一种发动机异形导管激光清洗装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种发动机异形导管激光清洗装置及方法，包括主机框架

【技术实现步骤摘要】
一种发动机异形导管激光清洗装置及方法


[0001]本专利技术涉及大型喷气式（如火箭或航空发动机）发动机异形导管（如不锈钢及钛合金）焊接前或焊后激光清洗
，具体涉及一种发动机异形导管激光清洗装置及方法
。

技术介绍

[0002]目前金属焊前或焊后表面处理现有的工艺包括化学清洗和机械清洗两种，目的是为了去除焊接件表面的氧化膜
、
锈层和油污，防止产生气孔
、
夹渣
。
化学清洗不适应局部清洗 ，同时容易造成环境污染
。
[0003]而机械打磨或喷砂抛光分两种情况，对于厚壁
、
大口径
100mm
以上的导管可适用，但是对于壁厚
2mm
及以下
、
直径 Ф8—Ф78mm、
清洗后粗糙度：
≤1.6
μ
m 导管外径清洗长度精度：
±
0.2mm
导管内径清洗长度精度
±
0.3mm
；激光清洗处减薄量不大于
0.01mm。
导管管端内外均需清洗，外表面宽度
≥5 mm
，内表面宽度
≥3mm
，同时清洗管子的内径
、
外径和端口，机械打磨从定位精度
、
减薄量及稳定性上是很难实现的，并且发动机上的导管形状多样
、
管路组件接头结构复杂，对焊接工艺要求更高，一旦焊接前清理不到位导致焊接缺陷甚至发生事故
。
[0004]目前新型的一种处理方法激光清洗，可以将表面的氧化膜和油污清洗掉并且可以做到环保清洗，不伤害到金属材质
。
但是采用人工手持激光清洗设备在清洗过程中存在不稳定并且减薄量
、
定位精度无法控制，同时容易在管件的表面形成黄色的痕迹影响清洗质量，因此不能满足现有的需求
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种发动机异形导管激光清洗装置及方法，配备快速定位机及夹持械装置（不会产生压痕等损伤），协助钛合金或不锈钢导管快速定位激光自动对焦位置，并通过激光清洗末端
±
45
°
旋转实现角度的调整来完成激光清洗内孔及外壁的清洗
。
方便操作，在使用过程中效率更高，成本更低，上料装夹更便捷和清洗更环保
。
[0006]本专利技术是通过如下技术方案实现的：提供一种发动机异形导管激光清洗装置，包括主机框架和设置在主机框架上的主机控制组件和激光清洗机组件，还包括设置在主机框架上且由主机控制组件控制运行的旋转清洗机构和至少一个支撑柔性升降夹紧机构；旋转清洗机构包括竖向设置的旋转平台安装板，旋转平台安装板通过左右侧板连接在主机框架上，旋转平台安装板上安装有通过旋转伺服电机驱动转动且中心开设贯穿通道的旋转平台，旋转平台上通过径向调整模组安装板连接有径向调整模组，径向调整模组的移动端通过模组旋转连接板连接有大孔径精密回转平台，激光清洗机组件的清洗头通过清洗头末端连接件安装在大孔径精密回转平台上；支撑柔性升降夹紧机构包括由
Y
向伺服电机驱动沿
Y
轴方向移动的
Y
向移动支架，
Y
向移动支架的背面滑动连接有可通过
Z
向伺服电机配合丝杠螺母机构驱动沿
Z
轴方向移动
的顶升支撑架，顶升支撑架的顶面滑动设置有由夹紧气缸驱动且可沿
X
轴方向相向或背向移动对管件夹紧或松开的两个夹爪
。
[0007]进一步的，主机框架上沿
Y
轴方向设置有平行设置的两个
Y
向直线导轨以及设置在两
Y
向直线导轨导轨之间且相互平行的
Y
向齿条，
Y
向移动支架的底部连接有与
Y
向直线导轨滑动连配合的两个滑块，
Y
向移动支架底部还设置有
Y
向伺服电机且其驱动轴上设置有与
Y
向齿条啮合的
Y
齿轮
。
[0008]Y
向移动支架通过底部滑块滑动设置在主机框架上的
Y
向直线导轨上，通过
Y
向伺服电机驱动轴上的
Y
齿轮与
Y
向齿条啮合进而可控制
Y
向移动支架在
Y
轴方向位移动作
。
[0009]进一步的，
Y
向移动支架的背面沿
Z
轴方向设置有两个平行设置的
Z
向直线导轨，顶升支撑架上设置有与
Z
向直线导轨滑动配合的两滑块，丝杠螺母机构的丝杠平行设置在两
Z
向直线导轨之间，丝杠的两端通过前后支撑转动安装在
Y
向移动支架的背面，且丝杠的一端通过同步轮与同步带与
Z
向伺服电机的驱动轴连接，丝杠螺母机构的螺母与顶升支撑架连接
。
[0010]顶升支撑架上通过滑块动设置在
Z
向直线导轨上，丝杠螺母机构的螺母设置在顶升支撑架上，通过丝杠螺母机构作为动力，可驱动顶升支撑架在
Z
轴方向位移动作
。
[0011]进一步的，顶升支撑架的顶面沿
