一種航空發(fā)動機卡箍緊固件自動氬弧焊接工作站的制作方法
【專利摘要】一種航空發(fā)動機卡箍緊固件自動氬弧焊接工作站，包括焊接室、電氣控制柜、焊接機器人及回轉(zhuǎn)式焊接工作臺，在回轉(zhuǎn)式焊接工作臺上安裝有自動夾緊式工裝夾具；電氣控制柜、焊接機器人及回轉(zhuǎn)式焊接工作臺均位于焊接室內(nèi)，焊接機器人、回轉(zhuǎn)式焊接工作臺及自動夾緊式工裝夾具的動作執(zhí)行均通過電氣控制柜進行控制。本實用新型設(shè)計了具有全新結(jié)構(gòu)的焊接工作臺和工裝夾具，焊接工作臺能夠360°回轉(zhuǎn)，且工裝夾具具備自動夾緊零件的能力，同時處于夾緊狀態(tài)的零件可以進行旋轉(zhuǎn)，通過零件自身旋轉(zhuǎn)，不但降低了焊接機器人在焊接時的動作執(zhí)行難度，也有效降低了焊接機器人的編程難度，再結(jié)合焊接工作臺的回轉(zhuǎn)動作，能夠進一步提高卡箍緊固件的加工效率。
【專利說明】
一種航空發(fā)動機卡箍緊固件自動氬弧焊接工作站
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于航空發(fā)動機零部件制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種航空發(fā)動機卡箍緊固件自動氬弧焊接工作站。
【背景技術(shù)】
[0002]航空發(fā)動機外部管路的裝夾固定都是由卡箍緊固件完成的，僅單臺航空發(fā)動機所需的卡箍緊固件數(shù)量就近千，而對于數(shù)量眾多的卡箍緊固件，傳統(tǒng)的卡箍緊固件加工方式主要為手工氬弧焊，但是采用手工氬弧焊方式加工卡箍緊固件不但加工效率低，而且卡箍緊固件的焊接質(zhì)量不高，從而越來越難以滿足航空發(fā)動機的實際生產(chǎn)需要。
[0003]為了提高卡箍緊固件的加工效率和焊接質(zhì)量，技術(shù)人員決定引入焊接機器人，通過焊接機器人實現(xiàn)卡箍緊固件的自動化焊接。但是，由于焊接機器人都是獨立引入，并沒有相配套的焊接用工裝夾具可用，因此焊接時都在采用傳統(tǒng)工裝夾具。傳統(tǒng)工裝夾具固定安裝在焊接工作臺上，焊接工作臺固定在地面上，且傳統(tǒng)工裝夾具和焊接工作臺均是不可移動的，只有焊接機器人的手臂可以自由移動。焊接時，完全通過焊接機器人移動手臂實現(xiàn)卡箍緊固件的焊接，不但編程難度高且程序復(fù)雜，想要進一步提高加工效率將變得越來越難。由于焊接時完全通過焊接機器人移動手臂實現(xiàn)卡箍緊固件的焊接，使焊接機器人的手臂動作執(zhí)行非常頻繁，這將不可避免的加劇焊接機器人內(nèi)部連接件的磨損，不但會降低焊接機器人使用壽命，還會增加焊接機器人的故障率，維護費用也會隨著增高。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型提供一種航空發(fā)動機卡箍緊固件自動氬弧焊接工作站，能夠有效降低焊接機器人的編程難度，能夠進一步提高卡箍緊固件的加工效率。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:一種航空發(fā)動機卡箍緊固件自動氬弧焊接工作站，包括焊接室、電氣控制柜、焊接機器人及回轉(zhuǎn)式焊接工作臺，在所述回轉(zhuǎn)式焊接工作臺上安裝有自動夾緊式工裝夾具;所述電氣控制柜、焊接機器人及回轉(zhuǎn)式焊接工作臺均位于焊接室內(nèi)，焊接機器人、回轉(zhuǎn)式焊接工作臺及自動夾緊式工裝夾具的動作執(zhí)行均通過電氣控制柜進行控制。
