基于航天器配件组装的弧面激光焊接设备及方法技术

本发明专利技术公开了基于航天器配件组装的弧面激光焊接设备及方法，涉及航天器配件技术领域。本发明专利技术包括支撑调节台、牵引架和夹持架，夹持架包括工作铰轴，工作铰轴表面安装有焊枪、抛光电机和气冷筒。通过在焊枪周侧面设置一组限位滚轮和一组压料滚轮，一方面利用限位滚轮与焊枪之间焊接固定且高度位置相对固定结构，能够使焊枪与焊缝之间始终保持固定的距离；另一方面利用压料滚轮下压待焊接型材，确保型材正常滑动的同时，还能为型材提供一定的夹持支撑作用；另外通过设置支撑弹簧，使得焊枪在纵向处于活动状态，能够使焊枪随型材或焊缝表面位点的高低起伏，使焊枪保持与焊缝之间的固定距离，进而使焊接工作更加稳定，避免了反复调节的操作。节的操作。节的操作。

【技术实现步骤摘要】
基于航天器配件组装的弧面激光焊接设备及方法


[0001]本专利技术属于航天器配件组装
，特别是涉及基于航天器配件组装的弧面激光焊接设备及方法。

技术介绍

[0002]激光焊接是当代工件加工领域较为常见的焊接技术，因其不需要使用电极，没有电极污染或型材受损的顾虑，加之激光焊接技术为非接触式焊接，对于型材和设备的损耗几乎可以忽略不计，这一点恰恰是航天器配件组装工作中广泛使用激光焊接技术的重要原因；在航天器配件组装中，通常由于需要保持较高的精密级别，因此组装焊接过程中需要避免型材的损耗；由于航天器配件种类繁多，往往存在较多的非规则几何体的型材焊接，例如对于一些特殊型材的弧面焊接过程；现有激光焊接机中焊枪或焊头的位置往往是固定的，即便是移动中的焊枪，也仅仅是沿着焊缝的延伸方向，对于焊枪与焊缝之间距离的控制往往比较欠缺；这一点在较为平直的型材或焊缝表面影响不大，但对于本身在纵向上就存在高度落差的型材构成的焊缝，固定高度的焊接工作势必影响激光热辐射的效率，进而影响激光焊接的效率；另外，即便进行焊点的调整，对于弧面型材而言，调节操作较为复杂且频繁，容易出现较大的工作误差；因此，为了改进现有技术中存在的这一问题，我们设计了一种基于航天器配件组装的弧面激光焊接设备及方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供基于航天器配件组装的弧面激光焊接设备及方法，解决现有的应用于弧面焊接的激光焊枪与型材高度固定，不便调节的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术为基于航天器配件组装的弧面激光焊接设备，包括支撑调节台、牵引架和两组夹持架，两组所述夹持架相互铰接，且铰接处安装有工作铰轴；所述牵引架设置于支撑调节台和夹持架之间，且牵引架与支撑调节台滑动配合；两组所述夹持架均与支撑调节台传动配合；其中支撑调节台用于调节两组夹持架之间的夹角，夹持架能够将待焊接的两块板材折叠成所需的夹角，便于进行弧面焊接工作；所述工作铰轴周侧面安装有调节筒、抛光电机和气冷筒，其中调节筒、抛光电机和气冷筒三者呈均匀阵列排布；所述调节筒内部滑动卡合有激光焊杆，激光焊杆下端栓接固定有焊枪，且焊枪设置于调节筒的下方；所述焊枪与调节筒之间安装有支撑弹簧；所述焊枪相对两侧面均弹性铰接有压料滚轮，焊枪相对两表面均通过连接杆焊接有限位滚轮，其中压料滚轮和限位滚轮的滚轴均与工作铰轴垂直，且限位滚轮的下缘位置低于焊枪的激光发射位点；在利用焊枪对板材进行激光焊接时，压料滚轮利用弹性构件压紧板材，避免松动，限位滚轮与焊缝贴合，使得焊枪下端与焊缝之间保持固定的高度，确保顺利进行激光焊接过程；同时在移动焊点时，与工作铰轴垂直的两组滚轮结构更有利于滑动移位；而针对自身
