一种民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置制造方法及图纸

一种民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置。其包括底座、台架、叶片柔性夹具、第一CCD相机、第二CCD相机、第一电控X轴直线导轨、第三电控Z轴直线导轨、第一电控W轴旋转台、多功能焊接机头、非熔化极焊枪、第三CCD相机、第二电控T轴旋转台、第二电控Y轴直线导轨和控制器；本发明专利技术提供的民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置采用机器视觉校准非熔化极焊枪的姿态和送丝位置，进行焊接轨迹规划，排除了人为因素对修复叶片质量的影响，提高了堆焊工作效率，保证了焊接精度。

Civil aviation engine compressor blade surfacing repairing device

Civil aviation engine compressor blade surfacing repairing device. It comprises a base, rack, blade flexible clamp, the first CCD second camera, CCD camera, the first electronic X axis linear guide, the third electric Z axis linear guide, the first electronic W rotation platform and multifunctional welding machine, non consumable electrode, third CCD cameras, Second Taiwan, second axis control T control Y axis linear guide and controller; civil aviation engine compressor blade repairing device provided by the invention adopts machine vision calibration of non MIG welding torch attitude and wire position, welding trajectory planning, excluding the impact of human factors on the quality of the improved blade repair, welding work efficiency, ensure the welding precision.

【技术实现步骤摘要】
一种民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置
本专利技术属于机械设备
，特别是涉及一种采用机器视觉进行焊枪校准和焊接轨迹规划的焊接设备。技术背景压气机叶片是民用航空发动机的关键部件，在使用过程中，经常因气流冲刷和外来物冲击等原因造成叶尖、前后缘等部位材料缺失，从而引起发动机喘振、燃油利用率下降等问题。采用多层堆焊方法补足叶片缺失部分的材料，然后加工成所需外形后重新装配使用，可以降低发动机全寿命费用。由于叶片外形是复杂的三维曲面，尺寸跨度大，损伤部位离散性强，要求焊接轨迹定位精度高，堆焊前对非熔化极焊枪的姿态和送丝位置进行精确校准，采用传统目视示教焊接轨迹和校准焊枪的方法工作效率低下，定位精度和校准精度都无法保证叶片堆焊修复的质量要求。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置。为了达到上述目的，本专利技术提供的民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置包括底座、台架、叶片柔性夹具、第一CCD相机、第二CCD相机、第一电控X轴直线导轨、第三电控Z轴直线导轨、第一电控W轴旋转台、多功能焊接机头、非熔化极焊枪、第三CCD相机、第二电控T轴旋转台、第二电控Y轴直线导轨和控制器；所述的底座为水平设置的板状结构；台架为由左支撑臂、右支撑臂和连接在两个支撑臂上端的横梁构成的门字形结构，两个支撑臂的下端分别固定在底座的后端两侧部位；第一电控X轴直线导轨以能够左右移动的方式安装在台架的横梁前端面上，水平设置；第二电控Y轴直线导轨以