[0006]所述回轉(zhuǎn)式焊接工作臺包括底座、回轉(zhuǎn)架及回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機，所述回轉(zhuǎn)架水平安裝在底座頂端，回轉(zhuǎn)架與底座轉(zhuǎn)動連接，回轉(zhuǎn)架的轉(zhuǎn)動范圍為360°，所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機連接在回轉(zhuǎn)架與底座之間；所述回轉(zhuǎn)架整體采用H型結(jié)構(gòu)，回轉(zhuǎn)架的幾何中心點設(shè)為回轉(zhuǎn)中心點；在所述回轉(zhuǎn)架兩端的H支臂上安裝有主動轉(zhuǎn)盤及從動轉(zhuǎn)盤，所述自動夾緊式工裝夾具安裝在主動轉(zhuǎn)盤與從動轉(zhuǎn)盤之間。
[0007]所述自動夾緊式工裝夾具包括基架、伺服驅(qū)動電機、絲杠、絲母、滑臺板、直線滑軌、滑塊、直線齒條、齒輪、定位塊、壓緊氣缸及彈性壓頭;所述基架安裝在回轉(zhuǎn)式焊接工作臺的主動轉(zhuǎn)盤與從動轉(zhuǎn)盤之間，所述伺服驅(qū)動電機固定安裝在基架上，伺服驅(qū)動電機的電機軸與絲杠相固連，絲母套裝于絲杠上，滑臺板固定安裝在絲母上;所述直線滑軌固定安裝在基架上，直線滑軌與絲杠平行設(shè)置，滑塊設(shè)置在直線滑軌上，且滑塊與滑臺板相固連;所述直線齒條固定安裝在滑臺板上，且直線齒條與絲杠平行設(shè)置;所述齒輪通過軸承安裝在基架上，齒輪回轉(zhuǎn)中心線為豎直朝向，齒輪與直線齒條相嚙合;所述定位塊固定設(shè)置在齒輪上端面，且定位塊的幾何中心位于齒輪的回轉(zhuǎn)中心線上;所述壓緊氣缸豎直安裝在基架上，壓緊氣缸的活塞桿通過支桿與彈性壓頭相連，彈性壓頭位于定位塊正上方；由所述壓緊氣缸、彈性壓頭、定位塊及齒輪構(gòu)成自動壓緊組件。
[0008]在所述滑臺板上共設(shè)置有兩根直線齒條，兩根直線齒條對稱設(shè)置在滑臺板兩側(cè)，所述自動壓緊組件數(shù)量若干，且若干自動壓緊組件均勻分布在滑臺板兩側(cè)。
[0009]在所述彈性壓頭頂部安裝有金屬傳感器，通過金屬傳感器檢測彈性壓頭下部是否壓有零件。
[0010]在所述回轉(zhuǎn)架中部豎直安裝有防弧屏風。
[0011 ]本實用新型的有益效果:
[0012]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，設(shè)計了具有全新結(jié)構(gòu)的焊接工作臺和工裝夾具，焊接工作臺能夠360°回轉(zhuǎn)，且工裝夾具具備自動夾緊零件的能力，同時處于夾緊狀態(tài)的零件可以進行旋轉(zhuǎn)，通過零件自身旋轉(zhuǎn)，不但降低了焊接機器人在焊接時的動作執(zhí)行難度，也有效降低了焊接機器人的編程難度，再結(jié)合焊接工作臺進行的回轉(zhuǎn)動作，能夠進一步提高卡箍緊固件的加工效率。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的航空發(fā)動機卡箍緊固件自動氬弧焊接工作站結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實用新型的回轉(zhuǎn)式焊接工作臺正視圖；
[0015]圖3為本實用新型的回轉(zhuǎn)式焊接工作臺俯視圖；
[0016]圖4為本實用新型的自動夾緊式工裝夾具正視圖；
[0017]圖5為本實用新型的自動夾緊式工裝夾具俯視圖；
