一種5m級貯箱箱底法蘭盤自動焊接裝備的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及火箭貯箱加工技術(shù)，特別涉及一種5M級貯箱箱底法蘭盤自動焊接裝備。
技術(shù)背景
[0002]貯箱(又稱為推進劑貯箱)是航天運載器(包括火箭、航天飛機、導(dǎo)彈等)的重要部件，用于貯存燃料并承受全部的結(jié)構(gòu)載荷，其具有直徑大、材料薄、剛性弱的特點。貯箱一般由兩個箱底和多個筒段焊接而成，其中，箱底通常為由八塊瓜瓣拼接而成的半球形。其中，箱底為半球形，直徑約為5m，由頂部頂蓋、中間圓環(huán)和底部過渡環(huán)組成。
[0003]在實際應(yīng)用場景中，需要在貯箱箱底安裝法蘭盤以供安裝進液(液氫液氧)管、控制管、監(jiān)控系統(tǒng)線路等?，F(xiàn)有的貯箱法蘭盤焊接方法通常是:是首先將瓜瓣八塊瓜瓣拼接成半球形箱底，之后利用專用工裝設(shè)備對各個瓜瓣開設(shè)法蘭盤安裝孔，然后利用專用工裝設(shè)備使半球形箱底懸空，將法蘭盤裝配至法蘭盤安裝孔處并固定，再使用較長手臂的焊接橫梁或者利用進行手工方式進行焊接。
[0004]但是，上述這種焊接方法法蘭盤需進行手工焊接，焊接質(zhì)量受人為因素影響較大，且焊接過程需多次起收弧，焊接變形大。特別是當(dāng)貯箱直徑為5m級別時，控制起來難度更大。操作難度大，對人員要求較高。
[0005]雖然采用高開敞性的焊接機器人雖然可以提高焊接穩(wěn)定性，但需要對焊接機器人進行數(shù)控編程才能實現(xiàn)法蘭盤的環(huán)縫拼焊過程。因此，針對焊縫形狀單一為圓形的法蘭盤焊接過程，焊接機器人并不具備效率和成本上的優(yōu)勢。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]有鑒于此，本實用新型實施例提供的一種5M級貯箱箱底法蘭盤自動焊接裝備，解決了現(xiàn)有技術(shù)中人工焊接精度低、焊縫質(zhì)量差的問題；同時又僅針對圓形焊縫進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，具備效率和成本上的優(yōu)勢。
[0007]本實用新型一實施例提供的一種5M級貯箱箱底法蘭盤自動焊接裝備，包括:焊頭定位柱、固定支架和焊接執(zhí)行單元；其中，所述焊頭定位柱的中心軸與待焊接法蘭盤的中心軸同軸；所述焊接執(zhí)行單元通過所述固定支架與所述焊頭定位柱連接，可在所述焊頭定位柱的自旋驅(qū)動下，以待焊接法蘭盤的中心軸旋轉(zhuǎn)。
[0008]在一個實施例中，該裝備進一步包括:水平運動電機、水平運動電缸、豎直運動電機和豎直運動電缸；
[0009]所述水平運動電缸通過所述固定支架與所述焊頭定位柱連接；所述水平運動電機驅(qū)動所述水平運動電缸的滑塊相對所述焊頭定位柱進行接近或遠離的運動；所述水平運動電缸的滑塊上安裝所述豎直運動電缸；所述豎直運動電機驅(qū)動所述豎直運動電缸的滑塊進行豎直運動；所述焊接執(zhí)行單元固定安裝于所述豎直運動電缸的滑塊上；或，
[0010]所述豎直運動電缸通過所述固定支架與所述焊頭定位柱連接；所述豎直運動電機驅(qū)動所述豎直運動電缸的滑塊進行豎直運動；所述豎直運動電缸的滑塊上安裝所述水平運動電缸；所述水平運動電機驅(qū)動所述水平運動電缸的滑塊相對所述焊頭定位柱進行接近或遠離的運動；所述焊接執(zhí)行單元固定安裝于所述水平運動電缸的滑塊上。
[0011 ] 在一個實施例中，該裝備進一步包括:
[0012]Y向微調(diào)安裝板、至少一個Y向微調(diào)導(dǎo)軌、至少一個Y向微調(diào)滑塊、自旋電機和焊頭座；其中，所述自旋電機和焊頭定位柱安裝于所述焊頭座上；所述Y向微調(diào)安裝板上設(shè)有所述至少一個Y向微調(diào)導(dǎo)軌；所述焊頭座可隨所述Y向微調(diào)滑塊在所述Y向微調(diào)導(dǎo)軌上做Y向直線運動；
[0013]Z向微調(diào)安裝板、至少一個Z向微調(diào)導(dǎo)軌和至少一個Z向微調(diào)滑塊；所述Z向微調(diào)安裝板上設(shè)有所述至少一個Z向微調(diào)導(dǎo)軌；所述Y向微調(diào)安裝板隨所述Z向微調(diào)滑塊在所述Z向微調(diào)導(dǎo)軌上做Z向直線運動；或，
[0014]X向微調(diào)安裝板、至少一個X向微調(diào)導(dǎo)軌和至少一個X向微調(diào)滑塊；所述X向微調(diào)安裝板上設(shè)有所述至少一個X向微調(diào)導(dǎo)軌；所述Z向微調(diào)安裝板隨所述X向微調(diào)滑塊在所述X向微調(diào)導(dǎo)軌上做X向直線運動。
[0015]在一個實施例中，所述焊頭座的X向和/或Y向通過帶有導(dǎo)向柱的扭簧與Y向微調(diào)安裝板連接。