能够前后移动的方式安装在底座的表面中部，水平设置；第三电控Z轴直线导轨以能够上下移动的方式安装在第一电控X轴直线导轨的中部，垂直设置；第一电控X轴直线导轨、第二电控Y轴直线导轨、第三电控Z轴直线导轨三个导轨运动方向互相垂直，实现非熔化极焊枪和叶片柔性夹具在三维空间上的相对运动；所述的第一电控W轴旋转台为中空管状结构，后端通过支架固定在第三电控Z轴直线导轨的下端前侧；多功能焊接机头安装在第一电控W轴旋转台的下端；非熔化极焊枪夹持在多功能焊接机头的下部，并且非熔化极焊枪上的枪缆向上穿过第一电控W轴旋转台的中心，使非熔化极焊枪能够随第一电控W轴旋转台在水平方向进行360°旋转；第二电控T轴旋转台的底面固定在第二电控Y轴直线导轨的表面中部；叶片柔性夹具安装在转接板上，能够随第二电控T轴旋转台沿前后方向旋转；第一CCD相机安装在台架的右支撑臂中部，第三CCD相机安装在台架的左支撑臂中部，并且第一CCD相机和第三CCD相机的光轴呈直角设置且焦点重合于第一电控W轴旋转台轴心的正下方；第二CCD相机安装在第三电控Z轴直线导轨的下端一侧，且镜头朝下；控制器分别与第一CCD相机、第二CCD相机、第一电控X轴直线导轨、第三电控Z轴直线导轨、第一电控W轴旋转台、非熔化极焊枪、第三CCD相机、第二电控T轴旋转台、第二电控Y轴直线导轨电连接。所述的多功能焊接机头包括安装板、第一手动平移台、第二手动平移台、第一角度调节器、第一连接板、第二角度调节器、防撞器、第二连接板、夹持块、第三连接板、手动升降台、焊缝保护气罩、送丝杆和微调螺钉；所述的安装板为水平设置的环形板，安装在第一电控W轴旋转台的底面上，内径与第一电控W轴旋转台的内径相同且位置相对同轴，用于设置非熔化极焊枪的枪缆；第一手动平移台水平设置由固定块和滑块以及调节螺栓组成，其中固定块的顶面安装在安装板的底面上，滑块与固定块的底面滑动配合，手动旋拧调节螺栓能够实现滑块的水平运动；第二手动平移台垂直设置，由固定块和滑块以及调节螺栓组成，其中固定块的顶面安装在第一手动平移台的滑块底面上，滑块与固定块的侧面滑动配合，手动旋拧调节螺栓能够实现滑块水平运动，并且第一手动平移台上滑块和第二手动平移台上滑块的运动方向垂直，由此能够实现非熔化极焊枪在水平方向上两个维度的手动水平调节；第一角度调节器由固定块和滑块以及调节螺栓组成，其中固定块的侧面安装在第二手动平移台上滑块的外侧面上，滑块与固定块以转动的方式配合，通过手动旋拧调节螺栓能够实现滑块在垂直平面上的角度调节，且调节方向与第一手动平移台上滑块的运动方向垂直；第一连接板的上端一侧面连接在第一角度调节器的滑块上；第二角度调节器由固定块和滑块以及调节螺栓组成，其中固定块连接在第一连接板下端的另一侧面上，滑块与固定块以转动的方式配合，手动旋拧调节螺栓能够实现滑块在垂直平面上的角度调节，调节方向与第二手动平移台上滑块的运动方向垂直，并且第一角度调节器和第二角度调节器的滑块角度调节方向互相垂直，由此实现非熔化极焊枪在垂直方向上两个维度的手动角度调节；防撞器安装在第二角度调节器的滑块上；第二连接板水平设置，一端表面连接在防撞器的下端；手动升降台由固定块和滑块以及调节螺栓组成，其中固定块垂直设置，连接在第二连接板的另一端，滑块与固定块的侧面滑动配合且通过第三连接板与焊缝保护气罩的侧面相连接；非熔化极焊枪通过焊枪夹持块固定在第二连接板上，且下端的枪嘴贯穿焊缝保护气罩后位于焊缝保护气罩的中心部位，通过手动旋拧手动升降台上的调节螺栓能够实现非熔化极焊枪和焊缝保护气罩在垂直方向的相对运动；送丝杆的中部倾斜贯穿安装在焊缝保护气罩的上，尾部位于焊缝保护气罩内，且送丝口指向非熔化极焊枪的枪嘴，后端安装有微调螺钉且微调螺钉的外部位于焊缝保护气罩外，利用手动旋拧微调螺钉的方式能够实现送丝杆的尾部在水平方向的摆动，由此来调节位于送丝杆内的焊丝与非熔化极焊枪上枪嘴的相对位置。所述的第二电控T轴旋转台由支撑架、两个旋转盘和转接板构成，支撑架为U形板状结构，底面固定在第二电控Y轴直线导轨的表面中部，并且底面与第二电控Y轴直线导轨相垂直；两个旋转盘分别以可转动的方式设置在支撑架的两侧壁内表面上；转接板两端分别通过一连接轴设置在旋转盘轴心处。本专利技术提供的民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置采用机器视觉校准非熔化极焊枪的姿态和送丝位置，进行焊接轨迹规划，排除了人为因素对修复叶片质量的影响，提高了堆焊工作效率，保证了焊接精度。附图说明图1为本专利技术提供的民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置结构主视图。