本发明涉及海洋软管生产设备,尤其涉及一种海洋软管生产的智能缠绕设备及方法。
背景技术:
1、海洋漂浮软管是一种用于海洋工程和海上资源开发的关键设备。它由柔软的材料制成,具有良好的耐压性和耐腐蚀性能,可以在恶劣的海洋环境中长时间使用。海洋漂浮软管主要由内层管、增强层和外层管组成。内层管采用高强度、耐腐蚀的材料,如聚乙烯或聚氨酯,以确保输送介质的安全性和稳定性。增强层通常采用合成纤维材料,如聚酯或聚酰胺,以增加软管的耐压能力和抗拉强度。外层管则用于保护内部结构,并提供额外的防护性能。海洋漂浮软管广泛应用于海上油气开采、海底管道敷设、海洋工程施工等领域。它们为海洋资源的开发和利用提供了重要的技术支持,提高了作业效率,降低了成本,并保护了海洋生态环境的可持续发展。
2、海洋漂浮软管生产过程中需要对其进行橡胶和帘线的缠绕。橡胶和帘线缠绕都需要稳定的力值,这样可以有效保证软管层间粘合保证软管结构的稳固。帘线作为软管承压层,缠绕角度和缠绕力值的稳定是保证软管安全系数的重要指标。目前暂无设备能够较为方便的完成对缠绕角度和缠绕力值的把控,缠绕力值完全凭人工经验操作,并且缠绕角度和缠绕力值发生偏离时不能够实时智能矫正。具体表现为,绕线辊上的橡胶或帘线被不断输出后其整体相对于海洋软管高度降低(如图1所示),其产生的影响是橡胶或帘线在绕线辊与海洋软管之间的长度增长,之间使得橡胶或帘线的张力产生变化,从而导致缠绕力值也变化,并且这个变化的过程会伴随整个海洋软管的橡胶或帘线缠绕过程。其缠绕力值变化将直接影响海洋软管的安全性和稳定性。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种海洋软管生产的智能缠绕设备及方法,可以解决现有设备不能够较为方便的完成对缠绕角度和缠绕力值的把控的问题。
2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
3、一种海洋软管生产的智能缠绕设备,包括海洋软管1和第一支撑架2,所述海洋软管1转动安装在所述第一支撑架2上。所述第一支撑架2的一侧设置有两组纵梁3和一组横梁4,所述横梁4的两端分别与两组所述纵梁3滑动连接。所述横梁4上安装有移动架5和第一驱动组件6,所述第一驱动组件6驱动所述移动架5在所述横梁4上移动。所述移动架5上设置有升降平台7和第二驱动组件8,所述第二驱动组件8驱动升降平台7相对于所述移动架5上升或下降。所述第二驱动组件8包括第二电机81。所述移动架5上还设置有固定架9,且位于所述移动架5的上方。所述升降平台7上设置有绕线辊51。所述固定架9的侧边设置有与所述绕线辊51的最高点平行的光电传感器91。所述光电传感器91与plc控制器连接,通过plc控制器控制所述第二电机81驱动升降平台7上升。
4、进一步地,所述第一支撑架2包括两个固定桩21、第三电机22和用于安装所述海洋软管1的杆芯23,所述杆芯23转动安装在两个所述固定桩21之间。所述第三电机22安装在一个所述固定桩21上,且第三电机22的输出端与所述杆芯23的一端连接,驱动所述杆芯23转动。
5、进一步地,两组所述纵梁3上均设置有第一滑槽31和第四驱动装置32。所述横梁4的两端分别安装在两组所述纵梁3上的第一滑槽31内,且受第四驱动装置32驱动,所述横梁4在所述第一滑槽31内移动。
6、进一步地,所述第四驱动装置32包括第四电机321和第四丝杆322,所述第四电机321的输出端与所述第四丝杆322的一端连接。所述横梁4的两端分别与两组所述第四丝杆322通过螺纹连接。
7、进一步地,所述横梁4上设置有第二滑槽41。所述移动架5的下部滑动安装在所述第二滑槽41内,受第一驱动组件6驱动,所述移动架5在所述第二滑槽41内移动。
8、进一步地,所述第一驱动组件6包括第一电机61和第一丝杆62,所述第一电机61的输出端与所述第一丝杆62的一端连接。所述移动架5的下部与所述第一丝杆62通过螺纹连接。
9、进一步地,所述升降平台7上设置有两条滑轨71。
10、进一步地,所述升降平台7上还设置有用于安装绕线辊51的第二支撑架72。所述第二支撑架72滑动安装在两条所述滑轨71上。
11、进一步地,所述第二支撑架72包括第五电机721和两块滑动板722,所述绕线辊51安装在两块所述滑动板722之间,且所述绕线辊的一端与所述第五电机721的输出端连接,受所述第五电机721驱动。两块所述滑动板722分别安装在两条所述滑轨71上。
