【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于零部件加工领域，尤其涉及一种适用于弧形t型件的柔性数字化装配系统以及焊接方法。
技术介绍
1、弧形t型件广泛应用于压力容器、船舶等大型结构件领域。弧形t型件的装配由弧形面板与弧形腹板焊接而成，装配质量严重影响着弧形t型件的力学性能。目前，我国结构件中使用的弧形t型件装配多由人工采用传统工装手工焊接完成。然而，传统工装采用刚性固持，无法释放焊接过程中的应力。在弧形t型件焊接完成，释放装夹约束后，因为存在较大且不平衡的内应力而导致弧形t型件变形，很难达到外形精度要求。传统工装也无法适用多种尺寸弧形t型件的装夹，调整面板和腹板间的焊前预留间隙也较为麻烦，其次是人工焊接严重依赖于工人的工作经验和工作状态，无法保证焊接质量，且效率较低。
2、专利文献cn116713656a公开了一种h型钢梁侧翼缘板焊接装置，包括：操作主体(1)，所述操作主体(1)包括基座(11)，所述基座(11)通过开设在其顶部的滑槽(12)滑动连接有移动座(13)，所述移动座(13)顶部设置有与外部翼缘板相卡合的工装组件(14)；调节部(2)，所述调节部(2)包括固定座(21)，所述固定座(21)外表面与基座(11)端面固定连接，所述固定座(21)内部转动连接有双向螺纹杆(22)，所述双向螺纹杆(22)圆周外表面螺纹连接有与基座(11)内部相滑动螺纹块(23)，且该螺纹块(23)外表面与移动座(13)外表面固定连接；其中，所述工装组件(14)包括上滑轨道(141)、下滑轨道(142)以及放置件(143)，所述下滑轨道(142)底部与移动座(1
3、专利文献cn116673675a公开了一种钢箱梁通用焊接胎具，该钢箱梁由顶板、底板、腹板、横隔板、纵隔板及加劲肋构成，其特征是：所述焊接胎具包括：地轨，由十字交叉的横向轨道和纵向轨道构成；底板定位模块，用于定位底板的底面；一对端面定位模块，可沿纵向轨道相对移动，用于定位底板、纵隔板的纵向端；一对侧面定位模块，可沿横向轨道相对移动，在侧面定位模块上铰接有第一转板，在第一转板上铰接有第二转板，第一转板用于定位腹板，第二转板用于定位横隔板的外端；纵向中心定位杆，可拆卸地架设在一对端面定位模块的中心线上，用于定位横隔板的内端。该装置对于胎具的精度要求很高，前期投入成本较高。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提供一种适用于弧形t型件的柔性数字化装配系统以及焊接方法，该系统可降低焊接应力和变形，从而提高弧形弧形t型件的焊接质量。
2、为了实现上述的第一个目的，提供了一种适用于弧形t型件的柔性数字化装配系统，其中弧形t型件由弯曲的腹板与面板焊接而成，该柔性数字化装配系统包括底座，设置在底座上用于夹持面板两端的面板定位夹紧装置和用于固定腹板的腹板定位夹紧装置，以及横跨底座布置的龙门架和设置在龙门架横梁上的加工机构；
3、其中，所述面板定位夹紧装置包括布置在底座上用于面板定位的面板柔性定位器，以及成对布置在龙门架横梁和底座上的第一伸缩臂和用于夹持面板的第一夹紧装置；
4、所述腹板定位夹紧装置包括设置在龙门架横梁上用于腹板定位的腹板柔性定位器，以及布置在龙门架横梁上的第二伸缩臂和用于夹持腹板的第二夹紧装置；
5、所述面板定位夹紧装置和所述腹板定位夹紧装置沿龙门架横梁方向设有多个，使用时提供调节第一伸缩臂和第二伸缩臂的伸出量以组成不同尺寸的弧形t型件，并通过加工机构完成弧形t型件的焊接工作。
6、本专利技术提出一种适用于弧形t型件的柔性数字化装配系统，可对弧形面板和弧形腹板进行柔性定位和夹持以及间隙的自动化调整，可对弧形面板与弧形腹板进行高精度自动化焊接，夹具具备释放焊接应力的功能，而且采用机器人双面双弧对称焊接，可以最大限度降低焊接应力和变形，提高焊接质量。腹板和面板定位器位置数控可调，可适应多种尺寸的弧形t型件装配，并对工件和产品进行精确测量，改善工人工作环境，降低劳动强度。
7、具体的，所述加工机构包括沿龙门架横梁铺设的滑动轨道，与滑动轨道配合滑动的滑动基座，以及设置在滑动基座上的加工臂和设置在加工臂上的焊接执行单元，从而实现自动化焊接。
8、具体的，所述加工臂采用六自由度关节臂，从而提高焊接工作的精确度。
9、具体的，所述龙门架还设有升降机构，所述升降机构包括设置在龙门架立柱上的升降轨道，以及设置在龙门架横梁两端的升降基座。
10、具体的，所述第一夹紧装置包括固定在第一伸缩臂上的第一夹紧基座，以及设置在第一夹紧基座上、可调节槽口宽度的卡槽。
11、具体的，所述第一夹紧基座与上夹块或下夹块之间均设有可调节水平角度的第一转动机构。
12、具体的，所述第二夹紧装置包括固定在第二伸缩臂上的第二夹紧基座，以及设置在第二夹紧基座上的浮动夹板，所述浮动夹板包括与第二夹紧基座固连的移动夹头，和设置在在移动夹头端部的夹爪以及位于夹爪夹持内侧的垫块，所述垫块与夹爪之间设有用于吸收腹板横向应变力的碟簧组件。
13、具体的，所述第二夹紧基座与夹板头之间设有可调节水平角度的第二转动机构。
14、具体的，还包括自动上下料机构，所述自动上下料机构包括运输车和机械吊臂，所述运输车用于运输待加工的腹板和面板，以及完成焊接成型的弧形t型件，所述机械吊臂用于完成上料和下料工作。