图2为本专利技术提供的民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置结构侧视图。图3为本专利技术提供的民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置中多功能焊接机头结构图4为本专利技术提供的民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置中非熔化极焊枪垂直校准原理图。图5为本专利技术提供的民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置中非熔化极焊枪送丝距离校准原理图。图6为本专利技术提供的民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置中非熔化极焊枪送丝位置校准原理图。图7为本专利技术提供的民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置中焊枪相对于第一电控W轴旋转台同轴校准原理图。图8为民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置焊接轨迹规划原理图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术提供的民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置进行详细说明。如图1、图2所示，本专利技术提供的民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置包括底座1、台架2、叶片柔性夹具3、第一CCD相机4、第二CCD相机5、第一电控X轴直线导轨6、第三电控Z轴直线导轨7、第一电控W轴旋转台9、多功能焊接机头10、非熔化极焊枪11、第三CCD相机12、第二电控T轴旋转台1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置，其特征在于：其包括底座(1)、台架(2)、叶片柔性夹具(3)、第一CCD相机(4)、第二CCD相机(5)、第一电控X轴直线导轨(6)、第三电控Z轴直线导轨(7)、第一电控W轴旋转台(9)、多功能焊接机头(10)、非熔化极焊枪(11)、第三CCD相机(12)、第二电控T轴旋转台(14)、第二电控Y轴直线导轨(15)；所述的底座(1)为水平设置的板状结构；台架(2)为由左支撑臂、右支撑臂和连接在两个支撑臂上端的横梁构成的门字形结构，两个支撑臂的下端分别固定在底座(1)的后端两侧部位；第一电控X轴直线导轨(6)以能够左右移动的方式安装在台架(2)的横梁前端面上，水平设置；第二电控Y轴直线导轨(15)以能够前后移动的方式安装在底座(1)的表面中部，水平设置；第三电控Z轴直线导轨(7)以能够上下移动的方式安装在第一电控X轴直线导轨(6)的中部，垂直设置；第一电控X轴直线导轨(6)、第二电控Y轴直线导轨(15)、第三电控Z轴直线导轨(7)，三个导轨运动方向互相垂直，实现非熔化极焊枪(11)和叶片柔性夹具(3)在三维空间上的相对运动；所述的第一电控W轴旋转台(9)为中空管状结构，后端通过支架(8)固定在第三电控Z轴直线导轨(7)的下端前侧；多功能焊接机头(10)安装在第一电控W轴旋转台(9)的下端；非熔化极焊枪(11)夹持在多功能焊接机头(10)的下部，并且非熔化极焊枪(11)上的枪缆向上穿过第一电控W轴旋转台(9)的中心，使非熔化极焊枪(11)能够随第一电控W轴旋转台(9)在水平方向进行360°旋转；第二电控T轴旋转台(14)的底面固定在第二电控Y轴直线导轨(15)的上表面；叶片柔性夹具(3)安装在转接板(13)上，能够随第二电控T轴旋转台(14)沿前后方向旋转；第一CCD相机(4)水平安装在台架(2)的右支撑臂中部；第三CCD相机(12)水平安装在台架(2)的左支撑臂中部，并且第一CCD相机(4)和第三CCD相机(12)的光轴呈直角设置且焦点重合于第一电控W轴旋转台(9)轴心的正下方；第二CCD相机(5)安装在第三电控Z轴直线导轨(7)的下端一侧，且镜头朝下；控制器分别与第一CCD相机(4)、第二CCD相机(5)、第一电控X轴直线导轨(6)、第三电控Z轴直线导轨(7)、第一电控W轴旋转台(9)、非熔化极焊枪(11)、第三CCD相机(12)、第二电控T轴旋转台(14)、第二电控Y轴直线导轨(15)电连接。...