[0018]圖6為一種卡箍緊固件的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0019]圖中，丨一焊接機器人，2—回轉(zhuǎn)式焊接工作臺，3—自動夾緊式工裝夾具，4一底座，5—回轉(zhuǎn)架，6—回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機，7—主動轉(zhuǎn)盤，8—從動轉(zhuǎn)盤，9一防弧屏風，1—基架，11 一伺服驅(qū)動電機，12—絲杠，13—絲母，14 一滑臺板，15—直線滑軌，16—滑塊，17—直線齒條，18—齒輪，19 一定位塊，20—壓緊氣缸，21—彈性壓頭，22—金屬傳感器。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步的詳細說明。
[0021 ]如圖1?5所示，一種航空發(fā)動機卡箍緊固件自動氬弧焊接工作站，包括焊接室、電氣控制柜、焊接機器人I及回轉(zhuǎn)式焊接工作臺2，在所述回轉(zhuǎn)式焊接工作臺2上安裝有自動夾緊式工裝夾具3;所述電氣控制柜、焊接機器人I及回轉(zhuǎn)式焊接工作臺2均位于焊接室內(nèi)，焊接機器人1、回轉(zhuǎn)式焊接工作臺2及自動夾緊式工裝夾具3的動作執(zhí)行均通過電氣控制柜進行控制。
[0022]所述回轉(zhuǎn)式焊接工作臺2包括底座4、回轉(zhuǎn)架5及回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機6，所述回轉(zhuǎn)架5水平安裝在底座4頂端，回轉(zhuǎn)架5與底座4轉(zhuǎn)動連接，回轉(zhuǎn)架5的轉(zhuǎn)動范圍為360°，所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機6連接在回轉(zhuǎn)架5與底座4之間；所述回轉(zhuǎn)架5整體采用H型結(jié)構(gòu)，回轉(zhuǎn)架5的幾何中心點設(shè)為回轉(zhuǎn)中心點；在所述回轉(zhuǎn)架5兩端的H支臂上安裝有主動轉(zhuǎn)盤7及從動轉(zhuǎn)盤8，所述自動夾緊式工裝夾具3安裝在主動轉(zhuǎn)盤7與從動轉(zhuǎn)盤8之間。
[0023]所述自動夾緊式工裝夾具3包括基架10、伺服驅(qū)動電機11、絲杠12、絲母13、滑臺板14、直線滑軌15、滑塊16、直線齒條17、齒輪18、定位塊19、壓緊氣缸20及彈性壓頭21;所述基架10安裝在回轉(zhuǎn)式焊接工作臺2的主動轉(zhuǎn)盤7與從動轉(zhuǎn)盤8之間，所述伺服驅(qū)動電機11固定安裝在基架10上，伺服驅(qū)動電機11的電機軸與絲杠12相固連，絲母13套裝于絲杠12上，滑臺板14固定安裝在絲母13上;所述直線滑軌15固定安裝在基架10上，直線滑軌15與絲杠12平行設(shè)置，滑塊16設(shè)置在直線滑軌15上，且滑塊16與滑臺板14相固連;所述直線齒條17固定安裝在滑臺板14上，且直線齒條17與絲杠12平行設(shè)置;所述齒輪18通過軸承安裝在基架10上，齒輪18回轉(zhuǎn)中心線為豎直朝向，齒輪18與直線齒條17相嚙合;所述定位塊19固定設(shè)置在齒輪18上端面，且定位塊19的幾何中心位于齒輪18的回轉(zhuǎn)中心線上;所述壓緊氣缸20豎直安裝在基架10上，壓緊氣缸20的活塞桿通過支桿與彈性壓頭21相連，彈性壓頭21位于定位塊19正上方；由所述壓緊氣缸20、彈性壓頭21、定位塊19及齒輪18構(gòu)成自動壓緊組件。
[0024]在所述滑臺板14上共設(shè)置有兩根直線齒條17，兩根直線齒條17對稱設(shè)置在滑臺板14兩側(cè)，所述自動壓緊組件數(shù)量若干，且若干自動壓緊組件均勻分布在滑臺板14兩側(cè)。
[0025]在所述彈性壓頭19頂部安裝有金屬傳感器22，通過金屬傳感器22檢測彈性壓頭21下部是否壓有零件。
[0026]在所述回轉(zhuǎn)架5中部豎直安裝有防弧屏風9。
