激光焊接机、焊接方法以及计算机可读存储介质技术

本发明专利技术提供了一种激光焊接机、焊接方法以及计算机可读存储介质通过采用常规光路的激光焊接头，配合采用倾斜的焊接姿态，不仅简化了光路系统从而降低设备成本，还提高了激光焊接系统对产品的适应能力；尤其是当格栅舵面的网格尺寸较小时，激光束的焦距受到限制，激光焊接头无法伸进格栅网格内部的问题，明显提高格栅舵面拆卸的便捷性。通过设计凸模和凹模装夹装置，在焊接装夹时很好的适应了弧面格栅舵面的轮廓结构特点，实现了良好的贴胎装配和稳定装夹。通过设计舵骨孔定位机构，采用一个高精度的长棒穿过2个立柱和2个舵骨孔，保证初始装配时，舵骨孔的同轴度；同时配合采用预留适当加工余量的方案，确保产品制造精度。

Laser Welding Machine, Welding Method and Computer Readable Storage Media

The invention provides a laser welding machine, a welding method and a computer readable storage medium, which not only simplifies the optical path system and reduces the cost of equipment, but also improves the adaptability of the laser welding system to the products by adopting conventional laser welding joints and inclined welding posture, especially when the grid rudder surface is small, the focal length of the laser beam. Limited, the laser welding joint can not extend into the grid, which obviously improves the convenience of the grille rudder surface disassembly. By designing the clamping device of punch and concave die, the welding clamping device adapts well to the contour structure characteristics of Globoidal grille rudder surface, and achieves good tire-fitting assembly and stable clamping. By designing the positioning mechanism of the rudder bone hole, a high precision long rod is used to pass through two columns and two rudder bone holes to ensure the coaxiality of the rudder bone hole in the initial assembly. At the same time, the plan of reserving appropriate processing allowance is adopted to ensure the manufacturing accuracy of the product.