存在弧度的焊缝，在移动板材的过程中，限位滚轮始终与板材贴合，在滚动过程中，在经过不同高度位置和位点时，激光焊杆能够带动焊枪和限位滚轮上滑，使得焊枪与焊缝之间的距离保持不变；所述抛光电机的输出轴下端周侧面旋转卡合有抛光轮，其中抛光轮为中空结构；所述抛光轮的下表面粘连有若干抛光纱条，且抛光轮与抛光电机之间安装有复位弹簧，所述抛光轮与焊枪之间焊接有连接板，且抛光轮与焊枪处于同一高度位置，同样能够在焊枪的带动下，使抛光轮能够接触到板材和焊缝的表面，便于对其进行打磨抛光，其中抛光纱条存在一定柔性，在打磨抛光时抛光范围更全面，抛光工作更彻底；所述抛光电机上表面栓接有鼓风罩，抛光电机的输出轴上端栓接固定有鼓风叶轮，且鼓风叶轮设置于鼓风罩内部；所述鼓风罩与气冷筒之间栓接连通有气冷管，且气冷管的一端延伸至气冷筒的下方；在抛光工作进行时，能够利用抛光电机自身的驱动力进行鼓风吹气，利用气冷的方式使焊缝和板材快速冷却降温。
[0005]进一步地，所述夹持架包括铰链杆、限位梁和限位板，其中铰链杆的一端与工作铰轴铰接，另一端与限位梁焊接；所述限位梁的一侧面与限位板弹性铰接，其中限位板与限位梁共同构成限位槽结构，用于放置待焊接的板材。
[0006]进一步地，所述支撑调节台内部开设有若干调节腔，调节腔内部滑动卡合有调节杆；所述调节杆一端延伸至支撑调节台外部，且与限位板之间铰接有调节连杆；在折叠调节角度时，调节连杆和调节杆共同为夹持架提供支撑和连接。
[0007]进一步地，所述牵引架包括两牵引槽板，牵引槽板内部开设有夹持槽，且两牵引槽板相互弹性铰接；两所述牵引槽板的铰接轴一端焊接有牵引轴，其中牵引轴为“L”形轴结构；所述牵引轴一端焊接有驱动轴；所述驱动轴延伸并贯穿支撑调节台，且驱动轴与支撑调节台滑动配合；所述支撑调节台一侧面旋转卡合有从动链轮；所述支撑调节台一表面栓接固定有牵引电机，牵引电机的输出轴一端焊接有驱动链轮，且驱动链轮与从动链轮之间通过安装链条传动配合；所述从动链轮与驱动轴构成丝杠结构；上述结构中牵引轴与驱动轴为一体结构，当牵引电机启动时，驱动链轮利用链条链轮传动结构带动从动链轮旋转，由于从动链轮与支撑调节台旋转卡合，且与驱动轴构成丝杠结构，因此能够带动驱动轴、牵引轴、牵引槽板及待焊接板材共同滑动，进而使焊缝在焊枪下方为移动状态。
[0008]进一步地，所述支撑调节台上表面栓接固定有支撑柱，其中支撑柱伸缩柱结构，且为弹性伸缩构件；所述支撑柱上端相对两侧面均弹性铰接有托板，且托板设置于牵引架与支撑调节台之；其中，支撑柱和托板共同为待焊接板材提供支撑，同时弹性铰接的托板能够与相互折叠的板材配合，为每一块板材都能提供稳定支撑。
[0009]进一步地，所述夹持槽内表面贴附有垫板，且垫板为橡胶材质，橡胶材质的垫板用来将板材固定于夹持槽内。
[0010]基于航天器配件组装的弧面激光焊接方法，包括以下步骤：步骤一、首先根据待加工配件的弧面弧度或曲率，确定相邻两块板材之间的夹角；而后根据得出的预设夹角折叠两组夹持架，使两组夹持架之间的夹角与预设夹角相同；步骤二、将待焊接的两块板材分别插入两组牵引槽板的夹持槽内，并利用橡胶材质的垫板夹持固定；此时牵引架携板材位于支撑柱与夹持架之间，且支撑柱上端和托板均
支撑抵紧板材；步骤三、同时启动牵引电机、焊枪和抛光电机，在牵引电机作用下，牵引架携板材沿工作铰轴的方向滑动，且依次经过焊枪、抛光电机和气冷筒，其中焊枪在限位滚轮的限定下与板材连接处保持固定的高度，开始激光焊接；焊接完成的部分在经过抛光电机时，抛光轮携抛光纱条对焊缝进行打磨抛光；抛光完成后继续送至气冷筒下方，在鼓风罩的鼓风作用下快速冷却。
