CN111730180A - 一种薄板随焊压紧动态装调方法 - Google Patents

一种薄板随焊压紧动态装调方法 Download PDF

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谢欣宏
程博
黄宁
刘岩
肖珺
张俊林
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Abstract

本发明公开一种薄板随焊压紧动态装调方法，属于电弧焊接技术领域。本发明为了解决大型弱刚性薄壁焊件在焊接过程中焊接变形影响薄壁结构的精度控制，并且焊缝变形叠加造成装配间隙不均匀的问题。它的装置包括一台CMT焊接机器人、一套随焊压紧装置、一套激光扫描传感器、一套CMOS相机图像传感器。焊接前，将焊接工件蒙皮放置于加工位置，由人工对要加工的工件进行夹紧，其次则是CMT焊接机器人运动至焊缝位置，在焊接的过程中，机器人移动，随焊压紧装置压紧蒙皮，控制焊缝错边量，激光扫描传感器和CMOS相机图像传感器，采集焊接信息进行反馈。

Description

一种薄板随焊压紧动态装调方法
技术领域
本发明涉及一种薄板随焊压紧动态装调方法，是一种电弧焊接方法，属于焊接技术领域。
背景技术
航天产品中复杂热控部件空间曲线焊缝的焊接，其大型弱刚性复杂结构由带翅片的热管与蒙皮拼焊成形，呈现典型大面积多形态密集分布特征，实际焊接时，热管管路预先完成铺设，然后再装配蒙皮进行焊接，其主要存在以下难点：大型薄壁弱刚性、焊缝密集分布，大面积密集分布焊缝产生的焊接变形影响薄壁结构的精度控制，并且焊缝变形叠加造成装配间隙不均匀。薄壁弱刚性结构的电弧焊接一般要求对接焊缝错边量小于15％δmm，因此提出一种应用于该种焊接过程的焊接方法是十分必要的。
发明内容
本发明是为了解决航天产品中复杂热控部件空间曲线焊接中，大型薄壁弱刚性结构在焊接过程中因焊接变形导致的装配间隙不均匀问题(即确保对接焊缝错边量小于15％δmm)。
本发明所述薄板随焊压紧动态装调装置，包括一台CMT焊接机器人、一套随焊压紧装置、一套激光扫描传感器、一套CMOS相机图像传感器。
随焊压紧装置安装与CMT焊接机器人的最末端的轴上，CMT焊枪装配于随焊压紧装置的中心位置。
所述复杂热控部件空间曲线焊缝CMT焊方法，包括以下过程：首先将焊接工件大型薄壁放置于加工位置，对要加工的焊接工件进行夹紧；其次，CMT焊接机器人运动至焊缝位置，在焊接过程中，CMT焊接机器人移动，随焊压紧装置压紧蒙皮，控制焊缝错边量，激光扫描传感器和CMOS相机图像传感器，采集焊接信息进行反馈，最后完成焊缝焊接。
本发明可以获得如下的有益效果：
本发明所述焊接装置即复杂热控部件空间曲线焊缝CMT焊方法实现了在焊接过程中薄壁结构的精度控制，满足了对接焊缝错边量小于15％δmm，并且它与蒙皮具有良好的接触，具有设备简单、方便操作和易于实施的优点。
附图说明
图1是本发明所述薄板随焊压紧动态装调方法装置及焊接方法的原理示意图。
图2是本发明的整体三维模型图。
图3是本发明中随焊压紧装置的三维模型图。
图中：1为CMT焊接机器人、2为随焊压紧装置、3为CMT焊枪、4为丝杠滑轨A、5为丝杠滑轨B、6为肋板A、7为肋板B、8为法兰板、9为一组导柱、10为一组滚轮、11为压缩弹簧、12为焊枪固定架、13为底座、14为连接轴。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
本实例采用的设备包括：一台CMT焊接机器人(1)、一套随焊压紧装置(2)、CMT焊枪(3)；CMT焊接机器人(1)上安装有随焊压紧装置(2)和CMT焊枪(3)；随焊压紧装置(2)包括：丝杠滑轨A(4)、丝杠滑轨B(5)、肋板A(6)、肋板B(7)、法兰板(8)、一组导柱(9)、一组滚轮(10)、压缩弹簧(11)、焊枪固定架(12)、底座(13)、一组连接轴(14)和横向压板(15)。
整套随焊压紧装置(2)通过法兰板(8)由螺栓与CMT焊接机器人(1)的最末端轴连接。肋板A(6)和肋板B(7)通过螺栓分别装配在法兰板(8)的左右两侧，横向压板(15)与肋板A(6)和肋板B(7)的竖直端由螺栓固定。底座(13)由一组导柱(9)与横向压板(15)连接。压缩弹簧(11)的上下两端分别与横向压板(15)底面和底座(13)的沉头孔端面接触。一组滚轮(10)与一组连接轴(14)和底座(13)组成可以滚动的小车。丝杠滑轨B(5)与法兰板(8)上端螺栓连接，丝杠滑轨A(4)安装于丝杠滑轨B(5)的连接板上。焊枪固定架(12)一端与丝杠滑轨B(5)的滑块连接，另一端与CMT焊枪(3)连接，保证CMT焊枪(3)完成XY轴方向的平移。
焊接准备阶段，将大型薄壁工件安装，进行人工预紧，CMT焊接机器人(1)移动至指定位置，随焊压紧装置(2)的一组滚轮(10)与工件接触，压在焊缝两侧，之后完成CMT焊枪(3)的安装，调整XY轴方向偏移，确保CMT焊枪(3)的枪头穿过底座(13)沉头孔，竖直于焊缝上方。焊接过程中，CMT焊接机器人(1)推动随焊压紧装置(2)依循焊缝移动，激光扫描传感器和CMOS相机图像传感器，采集焊接信息进行反馈，CMT焊接机器人(1)增减压力大小，控制焊缝错边量，完成焊接。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (3)

