機構的電動操作為例，當然，也可以用手動方式容易地設定。如圖I所示，先按照鍵盤輸入的數據，比如管件有兩處彎曲的基本尺寸LI的長度、L2的長度、L3的長度，彎曲(LI與L2間形成的角度)，扭曲NI (L2與L3所成角度)，扭曲N2(L2與L3所成的角度)，螺絲孔Hl (LI 一側的法蘭螺絲孔所成的角度)，螺絲孔H2 (L3 一側的法蘭螺絲孔所成的角度)等管件的8項基本數據，依據第I、第2的法蘭位置確定機構5、6來確定法蘭3、4的位置。還有固定一側的第2法蘭位置確定機構6與移動一側的第I法蘭位置確定機構5之間的距離，由于機構5的移動是可變的，由編碼器也能檢測出來，被控制臺14控制而確定位置。如圖2所示，在移動一側的第I法蘭位置確定機構5上的第I法蘭放置臺7，放置第I法蘭3后被電機Ml驅動，由X方向滑動機構10確定X方向的位置。再有，Θ I方向轉動機構11裝配在X方向滑動機構10的背面，被電機M2驅動而轉動，轉動動作由小齒輪lib、大齒輪Ilc傳遞，向Θ I方向轉動。由此第I法蘭3的位置被確定。
θ 2方向的轉動機構12的軸是架設在Θ I方向轉動機構11的左右，被電機M3驅動而轉動，轉動動作由小滑車12b、大滑車12c以及齒輪12d傳遞，向Θ2方向轉動。由此第I法蘭3的位置被確定。Θ 3方向轉動機構13是為支持機構12而設，被電機M4驅動而轉動，轉動動作由小齒輪13b、大齒輪13c傳遞，向Θ 3方向轉動。由此第I法蘭3的位置被確定。電機Ml、M2、M3、M4的軸上，因為分別都配有10a、11a、12a、13a手柄，也能手動操作。由此，第I法蘭3可以由3軸與I個滑動機構控制，確定所在的空間位置。在固定一側的第2法蘭位置確定機構6上的第2法蘭放置臺8，放置法蘭4后，同第I法蘭3 —樣,被電機Ml驅動，由X方向滑動機構10確定X方向的位置。
再有，Θ I方向轉動機構11裝配在X方向滑動機構10的背面，被電機M2驅動而轉動，轉動動作由小齒輪lib、大齒輪Ilc傳遞，向0 I方向轉動。由此第2法蘭4的位置被確定。Θ 2方向的轉動機構12的軸是架設在Θ I方向轉動機構11的左右，由電機M3驅動而轉動，轉動動作由小滑車12b、大滑車12c以及齒輪12d傳遞，向Θ2方向轉動。由此第2法蘭4的位置被確定。Θ 3方向轉動機構13是為支持機構12而設，被電機M4驅動而轉動，轉動動作由小齒輪13b、大齒輪13c傳遞，向Θ 3方向轉動。由此第2法蘭4的位置被確定。電機Ml、M2、M3、M4的軸上，因為分別都配有10a、11a、12a、13a手柄，也能手動操作。由此，第2法蘭4可以由3軸與I個滑動機構控制，確定所在的空間位置。常用起重機把連接管吊運到第I、第2的法蘭3、4位置上，連接管比較小的時候，也可用手工安放上去。然后把法蘭和連接管焊上去。焊接時使用無噪聲焊接機、觸碰啟動型、高電壓啟動型等焊接機。并且單獨敷設D種地線。直到現在連接管(現場比對管·取型管)的制作是在安裝的現場進行，多半要伴隨著切割、焊接、重物搬移等危險的作業。且完成的連接管精度也不穩定，品質也頗為粗糙。導入本裝置后帶來的益處是I)在船舶里連接安裝完成管件后，泄漏可驟減；2)品質安定；3)免去現場作業(切割、焊接、重物搬移)，可在工廠制作；4)在海外等地發生液體泄漏時，僅用I天就能加工成合適的連接管件，次日即可發出；5)可大幅削減工時；6)不必為在現場取型作業而使用輔助材料。通常為I艘船加工連接管件是300根，10艘就達3000根。輔助材料一般如果是常用的角鋼(L-50X50X6)，因取型的輔助材料要3根，在工廠固定法蘭所用的材料得6根，I根管件的取型加工就得9根。為此，10艘就需要9x3000=27000根。按平均長O. 4m算，O. 4x27000=10800m，角鋼如果按5kg/m換算，重量就是5xl0800=54000kg，需54噸的鋼材等。所以，不必使27000根成為廢材，節省54噸的材料。材料費按100日元/kg計算，材料成本約540萬日元及127000根的切割、焊接等就不必了(作為間接費不含嘎斯及焊條等也將是相當的一筆費用)；7)間接的益處是因不必為27000根使用嘎斯及焊條等用材，也不必從現場到工廠使用車輛運送等。按I次運送20根算也得1350次，車輛的往返也就不需要了。再有取型用的法蘭雖可重復使用，但也用不著了。管件安裝裝置更具有出色的效果，I)人工費低廉，作業不需要技術；2)無不良品，螺絲孔等修整返工可變為零；3)作業時間縮短，改善作業效率；4)生產數據便于管理，當日加工的部分可用打印機印出，用作作業、生產后的管理，并能容易地保存。還有在安全、環境、質量、成本等方面都有改善。安全方面，I)改善作業環境；2)改善空氣環境；3)改善設備環境。作業環境的改善是避免了在現場的高處作業、焊接作業，從預防災害的觀點看也是有效的。空氣環境的改善是因為避免了在現場的焊接作業，能夠減少有害物的暴露，為現場作業的空氣環境作出了貢獻。