[0011]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过设置相互铰接的夹持架，利用铰链自身特性调节夹持架的夹角，从而作为预设夹角来为待焊接的型材或板材提供限位支撑，便于焊接工作一次成型；同时通过在夹持架的中心铰轴位置依次安装焊枪、抛光电机和气冷管，能够对待焊接板材进行连续性的焊接、焊缝抛光和冷却降温工作，避免型材出现氧化现象，进一步提高工作效率；同时，通过在焊枪周侧面设置一组限位滚轮和一组压料滚轮，一方面利用限位滚轮与焊枪之间焊接固定且高度位置相对固定结构，能够使焊枪与焊缝之间始终保持固定的距离；另一方面利用压料滚轮下压待焊接型材，确保型材正常滑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于航天器配件组装的弧面激光焊接设备，包括支撑调节台（1）、牵引架和两组夹持架（3），其特征在于：两组所述夹持架（3）相互铰接，且铰接处安装有工作铰轴（4）；所述牵引架设置于支撑调节台（1）和夹持架（3）之间，且牵引架与支撑调节台（1）滑动配合；两组所述夹持架（3）均与支撑调节台（1）传动配合；所述工作铰轴（4）周侧面安装有调节筒（5）、抛光电机（6）和气冷筒（7），其中调节筒（5）、抛光电机（6）和气冷筒（7）三者呈均匀阵列排布；所述调节筒（5）内部滑动卡合有激光焊杆（8），激光焊杆（8）下端栓接固定有焊枪（9），且焊枪（9）设置于调节筒（5）的下方；所述焊枪（9）与调节筒（5）之间安装有支撑弹簧（10）；所述焊枪（9）相对两侧面均弹性铰接有压料滚轮（11），焊枪（9）相对两表面均通过连接杆焊接有限位滚轮（12），其中压料滚轮（11）和限位滚轮（12）的滚轴均与工作铰轴（4）垂直，且限位滚轮（12）的下缘位置低于焊枪（9）的激光发射位点；所述抛光电机（6）的输出轴下端周侧面旋转卡合有抛光轮（13），其中抛光轮（13）为中空结构；所述抛光轮（13）的下表面粘连有若干抛光纱条（14），且抛光轮（13）与抛光电机（6）之间安装有复位弹簧（15），所述抛光轮（13）与焊枪（9）之间焊接有连接板（16），且抛光轮（13）与焊枪（9）处于同一高度位置；所述抛光电机（6）上表面栓接有鼓风罩（17），抛光电机（6）的输出轴上端栓接固定有鼓风叶轮（18），且鼓风叶轮（18）设置于鼓风罩（17）内部；所述鼓风罩（17）与气冷筒（7）之间栓接连通有气冷管（19），且气冷管（19）的一端延伸至气冷筒（7）的下方。2.根据权利要求1所述的基于航天器配件组装的弧面激光焊接设备，其特征在于，所述夹持架（3）包括铰链杆（20）、限位梁（21）和限位板（22），其中铰链杆（20）的一端与工作铰轴（4）铰接，另一端与限位梁（21）焊接；所述限位梁（21）的一侧面与限位板（22）弹性铰接。3.根据权利要求2所述的基于航天器配件组装的弧面激光焊接设备，其特征在于，所述支撑调节台（1）内部开设有若干调节腔（23），调节腔（23）内部滑动卡合有调节杆（24）；所述调节杆（24）一端延伸至支撑调节台（1）外部，且与限位板（22）之间铰接有调节连杆（25）。4.根据权利要求3所述的基于航天器配件组...

【专利技术属性】
技术研发人员：游云洪，王勇，游侠，刘伟军，朱荣文，游波，李中荣，雷德猛，陶波，杨烨铭，
申请(专利权)人：成都市鸿侠科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：