一种高精密五轴氩弧焊机制造技术

本申请涉及氩弧焊机技术领域，具体涉及一种高精密五轴氩弧焊机。所述氩弧焊机通过设置互相垂直的三个直线模组和A轴旋转模组可以使TIG焊枪完成三维空间的复杂运动，并通过R轴模组旋转工件形成五轴联动，可以实现复杂的焊道焊接。另外，通过巧妙地设置伺服电机、减速机，精密滚珠丝杆等结构可以实现五轴运动的高精度控制，并且通过设置填丝头不在TIG焊枪和焊道所在平面，再结合TIG焊枪的A轴旋转，解决了对半径小于7mm的弧形焊道焊接且不产生位置干涉的难题。通过上述设置，可实现对工件的精密加工，在工件材料为AMS‑5599的情况下，单面焊双面成型时满足管壁厚为1mm的工件的内外焊缝高度不高于0.25mm、管壁厚为1.2mm的工件的内外焊缝高度不高于0.29mm的严格要求。

【技术实现步骤摘要】
一种高精密五轴氩弧焊机
本申请涉及氩弧焊机
，具体涉及一种高精密五轴氩弧焊机。
技术介绍
LEAP1ARef2组件、LEAP1ARef3-1和LEAP1ARef3-2组件、LEAP1ARef4-1和LEAP1ARef4-2组件、LEAP1BREF4-1和LEAP1BREF4-2组件是用于航空航天的必要组件，由AMS-5599材料制成，在上述工件的焊接组装中，存在着诸多难点，主要有以下几点：1.焊接精度要求极高，主要体现在成品强度和韧性以及焊缝高度的要求极高，因此该工件必须采用填丝焊接，在采用直径为0.89mm焊丝的情况下，我们要求上述壁厚为1mm的工件的焊缝高度不高于0.25mm，上述壁厚为1.2mm的工件的焊缝高度不高于0.29mm；2.上述Ref3组件中存在着半径小于7mm的圆弧，对焊枪焊道控制提出了极高的要求；3.组件起收弧的缺陷必须小于4mm；4.工装背面成型要求高。基于上述难点，现有技术中不存在可以克服上述困难的焊接设备，因此，现在的情况是，上述组件主要是由人工完成焊接，然而采用人工的方式也存在着诸多缺陷，比如：效率较低，废品率较高、人工成本高且对工人的技能熟练度要求极高。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高精密五轴氩弧焊机，包括四轴坐标组件、焊枪组件、填丝组件和工装组件，其特征在于，所述四轴坐标组件包括四轴坐标底座、A轴旋转模组和互相垂直的三个直线模组，其中一个直线模组与四轴坐标底座固定连接，另外两个直线模组分别与相邻直线模组滑动式连接，所述A轴旋转模组和相邻直线模组滑动式连接，所述直线模组包括直线动力装置，所述直线动力装置驱动直线模组和/或A轴旋转模组沿滑动连接位径向滑动；所述焊枪组件与A轴旋转模组固定连接，包括TIG焊枪，所述A轴旋转模组包括A轴动力装置，所述A轴动力装置驱动TIG焊枪沿水平方向旋转；所述填丝组件包括填丝模组和送丝模组，所述填丝模组包括可旋转的填丝头，所述送丝模组包括送丝动力装置、送丝轮和焊丝盘，所述填丝模组和送丝模组通过填丝管连接；所述工装组件包括工装夹持模组和R轴模组，所述工装夹持模组和包括上模结构和下模结构，所述R轴模组与上模结构或下模结构固定连接，所述R轴模组包括R轴动力装置和旋转轴，所述R轴模组通过旋转轴与上模结构或下模结构旋转式连接。进一步的，所述直线模组包括直线机架、滚珠丝杆和滑板，所述直线动力装置为直线伺服电机，所述直线机架上设有直线导轨，所述直线伺服电机驱动滚珠丝杆带动滑板在直线导轨上径向运动，所述直线模组与相邻直线模组通过滑板滑动式连接，所述A轴旋转模组和相邻直线模组通过滑板滑动式连接，所述滑板的最小步进长度为0.01mm。