[0016]在一個實施例中，該裝備進一步包括:雙作用氣缸；所述雙作用氣缸的缸體固連在所述Z向微調(diào)安裝板上，雙作用氣缸的活塞桿鉸接在所述Y向微調(diào)安裝板上；和/或，
[0017]X向微調(diào)電機、絲杠和絲杠螺母；所述X向微調(diào)電機安裝在所述X向微調(diào)安裝板；所述絲杠螺母安裝在所述Z向微調(diào)安裝板上；所述X向微調(diào)電機驅(qū)動所述絲杠旋轉(zhuǎn)，從而帶動所述Z向微調(diào)安裝板做X向直線運動。
[0018]在一個實施例中，該裝備進一步包括:至少一個裝卡機構(gòu)；其中，所述至少一個裝卡機構(gòu)包括:模胎、瓜瓣壓板、法蘭壓板、法蘭定位柱、多個瓜瓣壓板安裝柱和壓緊螺母；
[0019]其中，所述模胎的外表面與待焊接瓜瓣的內(nèi)表面球面半徑一致；所述瓜瓣壓板的內(nèi)表面與待焊接瓜瓣的外表面球面半徑一致；所述瓜瓣壓板通過所述多個瓜瓣壓板安裝柱將待焊接瓜瓣壓緊在所述模胎上；所述法蘭定位柱的中心軸與待焊接法蘭的中心軸同軸；所述法蘭壓板呈環(huán)狀，套裝在所述法蘭定位柱上，下表面與待焊接法蘭的上表面貼合；所述法蘭壓板通過所述壓緊螺母將待焊接法蘭壓緊在模胎上。
[0020]在一個實施例中，所述法蘭定位柱的上表面中心位置設(shè)有錐形凹窩；所述焊頭定位柱的下表面為錐面；所述法蘭定位柱的錐形凹窩與所述焊頭定位柱的錐面相配合。
[0021]在一個實施例中，該裝備進一步包括:立柱、橫臂和底座；所述立柱可在所述底座上以所述立柱的中心軸旋轉(zhuǎn)；所述橫臂可相對所述立柱進行Y向和Z向的直線運動；所述橫臂的一端與所述X向微調(diào)安裝板連接。
[0022]在一個實施例中，所述至少一個裝卡機構(gòu)設(shè)置于所述立柱中心軸的圓周上。
[0023]在一個實施例中，所述水平運動電機、所述豎直運動電機、所述自旋電機、和所述X向微調(diào)電機中的至少一種電機連接有減速器。
[0024]本實用新型實施例所提供的5M級貯箱箱底法蘭盤自動焊接裝備，通過焊頭定位柱定位待焊接法蘭盤的環(huán)形焊縫中心位置，并利用焊頭定位柱的自旋帶動焊接執(zhí)行單元以環(huán)形焊縫的中心進行旋轉(zhuǎn)完成環(huán)縫焊接。整個焊接過程不需要人工操作也不需要輸入數(shù)控編程程序，提高了法蘭盤焊接效率。此外，由于焊接執(zhí)行單元通過固定支架與焊頭定位柱連接，因此可保證環(huán)縫焊接的均勻性，提高了法蘭盤焊接精度。
【附圖說明】
[0025]圖1是本實用新型一實施例所提供的一種5M級貯箱箱底法蘭盤自動焊接裝備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2是本實用新型一實施例所提供的一種5M級貯箱箱底法蘭盤自動焊接裝備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖3是本實用新型一實施例所提供的一種5M級貯箱箱底法蘭盤自動焊接裝備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖4是本實用新型一實施例所提供的一種5M級貯箱箱底法蘭盤自動焊接裝備的裝卡機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖5是本實用新型另一實施例所提供的一種5M級貯箱箱底法蘭盤自動焊接裝備的裝卡機構(gòu)的剖面放大示意圖。
[0030]圖6是本實用新型另一實施例所提供的一種5M級貯箱箱底法蘭盤自動焊接裝備的裝卡機構(gòu)的裝配原理示意圖。
[0031]圖7是本實用新型一實施例所提供的一種5M級貯箱箱底法蘭盤自動焊接裝備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖中符號說明如下:
[0033]焊頭定位柱101、固定支架102、焊接執(zhí)行單元103、水平運動電機201、水平運動電缸202、豎直運動電機203、豎直運動電缸204、Y向微調(diào)安裝板301、Y向微調(diào)導(dǎo)軌302、自旋電機303、焊頭座304、扭簧305、Z向微調(diào)安裝板306、Z向微調(diào)導(dǎo)軌307、雙作用氣缸308、X向微調(diào)安裝板309、X向微調(diào)導(dǎo)軌310、X向微調(diào)電機311、絲杠312、絲杠螺母313、模胎401、瓜瓣壓板402、法蘭壓板403、法蘭定位柱404、瓜瓣壓板安裝柱405、壓緊螺母406、立柱701、橫臂702、底座703。
【具體實施方式】
[0034]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述。
[0035]本實用新型實施例所提供的5M級貯箱箱底法蘭盤自動焊接裝備，在對法蘭盤進行焊接時，并不是像現(xiàn)有技術(shù)中一樣先將瓜瓣拼焊成半球形箱底，然后將該半球形箱底懸空以便從下方進行人工焊接；而是直