設備環境的改善是實施了各種作業、機械設備的風險評估，為防止重大災害的發生作出了貢獻。環境方面，使用本發明的管件安裝裝置加工制造管件，可在以往作業的所有領域里實現減少廢物廢氣的排出量，在遭遇環境問題的困擾、缺乏環境意識的當下，由于省去在現場的焊接作業也是有助于改善環境能源問題及社會環境的保護。質量方面，I)對于質量，因計測裝置把兩端法蘭間的位置關系由電腦進行了數字化，管件的質量及信息管理得以容易地解決；2)從計測數據開始，對管件加工所必要的信息精密計算，也能對安裝現場的周圍障礙物等考慮進去，可以容易地加工成沒有偏差的質量 安定的管件。而且可以按用戶希望的形式加工；3)再現的質量就是用計測數據把與計測現場相同的法蘭面相當于在管件安裝裝置上再現出來，在顯示畫面上可以一目了然地確認計測機所測得的哪個位置的哪個螺絲孔等。成本方面，I)全方位地削減成本，以往的取型加工必要時的吊裝、移動、作業臺等都不需要，縮減了作業前的準備及之后的清理，也減低了輔助材作圖費用等；2)人工、時間的成本削減，現場法蘭比對、取型、吊裝、搬運、尺寸實測、繪制圖紙面等所有工序的人工、時間的損失可以削減；3)成本與以往的方式相比，加工I根管件能減少50%的工時。以上說明了實施方式，本發明不僅限于上述的實施方式，在不脫離本發明的要旨范圍內適當的變更也是可行的。比如，在一個水平方向上移動的可以相互接近或者是反向分離的左右一對第I、第 2法蘭位置確定機構，至少是在一個水平方向上移動的，采用其它的機構也可以。再有法蘭位置確定機構用4軸若能控制，其它的齒輪、小滑車等構成的鏈接傳遞也不要緊的。產業上利用的可能性本發明是用于管件連接作業的裝置。適用于在煤氣、自來水等流體輸送的管道安裝時，兩端帶有法蘭的直管或彎管的對接，可基于電子數據再現連接管法蘭的空間位置關系，實現高精度的焊接固定作業。符號的說明
權利要求
1.一種管件安裝裝置，其是利用電子數據，把在煤氣、自來水等流體輸送的管道中以直管或彎管用作連接的管件2兩端的對接用法蘭3、4，以良好的再現精度進行焊接固定的管件安裝裝置I，其特征是， 設置了至少是在一個水平方向上移動的可以相互接近或者是反向分離的左右一對第I、第2法蘭位置確定機構5、6， 機構5、6上則裝有法蘭放置臺7、8，而7、8裝配了可帶法蘭3、4沿X方向滑動的滑動機構10，另外5、6里還有使得7、8平面轉動的0 I方向轉動機構11、使得機構11垂直轉動的0 2方向轉動機構12、使得機構12水平轉動的0 3方向轉動機構13。這里，連接管2除了至少在中間有一處彎曲的彎管，也包括了沒有彎曲的直管。
2.一種管件安裝裝置，其是利用電子數據，把在煤氣、自來水等流體輸送的管道中以直管或彎管用作連接的管件2兩端的對接用法蘭3、4，以良好的再現精度進行焊接固定的管件安裝裝置I，其特征是， 設置了水平方向上移動的可以相互接近或者是反向分離的左右一對移動一側的第I法蘭位置確定機構5與固定一側的第2法蘭位置確定機構6， 機構5、6上則裝有法蘭放置臺7、8，而7、8裝配了可帶法蘭3、4沿X方向滑動的滑動機構10，另外5、6里還有使得7、8平面轉動的0 I方向轉動機構11、使得機構11垂直轉動的0 2方向轉動機構12、使得機構12水平轉動的0 3方向轉動機構13。
3.一種管件安裝裝置，其是利用電子數據，把在煤氣、自來水等流體輸送的管道中以直管或彎管用作連接的管件2兩端的對接用法蘭3、4，以良好的再現精度進行焊接固定的管件安裝裝置I，其特征是， 設置了至少是在一個水平方向上移動的可以相互接近或者是反向分離的左右一對第I、第2法蘭位置確定機構5、6， 機構5、6上則裝有固定法蘭3、4的放置臺7、8和使得7、8平面轉動的0 I方向轉動機構11、使得機構11垂直轉動的9 2方向轉動機構12、使得機構12水平轉動的0 3方向轉動機構13。
全文摘要
本發明涉及一種管件安裝裝置，其利用設計管的制作數據再現帶有法蘭的連接管形態，提供簡易、小型輕量、低價的管件安裝裝置。利用電子數據，把在煤氣、自來水等流體輸送的管道中以直管或彎管用作連接的管件2兩端的對接用法蘭3、4，以良好的再現精度進行焊接固定的管件安裝裝置1，設置了至少是在一個水平方向上移動的可以相互接近或者是反向分離的左右一對第1、第2法蘭位置確定機構5、6，機構5、6上則裝有法蘭放置臺7、8，而7、8裝配了可帶法蘭3、4沿X方向滑動的滑動機構10，另外5、6里還有使得7、8平面轉動的θ1方向轉動機構11、使得機構11垂直轉動的θ2方向轉動機構12、使得機構12水平轉動的θ3方向轉動機構13。
文檔編號B23K37/053GK102712065SQ20108006186
公開日2012年10月3日 申請日期2010年12月7日 優先權日2010年1月19日
發明者能美賢二 申請人:加一技術股份有限公司