进一步的，所述A轴旋转模组包括焊枪安装座，所述A轴动力装置包括A轴伺服电机和A轴减速法兰，所述焊枪安装座与焊枪模组固定连接，所述焊枪安装座在A轴伺服电机和A轴减速法兰作用下沿水平面旋转，所述焊枪安装座的最小旋转量为1arcmin。进一步的，所述填丝模组包括填丝管角度调节器，所述填丝管角度调节器驱动前端填丝管旋转。进一步的，所述送丝动力装置包括送丝伺服电机和送丝减速器，所述送丝动力装置驱动送丝轮转动，所述送丝轮设有四个，在焊丝上下各设有两个送丝轮，所述送丝轮的送丝最小速度为4mm/min。进一步的，所述工装夹持模组包括工装平台和工装支架，所述上模结构包括通用上模仁、上模升降气缸和气动连接件，所述上模升降气缸与工装支架固定连接，所述气动连接件与上模升降气缸伸缩式连接，所述通用上模仁上端与气动连接件旋转式连接。进一步的，所述R轴动力装置包括R轴伺服电机、R轴减速器、工装支座和零点校准件，所述R轴动力装置与旋转轴之间通过同步带连接并传动，所述旋转轴的最小旋转量为1arcmin，所述工装支座一端固定连接旋转轴，另一端连接下模结构，所述零点校准件设置于工装支座连接下模结构一面。进一步的，所述下模结构包括下模座和下模仁，所述下模座下端与旋转轴固定连接，上端与下模仁可拆卸式连接。进一步的，所述工装组件包括送气管和胶塞，所述胶塞设置于工件开口的端口，至少有一个胶塞设有穿过送气管的通孔。进一步的，所述填丝头不在TIG焊枪和工件焊缝所在的平面上。本申请所述氩弧焊机通过设置互相垂直的三个直线模组和A轴旋转模组可以使TIG焊枪完成三维空间的复杂运动，并通过R轴模组旋转工件形成五轴联动，可以实现复杂的焊道焊接。另外，通过巧妙地设置伺服电机、减速机，紧密滚珠丝杆等结构可以实现五轴运动的高精度控制，并且通过设置填丝头不在TIG焊枪和焊道所在平面，再结合TIG焊枪的A轴旋转，解决了对半径小于7mm的弧形焊道焊接且不产生位置干涉的难题。通过上述设置，可实现对工件的精密加工，在工件材料为AMS-5599的情况下，单面焊双面成型时满足管壁厚为1mm的工件的内外焊缝高度不高于0.25mm、管壁厚为1.2mm的工件的内外焊缝高度不高于0.29mm的严格要求。附图说明图1为所述高精密五轴氩弧焊机执行机构总成示意图；图2为所述直线模组正面示意图；图3为所述直线模组背面示意图；图4为所述A轴旋转模组立体示意图；图5为所述A轴旋转模组结构示意图；图6为所述焊枪组件及部分填丝组件结构示意图；图7为所述填丝组件部分结构示意图；图8为图1中A处的放大图；图9为所述工装组件部分结构示意图；图10为工装夹持部分正视图；图11为工装夹持部分侧视图；图12；R轴模组部分结构示意图；图13为R轴模组传动示意图；图14为图13中B处的放大图；图15为所述高精密五轴氩弧焊机总装立体图；图16为所述高精密五轴氩弧焊机总装正视图。标号说明：100-四轴坐标组件、110-四轴坐标底座、120-直线伺服电机、130-滑板、140-滚珠丝杆、150-直线导轨、160-直线机架、170-A轴伺服电机、180-A轴法兰减速器、190-焊枪安装座、200-焊枪组件、210-TIG焊枪、220-焊枪夹持件、230-弧长追踪器、300-填丝组件、310-填丝头、320-填丝管、330-填丝管角度调节器、340-送丝伺服电机、350-送丝减速器、360-送丝轮、370-送丝轮压紧把手、380-焊丝盘、400-工装组件、410-工装底座、420-工装支架、430-下模结构、431-下模座、432-下模仁、440-上模结构、441-通用上模仁、442-上模升降气缸、443-气动连接件、450-R轴模组、451-R轴伺服电机、452-R轴减速器、453-同步带、454-旋转轴、455-旋转座、456-工装支座、457-零点校正件、460-送气管、470-胶塞、500-辅助组件、510-主机架、520-设备门、530-滑动门、540-观察窗、550悬臂式操作箱、560-排气扇、570-吊环。