[发明专利]贮箱箱底瓜瓣纵缝数控焊接系统

说明书

技术领域

本发明属于金属自动焊接领域，具体涉及一种可用于贮箱箱底的纵缝自动焊接系统，即贮箱箱底瓜瓣纵缝数控焊接系统。

背景技术

贮箱是运载火箭箭体结构中重要的大型部件，贮箱两端的椭球体箱底是贮箱生产中的难点和重点。椭球体箱底由圆环、叉形环和顶盖组成，圆环由八个瓜瓣拼焊而成，形成8条纵焊缝，是贮箱生产中焊缝最多变形最大的工件。

瓜瓣为大型薄壁件，外形为椭球体，焊接边区域都是曲面，实际要求纵缝焊接边必须可靠固定，准确对齐，不能出现错边等不良现象，焊接过程中工件不能移动。这就要求焊接压紧力可靠，又不压伤工件。

目前，瓜瓣装夹多采用简单工装靠人力调整压紧，劳动强度大，效率低下，造成装夹困难且费时费力。采用人工焊接，焊接热输入不均匀，再加上夹紧力小且不均匀，工件常因焊接应力出现错动和变形现象，焊接质量很难控制。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种贮箱箱底瓜瓣纵缝数控焊接系统，可以实现瓜瓣装夹操作简单，部件压紧牢固，纵缝焊接实现自动化。

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

贮箱箱底瓜瓣纵缝数控焊接系统，所述贮箱箱底瓜瓣纵缝数控焊接系统包括头尾座变位机、瓜瓣装配工装和焊接操作机三大主要部分；

所述瓜瓣装配工装安装在头尾座变位机上，利用头尾座变位机旋转实现8条纵缝切换；

所述焊接操作机的横梁端部安装有焊枪，利用焊接操作机横梁的升降和伸缩，配合头尾座变位机的翻转可保证纵缝全长每点法线保持垂直，实现自动数控焊接。

所述头尾座变位机的花盘可连续转动，也可将瓜瓣装配工装转到焊接位自动停止；所述头尾座变位机的翻转采用伺服电机驱动，传动系统带有消隙功能，保证传动稳定性。所述头尾座变位机在焊接过程中带动瓜瓣装配工装不等速连续翻转。

所述瓜瓣装配工装以椭球模胎作为工件的安装基体，沿椭球模胎圆周均匀加工有8条槽，用以安装焊接背衬；在椭球模胎的上下部分别沿8条槽布置有16套上压爪和16套下压爪，用以压紧瓜瓣的上下沿；在上压爪和下压爪间沿8条槽布置有8条气动拉带，将瓜瓣压紧在椭球模胎上，防止纵缝焊接过程引起工件翘曲。所述气动拉带为柔性结构，内侧为气囊，外侧为不锈钢带；使用时将上下挂钩分别挂在模胎的挂槽上，充气后会将瓜瓣紧紧压在模胎上。在椭球模胎上安装有调整机构，方便调整瓜瓣高低。气囊指尖压紧机构由液压驱动实现摆动张合，其上装有两条气囊压紧装置；装好贮箱箱底瓜瓣后合拢气囊指尖压紧机构，将位于端部挂钩锁挂在椭球模胎的挂耳上，再给气囊指尖压紧机构充气就可将瓜瓣焊接边缘紧紧压实在椭球模胎上。

所述焊接操作机横梁升降和伸缩采用伺服电机驱动，由数控系统控制，与头尾座变位机翻转协调动作。

所述气动拉带安装在每个瓜瓣中部，为纵向气动拉带。

本发明的有益效果在于：本发明采用气囊指尖机构压紧工件，压紧力大小可调，每个指尖可自适应工件外形，属于柔性压紧，保证既能压紧工件，又不损伤工件表面。8个瓜瓣各增加一条纵向气动拉带，能有效防止工件变形和错位。采用数控自动化焊接，实现了焊接过程热输入一致，减小了焊接变形同时大大降低了工人劳动强度，提高了生产效率，保证了焊接质量。

附图说明

图1为圆环工件结构示意图；

图2是瓜瓣装配工装示意图；

图3是气囊指尖压紧机构轴侧图；

图4是瓜瓣气动拉带结构图；

图5是瓜瓣纵缝数控焊接系统示意图。

其中，1-气囊指尖压紧机构；2-挂耳；3-上压爪；4-椭球模胎；5-下压爪；6-调整机构；7-气动拉带；61-头尾座变位机；62-瓜瓣装配工装；63-焊接操作机。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

作为本发明的一种实施方式，如图2至图5所示，贮箱箱底瓜瓣纵缝数控焊接系统，包括头尾座变位机61、瓜瓣装配工装62和焊接操作机63三大主要部分。

如图2所示，所述瓜瓣装配工装62安装在头尾座变位机61上，利用头尾座变位机61旋转实现8条纵缝切换；

所述头尾座变位机61的花盘可连续转动，也可将瓜瓣装配工装62转到焊接位自动停止；所述头尾座变位机61的翻转采用伺服电机驱动，传动系统带有消隙功能；所述头尾座变位机61的翻转在焊接过程中带动瓜瓣装配工装62不等速连续翻转。