1.一种薄板随焊压紧动态装调方法，实现该方法的薄板随焊压紧动态装调装置，包括一台CMT焊接机器人、一套随焊压紧装置、一套激光扫描传感器、一套CMOS相机图像传感器；
随焊压紧装置安装与CMT焊接机器人的最末端的轴上，CMT焊枪装配于随焊压紧装置的中心位置；
其特征在于：包括以下过程：首先将焊接工件大型薄壁放置于加工位置，对要加工的焊接工件进行夹紧；其次，CMT焊接机器人运动至焊缝位置，在焊接过程中，CMT焊接机器人移动，随焊压紧装置压紧蒙皮，控制焊缝错边量，激光扫描传感器和CMOS相机图像传感器，采集焊接信息进行反馈，最后完成焊缝焊接。
2.根据权利要求1所述的一种薄板随焊压紧动态装调方法，其特征在于：CMT焊接机器人(1)上安装有随焊压紧装置(2)和CMT焊枪(3)；随焊压紧装置(2)通过法兰板(8)由螺栓与CMT焊接机器人(1)的最末端轴连接；肋板A(6)和肋板B(7)通过螺栓分别装配在法兰板(8)的左右两侧，横向压板(15)与肋板A(6)和肋板B(7)的竖直端由螺栓固定；底座(13)由一组导柱(9)与横向压板(15)连接；压缩弹簧(11)的上下两端分别与横向压板(15)底面和底座(13)的沉头孔端面接触；一组滚轮(10)与一组连接轴(14)和底座(13)组成能够滚动的小车；丝杠滑轨B(5)与法兰板(8)上端螺栓连接，丝杠滑轨A(4)安装于丝杠滑轨B(5)的连接板上；焊枪固定架(12)一端与丝杠滑轨B(5)的滑块连接，另一端与CMT焊枪(3)连接，保证CMT焊枪(3)完成XY轴方向的平移。
3.根据权利要求2所述的一种薄板随焊压紧动态装调方法，其特征在于：焊接准备阶段，将大型薄壁工件安装，进行人工预紧，CMT焊接机器人(1)移动至指定位置，随焊压紧装置(2)的一组滚轮(10)与工件接触，压在焊缝两侧，之后完成CMT焊枪(3)的安装，调整XY轴方向偏移，确保CMT焊枪(3)的枪头穿过底座(13)沉头孔，竖直于焊缝上方；焊接过程中，CMT焊接机器人(1)推动随焊压紧装置(2)依循焊缝移动，激光扫描传感器和CMOS相机图像传感器，采集焊接信息进行反馈，CMT焊接机器人(1)增减压力大小，控制焊缝错边量，完成焊接。
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