15、为了实现上述的第二个目的，提供了一种适用于弧形t型件的焊接方法，通过上述的柔性数字化装配系统实现，包括以下步骤：
16、装配时根据工件尺寸，调整横梁，面板定位夹紧装置、腹板定位夹紧装置至安全位置；
17、运输车将腹板送至指定位置，通过机械吊臂将腹板送至腹板定位夹紧装置，当腹板定位夹紧装置对腹板完成柔性定位和夹持动作后，通过横梁带动腹板定位夹紧装置上升至安全位置避让；
18、运输车将面板送至指定位置，通过机械吊臂将面板送至面板定位夹紧装置，当面板定位夹紧装置对面板完成柔性定位和夹持动作后，联合腹板定位夹紧装置和横梁共同定位调姿，使得面板与腹板间间隙满足自动化焊接系统要求；
19、通过滑动基座将加工臂移动至待焊接位置并完成焊接工作。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
21、通过调整第一伸缩臂和第二伸缩臂的伸出量，以实现腹板、面板自动化定位，以及间隙化自动调整，从而降低肋骨的焊接应力，提高成形精度。
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1.一种适用于弧形T型件的柔性数字化装配系统，所述弧形T型件包括弧形的面板，和沿所述面板弧面延伸方向竖直布置的腹板，其特征在于，包括底座，设置在底座上用于固定面板的面板定位夹紧装置和用于固定腹板的腹板定位夹紧装置，以及横跨底座布置的龙门架和设置在龙门架横梁上的加工机构；
2.根据权利要求1所述的适用于弧形T型件的柔性数字化装配系统，其特征在于，所述加工机构包括沿龙门架横梁铺设的滑动轨道，与滑动轨道配合滑动的滑动基座，以及设置在滑动基座上的加工臂和设置在加工臂上的焊接执行单元。
3.根据权利要求3所述的适用于弧形T型件的柔性数字化装配系统，其特征在于，所述加工臂采用六自由度关节臂。
4.根据权利要求1所述的适用于弧形T型件的柔性数字化装配系统，其特征在于，所述龙门架还设有升降机构，所述升降机构包括设置在龙门架立柱上的升降轨道，以及设置在龙门架横梁两端的升降基座。
5.根据权利要求1所述的适用于弧形T型件的柔性数字化装配系统，其特征在于，所述第一夹紧装置包括固定在第一伸缩臂上的第一夹紧基座，以及设置在第一夹紧基座上、可调节槽口宽度的卡槽
6.根据权利要求5所述的适用于弧形T型件的柔性数字化装配系统，其特征在于，所述第一夹紧基座与卡槽之间均设有可调节水平角度的第一转动机构。
7.根据权利要求1所述的适用于弧形T型件的柔性数字化装配系统，其特征在于，所述第二夹紧装置包括固定在第二伸缩臂上的第二夹紧基座，以及设置在第二夹紧基座上的浮动夹板，所述浮动夹板包括与第二夹紧基座固连的移动夹头，和设置在在移动夹头端部的夹爪以及位于夹爪夹持内侧的垫块，所述垫块与夹爪之间设有用于吸收腹板横向应变力的碟簧组件。
8.根据权利要求7所述的适用于弧形T型件的柔性数字化装配系统，其特征在于，所述第二夹紧基座与夹板头之间设有可调节水平角度的第二转动机构。
9.根据权利要求1所述的适用于弧形T型件的柔性数字化装配系统，其特征在于，还包括自动上下料机构，所述自动上下料机构包括运输车和机械吊臂，所述运输车用于运输待加工的腹板和面板，以及完成焊接成型的弧形T型件，所述机械吊臂用于完成上料和下料工作。
10.一种适用于弧形T型件的焊接方法，其特征在于，通过权利要求1～9任一项所述的适用于弧形T型件的柔性数字化装配系统实现，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种适用于弧形t型件的柔性数字化装配系统，所述弧形t型件包括弧形的面板，和沿所述面板弧面延伸方向竖直布置的腹板，其特征在于，包括底座，设置在底座上用于固定面板的面板定位夹紧装置和用于固定腹板的腹板定位夹紧装置，以及横跨底座布置的龙门架和设置在龙门架横梁上的加工机构；
2.根据权利要求1所述的适用于弧形t型件的柔性数字化装配系统，其特征在于，所述加工机构包括沿龙门架横梁铺设的滑动轨道，与滑动轨道配合滑动的滑动基座，以及设置在滑动基座上的加工臂和设置在加工臂上的焊接执行单元。
3.根据权利要求3所述的适用于弧形t型件的柔性数字化装配系统，其特征在于，所述加工臂采用六自由度关节臂。
4.根据权利要求1所述的适用于弧形t型件的柔性数字化装配系统，其特征在于，所述龙门架还设有升降机构，所述升降机构包括设置在龙门架立柱上的升降轨道，以及设置在龙门架横梁两端的升降基座。
5.根据权利要求1所述的适用于弧形t型件的柔性数字化装配系统，其特征在于，所述第一夹紧装置包括固定在第一伸缩臂上的第一夹紧基座，以及设置在第一夹紧基座上、可调节槽口宽度的卡槽。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：柯臻铮，赵百钏，李文波，蔡传磊，
申请(专利权)人：杭州艾美依航空制造装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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