X
轴方向平行设置有两个
X
向直线导轨，两个夹爪的底部分别对应连接有与
X
向直线导轨滑动配合的滑块，每个滑块均连接有位于两
X
向直线导轨之间的一个夹紧齿条，两个夹紧齿条的齿条面正对设置且顶升支撑架的顶面在两夹紧齿条中部之间通过立轴转到安装有与两个夹紧齿条均啮合的对中齿轮，夹紧气缸的活塞杆通过直角形拐臂与其中一个夹爪的滑块连接，顶升支撑架的顶面在两个夹紧齿条的中间设置有用于支撑管件的垫块
。
[0012]顶升支撑架的顶面设通过与
X
向直线导轨和滑块滑动连接夹爪，通过夹紧气缸的活塞杆推拉直角形拐臂带动其中一个夹爪滑动，并利用夹紧齿条配合配合对中齿轮，可实现两个夹爪同步移动并对垫块上的异形管件对中夹紧
。
[0013]进一步的，夹紧气缸的供气管路上安装有由主机控制组件控制的压力控制组件，压力控制组件包括沿进气管进气方向依次设置在进气管上的电气比例阀
、
压力表和电磁换向阀
。
[0014]夹紧气缸的供气管路上设置有压力控制组件，通过电气比例阀及电磁换向阀配合进气，可调整夹紧气缸的动作以及夹紧力度，保证对管件进行稳定夹持
。
[0015]激光清洗机组件包括激光器
、
控制系统
、
光纤电缆和清洗头，激光器放置在主机框架内部，激光器通过光纤电缆与清洗头连接，旋转平台的顶部设置有用于固定光纤电缆的固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种发动机异形导管激光清洗装置，包括主机框架和设置在主机框架上的主机控制组件和激光清洗机组件，其特征在于：还包括设置在主机框架上且由主机控制组件控制运行的旋转清洗机构和至少一个支撑柔性升降夹紧机构；旋转清洗机构包括竖向设置的旋转平台安装板，旋转平台安装板通过左右侧板连接在主机框架上，旋转平台安装板上安装有通过旋转伺服电机驱动转动且中心开设贯穿通道的旋转平台，旋转平台上通过径向调整模组安装板连接有径向调整模组，径向调整模组的移动端通过模组旋转连接板连接有大孔径精密回转平台，激光清洗机组件的清洗头通过清洗头末端连接件安装在大孔径精密回转平台上；支撑柔性升降夹紧机构包括由
Y
向伺服电机驱动沿
Y
轴方向移动的
Y
向移动支架，
Y
向移动支架的背面滑动连接有可通过
Z
向伺服电机配合丝杠螺母机构驱动沿
Z
轴方向移动的顶升支撑架，顶升支撑架的顶面滑动设置有由夹紧气缸驱动且可沿
X
轴方向相向或背向移动对管件夹紧或松开的两个夹爪
。2.
根据权利要求1所述的发动机异形导管激光清洗装置，其特征在于：主机框架上沿
Y
轴方向设置有平行设置的两个
Y
向直线导轨以及设置在两
Y
向直线导轨之间且相互平行的
Y
向齿条，
Y
向移动支架的底部连接有与
Y
向直线导轨滑动连配合的两个滑块，
Y
向移动支架底部还设置有
Y
向伺服电机且其驱动轴上设置有与
Y
向齿条啮合的
Y
齿轮
。3.
根据权利要求1所述的发动机异形导管激光清洗装置，其特征在于：
Y
向移动支架的背面沿
Z
轴方向设置有两个平行设置的
Z
向直线导轨，顶升支撑架上设置有与
Z
向直线导轨滑动配合的两滑块，丝杠螺母机构的丝杠平行设置在两
Z
向直线导轨之间，丝杠的两端通过前后支撑转动安装在
Y
向移动支架的背面，且丝杠的一端通过同步轮与同步带与
Z
向伺服电机的驱动轴连接，丝杠螺母机构的螺母与顶升支撑架连接
。4.
根据权利要求1所述的发动机异形导管激光清洗装置，其特征在于：顶升支撑架的顶面沿
X
轴方向平行设置有两个
X
向直线导轨，两个夹爪的底部分别对应连接有与
X
向直线导轨滑动配合的滑块，每个滑块均连接有位于两
X
向直线导轨之间的一个夹紧齿条，两个夹紧齿条的齿条面正对设置且顶升支撑架的顶面在两夹紧齿条中部之间通过立轴转到安装有与两个夹紧齿条均啮合的对中齿轮，夹紧气缸的活塞杆通过直角形拐臂与其中一个夹爪的滑块连接，顶升支撑架的顶面在两个夹紧齿条的中间设置有用于支撑管件的垫块
。5.
根据权利要求4所述的发动机异形导管激光清洗装置，其特征在于：夹紧气缸的供气管路上安装有由主机控制组件控制的压力控制组件，压力控制组件包括沿进气管进气方向依次设置在进气管上的电气比例阀
、
压力表和电磁换向阀
。6.
根据权利要求1所述的发动机异形导管激光清洗装置，其特征在于：激光清洗机组件包括激光器
、
控制系统
、
光纤电缆和清洗头，激光器放置在主机框架内部，激光器通过光...

【专利技术属性】
技术研发人员：马新强，任远，成巍，于雷，姚型伟，杨晓东，孙道仓，王靖雯，朱永梅，
申请(专利权)人：山东省科学院激光研究所，
类型：发明
国别省市：