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精密五轴氩弧焊机，包括四轴坐标组件、焊枪组件、填丝组件和工装组件，其特征在于，/n所述四轴坐标组件包括四轴坐标底座、A轴旋转模组和互相垂直的三个直线模组，其中一个直线模组与四轴坐标底座固定连接，另外两个直线模组分别与相邻直线模组滑动式连接，所述A轴旋转模组和相邻直线模组滑动式连接，所述直线模组包括直线动力装置，所述直线动力装置驱动直线模组和/或A轴旋转模组沿滑动连接位径向滑动；/n所述焊枪组件与A轴旋转模组固定连接，包括TIG焊枪，所述A轴旋转模组包括A轴动力装置，所述A轴动力装置驱动TIG焊枪沿水平方向旋转；所述填丝组件包括填丝模组和送丝模组，所述填丝模组包括可旋转的填丝头，所述送丝模组包括送丝动力装置、送丝轮和焊丝盘，所述填丝模组和送丝模组通过填丝管连接；/n所述工装组件包括工装夹持模组和R轴模组，所述工装夹持模组和包括上模结构和下模结构，所述R轴模组与上模结构或下模结构固定连接，所述R轴模组包括R轴动力装置和旋转轴，所述R轴模组通过旋转轴与上模结构或下模结构旋转式连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种高精密五轴氩弧焊机，包括四轴坐标组件、焊枪组件、填丝组件和工装组件，其特征在于，
所述四轴坐标组件包括四轴坐标底座、A轴旋转模组和互相垂直的三个直线模组，其中一个直线模组与四轴坐标底座固定连接，另外两个直线模组分别与相邻直线模组滑动式连接，所述A轴旋转模组和相邻直线模组滑动式连接，所述直线模组包括直线动力装置，所述直线动力装置驱动直线模组和/或A轴旋转模组沿滑动连接位径向滑动；
所述焊枪组件与A轴旋转模组固定连接，包括TIG焊枪，所述A轴旋转模组包括A轴动力装置，所述A轴动力装置驱动TIG焊枪沿水平方向旋转；所述填丝组件包括填丝模组和送丝模组，所述填丝模组包括可旋转的填丝头，所述送丝模组包括送丝动力装置、送丝轮和焊丝盘，所述填丝模组和送丝模组通过填丝管连接；
所述工装组件包括工装夹持模组和R轴模组，所述工装夹持模组和包括上模结构和下模结构，所述R轴模组与上模结构或下模结构固定连接，所述R轴模组包括R轴动力装置和旋转轴，所述R轴模组通过旋转轴与上模结构或下模结构旋转式连接。


2.根据权利要求1所述的氩弧焊机，其特征在于，所述直线模组包括直线机架、滚珠丝杆和滑板，所述直线动力装置为直线伺服电机，所述直线机架上设有直线导轨，所述直线伺服电机驱动滚珠丝杆带动滑板在直线导轨上径向运动，所述直线模组与相邻直线模组通过滑板滑动式连接，所述A轴旋转模组和相邻直线模组通过滑板滑动式连接，所述滑板的最小步进长度为0.01mm。


3.根据权利要求1所述的氩弧焊机，其特征在于，所述A轴旋转模组包括焊枪安装座，所述A轴动力装置包括A轴伺服电机和A轴减速法兰，所述焊枪安装座与焊枪模组固定连接，所述焊枪安装座在A轴伺服电机和A轴减速法兰...

【专利技术属性】
技术研发人员：敬建雄，
申请(专利权)人：成都环龙智能机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51