12、进一步地,所述第二支撑架72靠近所述海洋软管1的一侧设置有第六驱动组件73。所述第六驱动组件73包括把手731和第六丝杆732,所述把手731设置在所述第六丝杆732的一端。一块所述滑动板722与所述第六丝杆732通过螺纹连接。
13、进一步地,所述升降平台7靠近所述海洋软管1的底部通过铰链转动连接有固定框74。转动所述固定框74并使其套装在所述把手731上,固定所述把手731转动。
14、进一步地,所述固定架9靠近所述海洋软管1的底部设置有第一转动辊92,所述第一转动辊92的最高点与所述绕线辊51的最高点平行。所述绕线辊51上的橡胶或帘线经过所述第一转动辊92与所述海洋软管1连接。
15、进一步地,所述固定架9安装有若干个第二转动辊93。
16、进一步地,所述第二驱动组件8还包括第二丝杆82。所述第二电机81安装在所述移动架5的顶部,所述第二电机81的输出端与所述第二丝杆82的上端连接。所述升降平台7远离所述海洋软管1的一侧与所述第二丝杆82通过螺纹连接。
17、进一步地,一种海洋软管生产的智能缠绕方法,基于权利要求1至14任意一项所述的一种海洋软管生产的智能缠绕设备,包括以下步骤:
18、步骤1,将所述绕线辊51安装在所述第二支撑架72上,然后接通电源,所述光电传感器91检测所述绕线辊51是否遮挡光束,并将信号传输给plc控制器。若无遮挡,则plc控制器判定为所述绕线辊51不与所述海洋软管1的最高点齐平,控制所述第二电机81驱动升降平台7上升至所述绕线辊51遮挡住光束后暂停。
19、步骤2,启动所述第一驱动组件6,驱动所述移动架5移动,使所述绕线辊51与所述海洋软管1的一侧齐平,暂停第一驱动组件6,启动所述第五电机721将橡胶或帘线从所述绕线辊51上引出并经过所述第一转动辊92后固定在所述海洋软管1的一侧,固定后暂停所述第五电机721。
20、步骤3,启动所述第四驱动装置32,驱动所述横梁4远离所述第一支撑架2,从而带动所述横梁4上的所述移动架5远离所述海洋软管1。位于所述绕线辊51与所述海洋软管1之间的橡胶或帘线将被拉扯,从而增加缠绕力值。
21、步骤4,操作人员转动所述把手731驱动所述第二支撑架72远离或靠近所述海洋软管1,再次调整橡胶或帘线对所述海洋软管1的缠绕力值。调整完毕后向上转动所述固定框74,将所述把手731固定住。
22、步骤5,启动所述第三电机22、所述第五电机721和所述第一驱动组件6,所述第一驱动组件6驱动所述移动架5在所述第二滑槽41内匀速移动。所述海洋软管1的橡胶或帘线缠绕生产工艺开始工作,在整个缠绕工艺过程中,所述光电传感器91一直保持检测工作。
23、本发明的有益效果是:
24、1.光电传感器91与第二驱动组件8通过plc控制器实现互相配合工作,能够实时监测绕线辊51的最高点是否与海洋软管1的最高点保持水平,并对移动架5的高度进行实时校正,使绕线辊51的最高点始终与海洋软管1的最高点保持水平。
25、2.第四驱动装置32驱动横梁4远离或靠近海洋软管1,大体上调节位于移动架5上的绕线辊51与海洋软管1之间的距离,从而调节绕线辊51与海洋软管1之间的橡胶或帘线的张力,调节橡胶或帘线对海洋软管1的缠绕力值。
26、3.人工转动把手731驱动第二支撑架72远离或靠近海洋软管1,更进一步调节绕线辊51与海洋软管1之间的距离。并且,这个过程由人工进行较为精确的调节,避免机器过度拉扯橡胶或帘线而使其崩断。
27、4.橡胶或帘线先经过第一转动辊92后与海洋软管1固定,从而使得橡胶或帘线能够在绕线辊51的最高点变低的情况下保持与海洋软管1的最高点水平,避免由于绕线辊51的最高点变低而导致的缠绕角度变化。
1.一种海洋软管生产的智能缠绕设备,包括海洋软管(1)和第一支撑架(2),所述海洋软管(1)转动安装在所述第一支撑架(2)上;其特征在于,所述第一支撑架(2)的一侧设置有两组纵梁(3)和一组横梁(4),所述横梁(4)的两端分别与两组所述纵梁(3)滑动连接;所述横梁(4)上安装有移动架(5)和第一驱动组件(6),所述第一驱动组件(6)驱动所述移动架(5)在所述横梁(4)上移动;所述移动架(5)上设置有升降平台(7)和第二驱动组件(8),所述第二驱动组件(8)驱动升降平台(7)相对于所述移动架(5)上升或下降;所述第二驱动组件(8)包括第二电机(81);所述移动架(5)上还设置有固定架(9),且位于所述移动架(5)的上方;所述升降平台(7)上设置有绕线辊(51);所述固定架(9)的侧边设置有与所述绕线辊(51)的最高点平行的光电传感器(91);所述光电传感器(91)与plc控制器连接,通过plc控制器控制所述第二电机(81)驱动升降平台(7)上升。
