一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复系统及方法，涉及再制造与建筑工程技术领域，该系统包括系统控制、铝模固定、板面开孔识别、摩擦塞补焊、位移运动、前处理钻孔以及后处理铣削等模块。该方法利用上述系统中的铝模固定模块进行铝模毛坯的固定夹紧，利用板面开孔识别模块进行开孔位置与尺寸识别，利用摩擦塞补焊模块进行铝模修复并根据加工状态自适应控制修复质量，利用位移运动模块控制铝模、焊枪、刀具和传感器的移动，利用前处理钻孔模块进行塞孔加工，利用后处理铣削模块进行余量去除。该系统及方法可避免传统修复技术面临的质量不稳定问题，达到再制造的效果，同时集成化与自动化程度高，可适应大规模生产。可适应大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复系统及方法


[0001]本专利技术涉及再制造与建筑工程
，具体地，涉及一种可用于铝合金模板板面开孔的再制造修复系统及方法。

技术介绍

[0002]铝合金模板全称为混凝土工程铝合金模板，因具有强度高、拼缝少、精度高、效率高、可多次循环利用、综合成本较低等优势，在建筑工程领域的应用愈加广泛。而在建筑施工过程中，一方面，因存在钢筋遮挡铝模对拉螺栓孔等问题，这导致施工单位不得不重新开孔或拓孔；而另一方面，现有设计图纸许多为根据木模制定的施工方案，在转换为铝模后，铝模板对拉螺栓孔位置与孔径均会发生变化，上述两个原因均导致了铝模板的大量损耗乃至报废。因此，如能对不同程度开孔的铝模板板面进行再制造修复，则可以显著节约企业成本，减少资源浪费，促进绿色建造的实现。
[0003]目前，铝模修复方法主要是借助传统的人工电弧焊接或激光焊接来完成，但因为铝合金材料自身的高反射率、高热传导、低熔点等特性，使得传统修复技术存在易产生缺陷、耗时较长、质量不稳定等问题。
[0004]摩擦塞补焊是一种固相补焊焊接技术，首先将缺陷加工成塞孔；其次，利用与塞孔相匹配的塞棒进行填充，具体方式为塞棒与塞孔作相对高速旋转运动，同时沿塞孔轴线进给；然后，当塞孔与塞棒之间的界面在热和压力作用下达到塑性状态时紧急制动；最后，保持一定的压力直至冷却，实现塞孔与塞棒连接。该技术可避免传统电弧或激光焊接技术在修复铝合金材料时的诸多问题，特别适合铝合金零部件的修复。在利用摩擦针塞补焊进行铝合金模板修复时，一方面，铝合金模板通常用于高层建筑混凝土浇灌，具有大批量特点；另一方面，铝合金模板不同的开孔位置又使得其修复过程具有定制化需求。因此，现有的常规摩擦塞补焊无法经济有效地使用在铝合金模板板面开孔的修复中，在大批量与个性化共同约束下，需要开发一种效率较高、经济合理且能有效实现不规则散布开孔修复的铝合金模板板面开孔的再制造修复系统，提出相应的再制造修复方法。