【技术特征摘要】
1.一种民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置，其特征在于：其包括底座(1)、台架(2)、叶片柔性夹具(3)、第一CCD相机(4)、第二CCD相机(5)、第一电控X轴直线导轨(6)、第三电控Z轴直线导轨(7)、第一电控W轴旋转台(9)、多功能焊接机头(10)、非熔化极焊枪(11)、第三CCD相机(12)、第二电控T轴旋转台(14)、第二电控Y轴直线导轨(15)；所述的底座(1)为水平设置的板状结构；台架(2)为由左支撑臂、右支撑臂和连接在两个支撑臂上端的横梁构成的门字形结构，两个支撑臂的下端分别固定在底座(1)的后端两侧部位；第一电控X轴直线导轨(6)以能够左右移动的方式安装在台架(2)的横梁前端面上，水平设置；第二电控Y轴直线导轨(15)以能够前后移动的方式安装在底座(1)的表面中部，水平设置；第三电控Z轴直线导轨(7)以能够上下移动的方式安装在第一电控X轴直线导轨(6)的中部，垂直设置；第一电控X轴直线导轨(6)、第二电控Y轴直线导轨(15)、第三电控Z轴直线导轨(7)，三个导轨运动方向互相垂直，实现非熔化极焊枪(11)和叶片柔性夹具(3)在三维空间上的相对运动；所述的第一电控W轴旋转台(9)为中空管状结构，后端通过支架(8)固定在第三电控Z轴直线导轨(7)的下端前侧；多功能焊接机头(10)安装在第一电控W轴旋转台(9)的下端；非熔化极焊枪(11)夹持在多功能焊接机头(10)的下部，并且非熔化极焊枪(11)上的枪缆向上穿过第一电控W轴旋转台(9)的中心，使非熔化极焊枪(11)能够随第一电控W轴旋转台(9)在水平方向进行360°旋转；第二电控T轴旋转台(14)的底面固定在第二电控Y轴直线导轨(15)的上表面；叶片柔性夹具(3)安装在转接板(13)上，能够随第二电控T轴旋转台(14)沿前后方向旋转；第一CCD相机(4)水平安装在台架(2)的右支撑臂中部；第三CCD相机(12)水平安装在台架(2)的左支撑臂中部，并且第一CCD相机(4)和第三CCD相机(12)的光轴呈直角设置且焦点重合于第一电控W轴旋转台(9)轴心的正下方；第二CCD相机(5)安装在第三电控Z轴直线导轨(7)的下端一侧，且镜头朝下；控制器分别与第一CCD相机(4)、第二CCD相机(5)、第一电控X轴直线导轨(6)、第三电控Z轴直线导轨(7)、第一电控W轴旋转台(9)、非熔化极焊枪(11)、第三CCD相机(12)、第二电控T轴旋转台(14)、第二电控Y轴直线导轨(15)电连接。2.根据权利要求1所述的民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置，其特征在于：所述的多功能焊接机头(10)包括安装板(10-1)、第一手动平移台(10-2)、第二手动平移台(10-3)、第一角度调节器(10-4)、第一连接板(10-5)、第二角度调节器(10-6)、防撞器(10-7)、第二连接板(10-8)、夹持块(10-9)、第三连接板(10-10)、手动升降台(10-11)、焊缝保护气罩(10-12)、送丝杆(10-13)和微调螺钉(10-14)；所述的安装板(10-1)为水平设置的环形板，安装在第一电控W轴旋转台(9)的底面上，内径与第一电控W轴旋转台(9)的内径相同且位置相对应，用于设置非熔化极焊枪(11)的枪缆；第一手动平移台(10-2)水...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志平，靳朋礼，张作鹏，杨斯楠，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：天津,12