【技术实现步骤摘要】
激光焊接机、焊接方法以及计算机可读存储介质
本专利技术涉及焊接领域，具体地，涉及一种激光焊接机、焊接方法以及计算机可读存储介质。
技术介绍
激光焊接技术作为一种精密、高效、快速的焊接方法，尤其是与机器人结合以后，其灵活、高速、优质的焊接质量特点和效率优势得到了极大的发挥，在航空航天等高端制造领域得到了越来越广泛的应用，获得了工业界的普遍好评。美国SpaceX的研究表明，返回式火箭运载系统是可行的，在返回过程中，需要用到较大尺寸的高性能钛合金格栅舵面，采用整体铸造方案，目前国内还没有研制先例。分析表明，采用激光焊接结构具有明显的成本、周期和性能优势，但激光焊接对焊接过程提出了三个方面的要求：一是格栅水平放置，焊缝均为竖直状态，需要采用立焊工位；二是格栅结构的焊缝朝向多个方向，每个方向的焊缝都需要焊接；三是格栅尺寸较大，激光束的可达范围需要全面覆盖整个舵面轮廓；随着更先进、可靠、实用的舵面结构设计出现，对激光焊接机提出了更高的要求，一是格栅结构轮廓为圆弧面，翻面前后的安装固定工装需求并不一致；二是格栅舵面比一般格栅结构还增加了两根舵骨，舵骨贯穿格栅，伸出格栅的部分用于与外部支座的连接，舵骨上与支座连接处有两个键槽孔，两个键槽孔的同轴度要求较高。三是网格密集，网格空间较小，90°及其类似的激光焊接头的运动空间受到明显限制。然而，现有技术无法满足上述的技术要求，因此，提供一种新型激光焊接机具有较高的必要性。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种激光焊接机、焊接方法以及计算机可读存储介质。根据本专利技术提供的一种激光焊接机，包括激光焊接系统、控制系统、水平旋转变位机、装夹装置以及导轨座；所述激光焊接系统包括激光束和激光焊接头；所述控制系统包括机器人和控制器；所述水平旋转变位机包括支撑架、第一驱动电机以及盘面；所述装夹装置包括凹模和凸模；所述导轨座包括导轨、第二驱动电机以及底座；所述激光焊接系统的激光焊接头设置在机器人的端部；所述控制器和激光焊接系统通信连接；所述机器人设置在在底座上；所述第一驱动电机设置在支撑架上，并且能够驱动所述盘面；所述装夹装置固定设置在盘面上；，所述第二驱动电机能够驱动底座在导轨上往复移动。优选地：所述凹模包括凹模底板、凹模钢柱、凹模舵骨孔定位机构以及凹模吊耳，其中，凹模钢柱、凹模舵骨孔定位机构以及凹模吊耳均设置在凹模底板上；所述凸模包括凸模底板、凸模钢柱、凸模舵骨孔定位机构以及凸模吊耳，其中，凸模钢柱、凸模舵骨孔定位机构以及凸模吊耳均设置在凸模底板上。优选地：所述凹模钢柱包括凹模钢柱主体、凹模中心弧面，凹模过渡沟以及凹模导向槽；所述凹模中心弧面，凹模过渡沟以及凹模导向槽依次设置在凹模钢柱主体远离凹模底板一侧，形成三层结构；所述凸模钢柱包括凸模钢柱主体、凸模中心弧面，凸模过渡沟和凸模导向槽；所述凸模中心弧面，凸模过渡沟和凸模导向槽依次设置在凸模钢柱主体远离凸模底板一侧，形成三层结构。优选地：所述凹模舵骨孔定位机构包括凹模立柱和凹模长棒，所述凹模长棒通过设置在凹模立柱上的凹模舵骨孔穿过凹模立柱；所述凸模舵骨孔定位机构包括凸模立柱和凸模长棒，所述凸模长棒通过设置在凸模立柱上的凸模舵骨孔穿过凸模立柱。优选地：所述凹模钢柱在凹模底板上的分布，与凸模钢柱在凸模底板对应；所述第一驱动电机通过驱动盘面相对于机器人运动，作为机器人的第一外部轴进行联动控制；所述第二驱动电机通过驱动驱动底座在导轨上往复移动，作为机器人的第二外部轴进行联动控制；所述控制器与外部轴驱动通信连接，其中，外部轴驱动是指第一驱动电机和/或第二驱动电机。根据本专利技术提供的一种激光焊接机的焊接方法，包括如下步骤：装夹步骤：将格栅舵面的舵骨、舵框和叶片部件装夹在装夹装置上，并将装夹装置安装在盘面上；旋转定位步骤：通过控制器控制或独立控制，驱动电机把盘面上的装夹装置旋转到指定位置；机器人定位步骤：通过控制器控制或独立控制，导轨座把机器人移动到指定位置；激光焊接头定位步骤：通过控制器控制或独立控制，机器人把激光焊接头送到指定位置，并调整激光焊接头到指定姿态；焊接步骤：通过控制器控制，激光焊接头照射激光束到焊接位置并完成一条焊缝的焊接；重复旋转定位步骤、机器人定位步骤、激光焊接头定位步骤以及焊接步骤，直至所有的焊缝均被焊接完成。优选地，激光束相对于竖直方向倾斜角度为30°-70°。优选地，所述装夹步骤中的装夹装置包括凹模和凸模；当使用凹模作为装夹装置时，采用竖直向上的立焊姿态完成第一部分的焊接；当使用凸模作为装夹装置时，采用竖直向上的立焊姿态完成第二部分的焊接。优选地，设置在舵骨上的舵骨孔在焊接前仅进行粗加工，焊接完成后再次精加工至设计尺寸。根据本专利技术提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的激光焊接机的焊接方法的步骤。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、通过采用常规光路的激光焊接头，配合采用倾斜的焊接姿态，不仅简化了光路系统从而降低设备成本，还提高了激光焊接系统对产品的适应能力；尤其是当格栅舵面的网格尺寸较小时，激光束的焦距受到限制，激光焊接头无法伸进格栅网格内部，而采用常规光路的激光焊接头并配合倾斜姿态后，激光束可达性好，而且可以采用相对较长的焦距并配合较大的激光束景深，明显提高深熔焊接工艺性。2、通过设计8根立柱结构的装夹方案，以关键点的装夹代替一般的整体仿形装配，能减少工装对产品的干涉，尤其是减轻焊接变形后，工装对产品的局部卡锁，明显提高格栅舵面拆卸的便捷性。同时，降低工装的制造成本。3、通过设计凸模和凹模装夹装置，在焊接装夹时很好的适应了弧面格栅舵面的轮廓结构特点，实现良好的贴胎装配和稳定装夹。4、通过设计舵骨孔定位机构，采用一个高精度的长棒穿过2个立柱和2个舵骨孔，保证初始装配时，舵骨孔的同轴度；并减轻舵面激光焊接变形对舵骨孔的同轴度影响，同时配合采用预留适当加工余量的方案，确保产品制造精度。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术提供的激光焊接机的结构示意图；图2为本专利技术提供的激光焊接机中装夹装置(凹模)示意图；图3为本专利技术提供的激光焊接机中装夹装置(凹模)安装格栅舵面后的示意图；图4为本专利技术提供的激光焊接机中装夹装置(凸模)示意图；图5为本专利技术提供的激光焊接机中装夹装置(凸模)安装格栅舵面后的示意图；图中示出：具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。根据本专利技术提供的一种激光焊接机，包括激光焊接系统1、控制系统2、水平旋转变位机3、装夹装置4以及导轨座5；所述激光焊接系统1包括激光束11和激光焊接头12；所述控制系统2包括机器人21和控制器22；所述水平旋转变位机3包括支撑架31、第一驱动电机32以及盘面33；所述装夹装置4包括凹模41和凸模42；所述导轨座5包括导轨51、第二驱动电机52以及底座53；所述激光焊接系统1的激光焊接头12设置在机器人21的端部；所述控制器22本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光焊接机，其特征在于，包括激光焊接系统(1)、控制系统(2)、水平旋转变位机(3)、装夹装置(4)以及导轨座(5)；所述激光焊接系统(1)包括激光束(11)和激光焊接头(12)；所述控制系统(2)包括机器人(21)和控制器(22)；所述水平旋转变位机(3)包括支撑架(31)、第一驱动电机(32)以及盘面(33)；所述装夹装置(4)包括凹模(41)和凸模(42)；所述导轨座(5)包括导轨(51)、第二驱动电机(52)以及底座(53)；所述激光焊接系统(1)的激光焊接头(12)设置在机器人(21)的端部；所述控制器(22)和激光焊接系统(1)通信连接；所述机器人(21)设置在在底座(53)上；所述第一驱动电机(32)设置在支撑架(31)上，并且能够驱动所述盘面(33)；所述装夹装置(4)固定设置在盘面(33)上；，所述第二驱动电机(52)能够驱动底座(53)在导轨(51)上往复移动。