2.如权利要求1所示一种海洋软管生产的智能缠绕设备,其特征在于,所述第一支撑架(2)包括两个固定桩(21)、第三电机(22)和用于安装所述海洋软管(1)的杆芯(23),所述杆芯(23)转动安装在两个所述固定桩(21)之间;所述第三电机(22)安装在一个所述固定桩(21)上,且第三电机(22)的输出端与所述杆芯(23)的一端连接,驱动所述杆芯(23)转动。
3.如权利要求1所示一种海洋软管生产的智能缠绕设备,其特征在于,两组所述纵梁(3)上均设置有第一滑槽(31)和第四驱动装置(32);所述横梁(4)的两端分别安装在两组所述纵梁(3)上的第一滑槽(31)内,且受第四驱动装置(32)驱动,所述横梁(4)在所述第一滑槽(31)内移动。
4.如权利要求3所示一种海洋软管生产的智能缠绕设备,其特征在于,所述第四驱动装置(32)包括第四电机(321)和第四丝杆(322),所述第四电机(321)的输出端与所述第四丝杆(322)的一端连接;所述横梁(4)的两端分别与两组所述第四丝杆(322)通过螺纹连接。
5.如权利要求1所示一种海洋软管生产的智能缠绕设备,其特征在于,所述横梁(4)上设置有第二滑槽(41);所述移动架(5)的下部滑动安装在所述第二滑槽(41)内,受第一驱动组件(6)驱动,所述移动架(5)在所述第二滑槽(41)内移动。
6.如权利要求1所示一种海洋软管生产的智能缠绕设备,其特征在于,所述第一驱动组件(6)包括第一电机(61)和第一丝杆(62),所述第一电机(61)的输出端与所述第一丝杆(62)的一端连接;所述移动架(5)的下部与所述第一丝杆(62)通过螺纹连接。
7.如权利要求1所示一种海洋软管生产的智能缠绕设备,其特征在于,所述升降平台(7)上设置有两条滑轨(71)。
8.如权利要求7所示一种海洋软管生产的智能缠绕设备,其特征在于,所述升降平台(7)上还设置有用于安装绕线辊(51)的第二支撑架(72);所述第二支撑架(72)滑动安装在两条所述滑轨(71)上。
9.如权利要求8所示一种海洋软管生产的智能缠绕设备,其特征在于,所述第二支撑架(72)包括第五电机(721)和两块滑动板(722),所述绕线辊(51)安装在两块所述滑动板(722)之间,且所述绕线辊的一端与所述第五电机(721)的输出端连接,受所述第五电机(721)驱动;两块所述滑动板(722)分别安装在两条所述滑轨(71)上。
10.如权利要求9所示一种海洋软管生产的智能缠绕设备,其特征在于,所述第二支撑架(72)靠近所述海洋软管(1)的一侧设置有第六驱动组件(73);所述第六驱动组件(73)包括把手(731)和第六丝杆(732),所述把手(731)设置在所述第六丝杆(732)的一端;一块所述滑动板(722)与所述第六丝杆(732)通过螺纹连接。
11.如权利要求10所示一种海洋软管生产的智能缠绕设备,其特征在于,所述升降平台(7)靠近所述海洋软管(1)的底部通过铰链转动连接有固定框(74);转动所述固定框(74)并使其套装在所述把手(731)上,固定所述把手(731)转动。
12.如权利要求1所示一种海洋软管生产的智能缠绕设备,其特征在于,所述固定架(9)靠近所述海洋软管(1)的底部设置有第一转动辊(92),所述第一转动辊(92)的最高点与所述绕线辊(51)的最高点平行;所述绕线辊(51)上的橡胶或帘线经过所述第一转动辊(92)与所述海洋软管(1)连接。
13.如权利要求1所示一种海洋软管生产的智能缠绕设备,其特征在于,所述固定架(9)安装有若干个第二转动辊(93)。
14.如权利要求1所示一种海洋软管生产的智能缠绕设备,其特征在于,所述第二驱动组件(8)还包括第二丝杆(82);所述第二电机(81)安装在所述移动架(5)的顶部,所述第二电机(81)的输出端与所述第二丝杆(82)的上端连接;所述升降平台(7)远离所述海洋软管(1)的一侧与所述第二丝杆(82)通过螺纹连接。
15.一种海洋软管生产的智能缠绕方法,其特征在于,基于权利要求1至14任意一项所述的一种海洋软管生产的智能缠绕设备,包括以下步骤:
