一种筒段壁板加工系统和筒段壁板加工方法技术方案

本发明专利技术提供的筒段壁板加工系统和筒段壁板加工方法，包括：工作台，其上设置有工作导轨；焊接单元，设置在工作导轨上，其上设置有第一传动机构，焊接单元适于在第一传动机构的作用下沿工作导轨运动，适于摩擦焊接桁条和蒙皮；铣削单元，设置在工作导轨上，其上设置有第二传动机构，铣削单元适于在第二传动机构的作用下沿工作导轨运动，适于铣削蒙皮；夹合工装，设置在工作台上，与焊接单元和铣削单元之间的工作导轨相邻设置，适于限位桁条和蒙皮。这样设置使得桁条和蒙皮焊接连接实现自动化，提升了贮箱的制造效率，同时焊接单元和铣削单元的分离设置和相互间的独立运动，便于系统实现不同工序，提高了适用范围。提高了适用范围。提高了适用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种筒段壁板加工系统和筒段壁板加工方法


[0001]本专利技术涉及飞行器装备制造
，具体涉及一种筒段壁板加工系统和筒段壁板加工方法。

技术介绍

[0002]在液体运载火箭箭体结构中，贮箱承载着火箭在飞行过程中所需的燃料，它是箭体结构中较大较为关键的结构部件，也是制约火箭生产效率和成本的重要因素。目前，在传统贮箱制造过程中，构成贮箱的各个筒段壁板通常采用机械铣或化铣工艺来加工出网格加筋结构，以实现结构减重与强度的双重需求。然而，化铣工艺对环境污染大，机械铣工艺加工效率低，设备要求要高，这些工艺特点直接造成了目前贮箱生产成本高、加工周期长的现状。
[0003]目前，采用框桁结构设计是实现贮箱低成本、快捷制造的有效方法之一。框桁结构贮箱的筒段壁板可以采用光板弯曲，将弯曲成形的蒙皮与桁条焊接成框桁结构壁板，然后将框桁结构壁板拼焊成筒段，最终拼焊成完整的框桁结构贮箱。框桁结构贮箱在保证结构强度的同时，避免大量机械铣削或化铣工序，提升贮箱的制造效率且降低污染。现有技术中，框桁结构贮箱的具体焊接方式多采用熔焊工艺，如双束激光焊等，来实现框桁结构壁板蒙皮与桁条的连接。
[0004]然而，熔焊工艺热输入较大，会导致较大的焊接变形；同时，熔焊接头容易产生气孔等缺陷，这些因素都降低了贮箱的型面尺寸精度和承载性能，从而使贮箱整体性能无法满足设计要求。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中壁板加工周期长、制造成本高、熔焊工艺变形大、焊接接头容易产生缺陷等问题，从而提供一种筒段壁板加工系统和筒段壁板加工方法。
[0006]本专利技术提供一种筒段壁板加工系统，包括：工作台，其上设置有工作导轨；焊接单元，设置在所述工作导轨上，其上设置有第一传动机构，所述焊接单元适于在第一传动机构的作用下沿所述工作导轨运动，适于摩擦焊接桁条和蒙皮；铣削单元，设置在所述工作导轨上，其上设置有第二传动机构，所述铣削单元适于在所述第二传动机构的作用下沿所述工作导轨运动，适于铣削蒙皮；夹合工装，设置在所述工作台上，与所述焊接单元和所述铣削单元之间的工作导轨相邻设置，适于限位桁条和蒙皮。
[0007]夹合工装包括：承载基础，设置在所述工作台上，适于承载蒙皮，所述承载基础上设置第一锁紧结构；夹具结构，与所述承载基础活动连接，适于承载桁条，其上设置有第一锁紧配合结构，所述第一锁紧配合结构具有与所述第一锁紧结构限位连接，并使所述蒙皮与所述桁条相互抵接的锁紧状态。
[0008]承载基础包括：基台，与所述工作台可拆卸地连接设置，并与所述工作导轨相邻设
置；弧槽结构，设置在基台上，所述弧槽结构上设置有所述第一锁紧结构；连接件，设置在所述弧槽结构上，与所述夹具结构活动连接；压紧组件，设置在所述弧槽结构上，适于限位蒙皮。
[0009]弧槽结构的延伸方向与所述工作导轨垂直设置。
[0010]连接件与所述夹具结构铰接设置，所述连接件与所述第一锁紧结构分别沿所述弧槽结构的两端呈间隔设置。
[0011]压紧组件包括：若干吸附结构，分布设置在所述弧槽结构内，适于吸附所述蒙皮；若干限位块，沿所述弧槽结构内壁突出设置，并沿所述弧槽结构的周向呈线性排列，适于与所述蒙皮的端部抵接设置；若干侧边压覆结构，沿所述弧槽结构的侧向外缘排布设置，与所述铣削单元通讯连接，具有夹合限位蒙皮的侧向边沿的限位状态，以及远离蒙皮并脱离夹合限位蒙皮的让位状态。
[0012]夹具结构包括：夹具主体，与所述连接件活动连接，其上设置有所述第一锁紧配合结构，包括若干呈弧形排列并相互连接设置的卡槽结构，所述卡槽结构适于容纳限位桁条；若干夹具压覆结构，对应设置在所述卡槽结构上，与所述弧槽结构夹合限位所述桁条。
[0013]焊接单元包括：焊接龙门，设置在所述工作导轨上，其上设置有焊接运动结构和所述第一传动机构，所述第一传动机构与所述工作导轨活动连接；焊接机头，与所述焊接运动结构连接设置，适于在所述焊接运动结构的作用下，在空间范围内运动，并适于对桁条和蒙皮进行摩擦焊接。
[0014]焊接运动结构包括：第一水平运动组件，包括第一承台、第一导向件和第一水平驱动件，所述第一导向件沿水平方向设置在所述焊接龙门上，所述第一承台与所述第一导向件活动连接，所述第一承台适于在所述第一水平驱动件的作用下沿所述第一导向件往复运动；第一升降运动组件，包括第二承台、第二导向件和第一升降驱动件，所述第二导向件沿竖直方向设置在所述第一承台上，所述第二承台上连接设置有所述焊接机头，所述第二承台与所述第二导向件活动连接，所述第二承台适于在所述第一升降驱动件的作用下沿所述第二导向件往复运动。
[0015]所述焊接机头包括：机头主体，其上设置有第一轴体和第二轴体，所述第一轴体与所述第二承台转动连接，所述第一轴体与所述第二轴体交错设置；机头分体，与所述第二轴体活动连接，所述机头分体上设有焊接端头，所述焊接端头适于对待焊接面摩擦焊接，所述机头分体内置有摆动轴，所述摆动轴与所述第二轴体交错设置，并相互活动连接，所述焊接端头适于在所述第一轴体、所述第二轴体和所述摆动轴的作用下调节倾角。
[0016]所述焊接端头包括：端头基部，与所述机头分体连接，适于在机头分体的作用下调节倾角，所述端头基部远离所述机头分体的一端设置有轴肩轴套；搅拌针轴套，设置在所述端头基部内部，一端连接有端头驱动件，适于驱动所述搅拌针轴套沿自身轴线转动，另一端朝向所述轴肩轴套方向延伸设置，其上设置有伸缩驱动件；摩擦部，包括搅拌针和限位轴肩，所述限位轴肩一端设置在所述轴肩轴套内侧，并与所述轴肩轴套活动连接，其远离所述机头分体的另一端设置有过轴口，所述搅拌针一端与所述搅拌针轴套同轴连接，适于在所述伸缩驱动件的驱动下相对所述搅拌针轴套作伸缩运动，所述搅拌针的另一端穿出所述过轴口，并与所述过轴口连接设置，具有与待焊接面摩擦生热并使待焊接面与相邻界面焊接连接的工作状态。
[0017]铣削单元包括：铣削龙门，设置在所述工作导轨上，其上设置有铣削运动结构和所述第二传动机构，所述第二传动机构与所述工作导轨活动连接；铣削刀头，与所述铣削运动结构连接设置，适于在所述铣削运动结构的作用下，在空间范围内运动，并适于对蒙皮进行铣削。
[0018]铣削运动结构包括：
[0019]第二水平运动组件，包括第三承台、第三导向件和第二水平驱动件，所述第三导向件沿水平方向设置在所述铣削龙门上，所述第三承台与所述第三导向件活动连接，所述第三承台适于在所述第二水平驱动件的作用下沿所述第三导向件往复运动；
[0020]第二升降运动组件，包括第四承台、第四导向件和第二升降驱动件，所述第四导向件沿竖直方向设置在所述第四承台上，所述第四承台上连接设置有所述铣削刀头，所述第四承台与所述第四导向件活动连接，所述第四承台适于在所述第二升降驱动件的作用下沿所述第四导向件往复运动。
[0021]铣削刀头包括：刀头主体，其上设置有第三轴体，所述第三轴体与所述第四承台转动连接；刀头分体，其上设置有第四轴体和刀具本体，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种筒段壁板加工系统，其特征在于，包括：工作台(1)，其上设置有工作导轨(11)；焊接单元，设置在所述工作导轨(11)上，其上设置有第一传动机构(21)，所述焊接单元适于在第一传动机构(21)的作用下沿所述工作导轨(11)运动，适于摩擦焊接桁条(9)和蒙皮(8)；铣削单元，设置在所述工作导轨(11)上，其上设置有第二传动机构(41)，所述铣削单元适于在所述第二传动机构(41)的作用下沿所述工作导轨(11)运动，适于铣削蒙皮(8)；夹合工装，设置在所述工作台(1)上，与所述焊接单元和所述铣削单元之间的工作导轨(11)相邻设置，适于限位桁条(9)和蒙皮(8)。2.根据权利要求1所述的筒段壁板加工系统，其特征在于，所述夹合工装包括：承载基础(6)，设置在所述工作台(1)上，适于承载蒙皮(8)，所述承载基础(6)上设置第一锁紧结构(621)；夹具结构(7)，与所述承载基础(6)活动连接，适于承载桁条(9)，其上设置有第一锁紧配合结构(711)，所述第一锁紧配合结构(711)具有与所述第一锁紧结构(621)限位连接，并使所述蒙皮(8)与所述桁条(9)相互抵接的锁紧状态。3.根据权利要求2所述的筒段壁板加工系统，其特征在于，所述承载基础(6)包括：基台(61)，与所述工作台(1)可拆卸地连接设置，并与所述工作导轨(11)相邻设置；弧槽结构(62)，设置在基台(61)上，所述弧槽结构(62)上设置有所述第一锁紧结构(621)；连接件(63)，设置在所述弧槽结构(62)上，与所述夹具结构(7)活动连接；压紧组件(64)，设置在所述弧槽结构(62)上，适于限位蒙皮(8)。4.根据权利要求3所述的筒段壁板加工系统，其特征在于，所述弧槽结构(62)的延伸方向与所述工作导轨(11)垂直设置。5.根据权利要求3所述的筒段壁板加工系统，其特征在于，所述连接件(63)与所述夹具结构(7)铰接设置，所述连接件(63)与所述第一锁紧结构(621)分别沿所述弧槽结构(62)的两端呈间隔设置。6.根据权利要求3所述的筒段壁板加工系统，其特征在于，所述压紧组件(64)包括：若干吸附结构(641)，分布设置在所述弧槽结构(62)内，适于吸附所述蒙皮(8)；若干限位块(642)，沿所述弧槽结构(62)内壁突出设置，并沿所述弧槽结构(62)的周向呈线性排列，适于与所述蒙皮(8)的端部抵接设置；若干侧边压覆结构(643)，沿所述弧槽结构(62)的侧向外缘排布设置，与所述铣削单元通讯连接，具有夹合限位蒙皮(8)的侧向边沿的限位状态，以及远离蒙皮(8)并脱离夹合限位蒙皮(8)的让位状态。7.根据权利要求3所述的筒段壁板加工系统，其特征在于，所述夹具结构(7)包括：夹具主体(71)，与所述连接件(63)活动连接，其上设置有所述第一锁紧配合结构(711)，包括若干呈弧形排列并相互连接设置的卡槽结构(712)，所述卡槽结构(712)适于容纳限位桁条(9)；若干夹具压覆结构(72)，对应设置在所述卡槽结构(712)上，与所述弧槽结构(62)夹合限位所述桁条(9)。
8.根据权利要求1－7任一项所述的筒段壁板加工系统，其特征在于，所述焊接单元包括：焊接龙门(2)，设置在所述工作导轨(11)上，其上设置有焊接运动结构和所述第一传动机构(21)，所述第一传动机构(21)与所述工作导轨(11)活动连接；焊接机头(3)，与所述焊接运动结构连接设置，适于在所述焊接运动结构的作用下，在空间范围内运动，并适于对桁条(9)和蒙皮(8)进行摩擦焊接。9.根据权利要求8所述的筒段壁板加工系统，其特征在于，所述焊接运动结构包括：第一水平运动组件(22)，包括第一承台(221)、第一导向件(222)和第一水平驱动件(223)，所述第一导向件(222)沿水平方向设置在所述焊接龙门(2)上，所述第一承台(221)与所述第一导向件(222)活动连接，所述第一承台(221)适于在所述第一水平驱动件(223)的作用下沿所述第一导向件(222)往复运动；第一升降运动组件(23)，包括第二承台(231)、第二导向件(232)和第一升降驱动件，所述第二导向件(232)沿竖直方向设置在所述第一承台(221)上，所述第二承台(231)上连接设置有所述焊接机头(3)，所述第二承台(231)与所述第二导向件(232)活动连接，所述第二承台(231)适于在所述第一升降驱动件的作用下沿所述第二导向件(232)往复运动。10.根据权利要求9所述的筒段壁板加工系统，其特征在于，所述焊接机头(3)包括：机头主体(31)，其上设置有第一轴体(311)和第二轴体(312)，所述第一轴体(311)与所述第二承台(231)转动连接，所述第一轴体(311)与所述第二轴体(312)交错设置；机头分体(32)，与所述第二轴体(312)活动连接，所述机头分体(32)上设有焊接端头(33)，所述焊接端头(33)适于对待焊接面摩擦焊接，所述机头分体(32)内置有摆动轴，所述摆动轴与所述第二轴体(312)交错设置，并相互活动连接，所述焊接端头(33)适于在所述第一轴体(311)、所述第二轴体(312)和所述摆动轴的作用下调节倾角。11.根据权利要求10所述的筒段壁板加工系统，其特征在于，所述焊接端头(33)包括：端头基部，与所述机头分体(32)连接，适于在机头分体(32)的作用下调节倾角，所述端头基部远...

【专利技术属性】
技术研发人员：王铄，彭小波，刘国昌，
申请(专利权)人：北京星际荣耀空间科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：