【技术特征摘要】
1.一种激光焊接机，其特征在于，包括激光焊接系统(1)、控制系统(2)、水平旋转变位机(3)、装夹装置(4)以及导轨座(5)；所述激光焊接系统(1)包括激光束(11)和激光焊接头(12)；所述控制系统(2)包括机器人(21)和控制器(22)；所述水平旋转变位机(3)包括支撑架(31)、第一驱动电机(32)以及盘面(33)；所述装夹装置(4)包括凹模(41)和凸模(42)；所述导轨座(5)包括导轨(51)、第二驱动电机(52)以及底座(53)；所述激光焊接系统(1)的激光焊接头(12)设置在机器人(21)的端部；所述控制器(22)和激光焊接系统(1)通信连接；所述机器人(21)设置在在底座(53)上；所述第一驱动电机(32)设置在支撑架(31)上，并且能够驱动所述盘面(33)；所述装夹装置(4)固定设置在盘面(33)上；，所述第二驱动电机(52)能够驱动底座(53)在导轨(51)上往复移动。2.根据权利要求1所述的激光焊接机，其特征在于：所述凹模(41)包括凹模底板(411)、凹模钢柱(412)、凹模舵骨孔定位机构(413)以及凹模吊耳(414)，其中，凹模钢柱(412)、凹模舵骨孔定位机构(413)以及凹模吊耳(414)均设置在凹模底板(411)上；所述凸模(42)包括凸模底板(421)、凸模钢柱(422)、凸模舵骨孔定位机构(423)以及凸模吊耳(424)，其中，凸模钢柱(422)、凸模舵骨孔定位机构(423)以及凸模吊耳(424)均设置在凸模底板(421)上。3.根据权利要求2所述的激光焊接机，其特征在于：所述凹模钢柱(412)包括凹模钢柱主体、凹模中心弧面(4121)，凹模过渡沟(4122)以及凹模导向槽(4123)；所述凹模中心弧面(4121)，凹模过渡沟(4122)以及凹模导向槽(4123)依次设置在凹模钢柱主体远离凹模底板(411)一侧，形成三层结构；所述凸模钢柱(422)包括凸模钢柱主体、凸模中心弧面(4221)，凸模过渡沟(4222)和凸模导向槽(4223)；所述凸模中心弧面(4221)，凸模过渡沟(4222)和凸模导向槽(4223)依次设置在凸模钢柱主体远离凸模底板(421)一侧，形成三层结构。4.根据权利要求2所述的激光焊接机，其特征在于：所述凹模舵骨孔定位机构(413)包括凹模立柱(4131)和凹模长棒(4132)，所述凹模长棒(4132)通过设置在凹模立柱(4131)上的凹模舵骨孔穿过凹模立柱(4131)...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡佩佩，欧阳自鹏，成群林，张登明，曹熙勇，徐爱杰，杨学勤，
申请(专利权)人：上海航天精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31