技术实现思路

[0005]鉴于以上情形，为了解决上述技术存在的问题，实现铝模板面开孔缺陷的修复，降低建筑行业施工成本，促进绿色建造的实施，本专利技术提供了一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复系统及方法，能够解决目前铝合金模板板面开孔损耗/报废，或传统电弧与激光焊接技术在修复时易产生缺陷、耗时较长、质量不稳定等问题。
[0006]一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复系统，包括系统控制模块、铝模固定模块、板面开孔识别模块、摩擦塞补焊模块、位移运动模块、前处理钻孔模块以及后处理铣削模块，所述系统控制模块连接控制所述铝模固定模块、板面开孔识别模块、摩擦塞补焊模块、位移运动模块、前处理钻孔模块和后处理铣削模块。
[0007]根据本申请的一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复系统，所述系统控制模
块包括显示器、控制柜以及若干连接线。
[0008]根据本申请的一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复系统，所述铝模固定模块包括铝模夹紧单元和铝模支撑单元。所述铝模固定模块可用于铝合金模板的装夹与固定，包括：铝模夹紧单元、铝模支撑单元；铝模夹紧单元可利用夹具固定铝模；铝模支撑单元可利用夹具给予铝模一个支持力，避免焊接时铝模变形。
[0009]根据本申请的一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复系统，所述板面开孔识别模块包括采集单元、处理单元以及识别单元。所述板面开孔识别模块用于对铝合金模板板面的开孔缺陷进行检测与定位，并将开孔缺陷信息传输给系统控制模块，包括：采集单元、处理单元、识别单元；采集单元可利用一至两个工业相机或3D相机或位移传感器或热像仪等进行铝模表面数据的采集；处理单元用于对数据进行预处理，包括亮度、对比度等参数的调节，以及在时域与频域对数据的滤波降噪；识别单元可对开孔信息进行识别提取。
[0010]根据本申请的一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复系统，所述摩擦塞补焊模块包括摩擦塞棒单元、塞补焊机单元以及质量调控单元。所述摩擦塞补焊模块用于对铝合金模板的开孔缺陷进行快速修复作业，包括：摩擦塞棒单元、塞补焊机单元、质量调控单元；摩擦塞棒单元用于提供修复材料：塞棒；塞补焊机单元用于夹持塞棒，并提供修复时所需转速与压力；质量调控单元可利用板面开孔识别模块中的采集单元，进行摩擦塞补焊加工过程信息的采集，经过数据处理识别与反馈调控等手段，对加工质量进行实时调控。
[0011]根据本申请的一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复系统，所述位移运动模块包括铝模移动单元、焊枪移动单元、钻铣刀移动单元以及传感器移动单元。所述位移运动模块用于根据系统控制模块的命令控制修复工具与修复对象之间的相对运动，包括：铝模移动单元、焊枪移动单元、钻/铣刀移动单元、传感器移动单元。所述传感器移动单元中所述传感器泛指采集单元中采用的工业相机或3D相机或位移传感器或热像仪等设备。
[0012]根据本申请的一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复系统，所述前处理钻孔模块包括钻孔电主轴单元、钻孔刀库单元以及毛刺去除单元。所述前处理钻孔模块用于摩擦塞补焊塞孔的加工，包括：钻孔电主轴单元、钻孔刀库单元、毛刺去除单元。
[0013]根据本申请的一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复系统，所述后处理铣削模块包括铣削电主轴单元、铣削刀库单元以及毛刺去除单元。所述后处理铣削模块用于摩擦塞补焊修复后表面余量去除，包括：铣削电主轴单元、铣削刀库单元、毛刺去除单元。
[0014]一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复方法，包括以下步骤：
[0015]步骤1：对回收的铝合金模板进行预处理，包括清洗、干燥、喷砂；
[0016]步骤2：通过系统控制模块控制铝模固定模块，利用夹具固定并支撑铝模来保持加工过程中的稳定性，通过位移运动模块的铝模移动单元将铝模移至摩擦塞补焊模块的工作区域；
[0017]步骤3：位移运动模块传感器移动单元携带板面开孔识别模块采集单元的传感器对铝合金模板板面进行扫描，给出开孔信息，并将上述信息传递至系统控制模块；系统控制模块根据采集的信息按照预先设定的程序制定修复方案；
[0018]步骤4：根据开孔信息，前处理钻孔模块调用刀具进行圆柱或圆锥形塞孔加工，加工后去除毛刺以避免影响后续焊接质量；
[0019]步骤5：根据开孔信息与塞孔加工方案，选择圆柱或圆锥形塞棒，预设摩擦塞补焊
