A multi-axis linkage variable polarity plasma arc welding method for space curve welding seam is presented. Firstly, the workpiece is cleaned before welding. After assembling the weld position of the workpiece, the welding tooling is used to install the two-axis positioner. Then the welding robot system is installed on the three-axis moving linear guide device. The three-axis moving linear guide device can adjust independently in three directions: high, horizontal and vertical, and the two-axis moving linear guide device can adjust independently. The positioner can realize the two-degree-of-freedom turning position of the workpiece. The three-axis moving linear guide device and the two-axis positioner can realize the real-time control of the relative position of the weld seam between the welding torch installed at the end of the welding robot system and the workpiece on the welding tooling. Finally, the welding trajectory of the workpiece is tested, the deviation is corrected and the welding parameters of the welding robot system are adjusted to complete the welding of the workpiece.
【技术实现步骤摘要】
一种多轴联动空间曲线焊缝变极性等离子弧焊接方法
本专利技术涉及机械工程领域,特别是一种多轴联动空间曲线焊缝变极性等离子弧焊接方法。
技术介绍
在大型航天器结构中,存在大量复杂形式的焊缝,如球形、圆柱形、圆台壳体与圆形、异形法兰形成的相贯线等。载人飞船、天宫系列、月球探测飞行器等舱体结构都不同程度地涉及到这类形式焊缝的焊接问题。目前大多靠手工焊来完成这类曲线焊缝的焊接。手工焊接生产过程中存在的问题主要有:1)反复补焊影响产品研制进度。手工焊接容易出现缺陷,排除缺陷和补焊的效率往往牵制结构的研制进度。2)手工氩弧焊热输入量大,焊接残余应力水平高,容易导致产品尺寸超差。3)新一代长期在轨航天器密封舱体要求在轨寿命十五年以上。手工氩弧焊工艺,焊接热输入量大,焊缝显微组织粗大,焊缝残余应力较大,应力腐蚀倾向严重,手工氩弧焊工艺已不适应长寿命、高可靠航天器结构的生产。变极性等离子弧(VPPA)焊接方法在20世纪70年代由波音公司的VanCLEAVE采用西亚基公司制造的变极性方波电源开发出来,被誉为“零缺陷”的焊接方法,并在国外航天工业取得了成功应用。上世纪90年代初,美国Marshall制造中心针对空间站舱体结构,最先开展了复杂曲线焊缝的VPPA自动化焊接工艺技术的研究工作,研究内容涉及了工艺装备、工艺技术、送丝机构、焊缝跟踪传感、焊接过程仿真及离线编程等方面。随后,采用6自由度机械臂配合2自由度转台焊接了空间站结构近1/3的焊缝,取得了良好的效果。但欧美国家对VPPA焊接设备核心技术、工艺及成套装备对我国进行了严密的封锁。随着我国载人航天、深空探测工程的发展,天地往 ...
【技术保护点】
1.一种多轴联动空间曲线焊缝变极性等离子弧焊接方法,其特征在于包括如下步骤:步骤1、对工件进行焊前清洗,然后装配工件的焊缝位置后,使用焊接工装(5)安装至双轴变位机(1);步骤2、将焊接机器人系统(4)安装于三轴移动直线导轨装置(3)上,三轴移动直线导轨装置(3)能够高、横、纵三个方向的独立调节,双轴变位机(1)能够实现工件的双自由度翻转变位,三轴移动直线导轨装置(3)与双轴变位机(1)实现焊接机器人系统(4)中安装在末端的焊枪与焊接工装(5)上工件焊缝相对位置的实时控制;步骤3、进行焊缝焊接轨迹试运行,修正偏差并调整焊接机器人系统(4)的焊接参数,完成工件焊接。
【技术特征摘要】
1.一种多轴联动空间曲线焊缝变极性等离子弧焊接方法,其特征在于包括如下步骤:步骤1、对工件进行焊前清洗,然后装配工件的焊缝位置后,使用焊接工装(5)安装至双轴变位机(1);步骤2、将焊接机器人系统(4)安装于三轴移动直线导轨装置(3)上,三轴移动直线导轨装置(3)能够高、横、纵三个方向的独立调节,双轴变位机(1)能够实现工件的双自由度翻转变位,三轴移动直线导轨装置(3)与双轴变位机(1)实现焊接机器人系统(4)中安装在末端的焊枪与焊接工装(5)上工件焊缝相对位置的实时控制;步骤3、进行焊缝焊接轨迹试运行,修正偏差并调整焊接机器人系统(4)的焊接参数,完成工件焊接。2.根据权利要求1所述的一种多轴联动空间曲线焊缝变极性等离子弧焊接方法,其特征在于:所述的焊接机器人系统(4)安装在末端的焊枪与焊接工装(5)上焊缝的相对位置中,始终处于垂直立向上的关系。3.根据权利要求1或2所述的一种多轴联动空间曲线焊缝变极性等离子弧焊接方法,其特征在于:所述的双轴变位机(1)包括翻转轴环齿(6)、翻转轴小齿轮(7)、翻转电机(8)、翻转轴齿轮(9)、旋转轴环齿(10)旋转轴小齿轮(11)旋转轴齿轮(12)、旋转电机(13)、工作台面(14),其中:L形臂(16)由翻转电机(8)驱动,翻转电机(8)借助翻转轴齿轮(9)、翻转轴环齿(6)和翻转轴小齿轮(7)实现无间隙动力传输,工作台面(14)由旋转电机(13)驱动,旋转电机(13)借助旋转轴环齿(10)旋转轴小齿轮(11)旋转轴齿轮(12)实现无间隙动力传输,在水平位置装夹焊接工装(5)时,焊接时工作台面(14)翻转变位,使焊缝与地面垂直。4.根据权利要求1或2所述的一种多轴联动空间曲线焊缝变...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄宁,宁旭东,章朋田,张所来,魏松,葛一凡,李冬晓,杜会桥,
申请(专利权)人:北京卫星制造厂有限公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
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