修复工艺参数，包括焊接转速、焊接压力和塞棒进给量，进行塞补焊修复；
[0020]步骤6：利用后处理模块进行摩擦塞补焊后表面余量的去除，并进行毛刺去除。
[0021]根据本申请的一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复方法，在步骤5中，进行塞补焊修复的同时，利用传感器反馈的加工状态信息，进行工艺参数的反馈和调控，以确保焊接质量。
[0022]进一步地，一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复方法，该方法的摩擦塞补焊模块包括了质量调控单元，质量调控单元可利用板面开孔识别模块中的采集单元，进行摩擦塞补焊加工过程信息的采集，经过数据处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复系统，其特征在于，包括系统控制模块、铝模固定模块、板面开孔识别模块、摩擦塞补焊模块、位移运动模块、前处理钻孔模块以及后处理铣削模块，所述系统控制模块连接控制所述铝模固定模块、板面开孔识别模块、摩擦塞补焊模块、位移运动模块、前处理钻孔模块和后处理铣削模块。2.根据权利要求1所述的一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复系统，其特征在于，所述系统控制模块包括显示器、控制柜以及若干连接线。3.根据权利要求1所述的一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复系统，其特征在于，所述铝模固定模块包括铝模夹紧单元和铝模支撑单元。4.根据权利要求1所述的一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复系统，其特征在于，所述板面开孔识别模块包括采集单元、处理单元以及识别单元。5.根据权利要求1所述的一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复系统，其特征在于，所述摩擦塞补焊模块包括摩擦塞棒单元、塞补焊机单元以及质量调控单元。6.根据权利要求1所述的一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复系统，其特征在于，所述位移运动模块包括铝模移动单元、焊枪移动单元、钻铣刀移动单元以及传感器移动单元；所述前处理钻孔模块包括钻孔电主轴单元、钻孔刀库单元以及毛刺去除单元；所述后处理铣削模块包括铣削电主轴单元、铣削刀库单元以及毛刺去除单元。7.一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对回收的铝合金模板进行预处理，包括清洗、干燥、喷砂；步骤2：通过系统控制模块控制铝模固定模块，利用夹具固定并支撑铝模来保持加工过程中的稳定性，通过位移运动模块的铝模移动单元将铝模移至摩擦塞补焊模块的工作区域；步骤3：位移运动模块传感器移动单元携带板面开孔识别模块采集单元的传感器对铝合金模板板面进行扫描，给出开孔信息，并将上述信息传递至系统控制模块；系统控制模块根据采集的信息按照预先设定的程序制定修复方案；步骤4：根据开孔信息，前处理钻孔模块调用刀具进行圆柱或圆锥形塞孔加工，加工后去除毛刺以避免影响后续焊接质量；步骤5：根据开孔信息与塞孔加工方案，选择圆柱或圆锥形塞棒，预设摩擦塞补焊修复工艺参数，包括焊接转速、焊接压力和塞棒进给量，进行塞补焊修复；步骤6：利用后处理铣削模块进行摩擦塞补焊后表面余量的去除，并进行毛刺去除。8.根据权利要求7所述的一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复方法，其特征在于，在步骤5中，进行塞补焊修复的同时，利用传感器反馈的加工状态信息，进行工艺参数的反馈和调控，以确保焊接质量。9.根据权利要求7所述的一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复方法，其特征在于，所述摩擦塞补焊模块设有质量调控单元，所述质量调控单元包括板面开孔识别模块中设置的采集单元以及在所述采集单元中设置的两个热像仪。10.根据权利要求9所述的一种用于铝合金模板板面开孔的再制造修复方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：两个热像仪与摩擦塞补焊区域中心置于同一平面，且两个热像仪视野范围覆盖摩擦塞补焊区域，通过标定板进行热像仪的对焦，并标定图像与实际尺寸的比例，同时校正
热像仪与铝模平面之间倾斜角度所带来的误差，综合得到热像仪红外图像像素值与实际尺寸的比例为n1:1...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹赞彭，张海松，王滨，王陈，吴帅，丁文军，李晓晶，林启英，
申请(专利权)人：江苏省苏中建设集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：