[0027]下面結(jié)合【附圖說明】本實用新型的一次使用過程:
[0028]本實施例中，回轉(zhuǎn)式焊接工作臺2共設(shè)置有兩處，自動夾緊式工裝夾具3上共設(shè)置有六處自動壓緊組件，每處回轉(zhuǎn)式焊接工作臺2—次性可裝夾12個零件，兩處回轉(zhuǎn)式工作臺2共裝夾24個零件。兩處回轉(zhuǎn)式焊接工作臺2分別標記為I號工作臺及I I號工作臺，進行焊接的零件為圖6所示的卡箍緊固件。
[0029]I號工作臺首先進行零件裝夾，將待焊接的零件依次放置到每個自動壓緊組件的定位塊19上，啟動壓緊氣缸20，通過彈性壓頭21將零件壓緊在定位塊19上。焊接機器人I移動到第I個零件的焊接位置，啟動焊槍，對第I個零件進行焊接，焊槍位置保持不動，此時只需啟動伺服驅(qū)動電機11使絲杠12正向轉(zhuǎn)動，進而依次帶動滑臺板14、直線齒條17向前移動，并最終驅(qū)動齒輪18、定位塊19及零件轉(zhuǎn)動，直到第I個零件上的環(huán)形焊縫完成焊接。
[0030]移動焊接機器人I，使焊槍移動到第2個零件的焊接位置，啟動焊槍，對第2個零件進行焊接，焊槍位置保持不動，此時只需啟動伺服驅(qū)動電機11使絲杠12反向轉(zhuǎn)動，進而依次帶動滑臺板14、直線齒條17向后移動，并最終驅(qū)動齒輪18、定位塊19及零件轉(zhuǎn)動，直到第2個零件上的環(huán)形焊縫完成焊接。依次類推，可以依次完成第3?6個零件的焊接。
[0031]當完成了I號工作臺內(nèi)側(cè)6個零件的焊接工作后，控制回轉(zhuǎn)架5旋轉(zhuǎn)180°，使處于外側(cè)的6個零件轉(zhuǎn)向內(nèi)側(cè)，并對這6個零件繼續(xù)進行焊接作業(yè)，同時，完成焊接的內(nèi)側(cè)6個零件旋轉(zhuǎn)到外側(cè)后，此時控制主動轉(zhuǎn)盤7轉(zhuǎn)動，進而帶動基架10翻轉(zhuǎn)180°，此時壓緊氣缸20退回初始位置，使6個零件自由掉落實現(xiàn)零件的自動卸下。
[0032]當I號工作臺內(nèi)的12個零件全部焊接完成后，焊接機器人I移向II號工作臺繼續(xù)進行焊接作業(yè)，焊接步驟與I號工作臺完全相同，II號工作臺進行焊接時，I號工作臺同時進行新一批的12個零件的裝夾，如此往復(fù)，使焊接機器人I不斷的在I號工作臺與I I號工作臺之間進行切換，從而實現(xiàn)卡箍緊固件的高效焊接加工。
[0033]實施例中的方案并非用以限制本實用新型的專利保護范圍，凡未脫離本實用新型所為的等效實施或變更，均包含于本案的專利范圍中。
【主權(quán)項】
1.一種航空發(fā)動機卡箍緊固件自動氬弧焊接工作站，其特征在于:包括焊接室、電氣控制柜、焊接機器人及回轉(zhuǎn)式焊接工作臺，在所述回轉(zhuǎn)式焊接工作臺上安裝有自動夾緊式工裝夾具;所述電氣控制柜、焊接機器人及回轉(zhuǎn)式焊接工作臺均位于焊接室內(nèi)，焊接機器人、回轉(zhuǎn)式焊接工作臺及自動夾緊式工裝夾具的動作執(zhí)行均通過電氣控制柜進行控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航空發(fā)動機卡箍緊固件自動氬弧焊接工作站，其特征在于:所述回轉(zhuǎn)式焊接工作臺包括底座、回轉(zhuǎn)架及回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機，所述回轉(zhuǎn)架水平安裝在底座頂端，回轉(zhuǎn)架與底座轉(zhuǎn)動連接，回轉(zhuǎn)架的轉(zhuǎn)動范圍為360°，所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機連接在回轉(zhuǎn)架與底座之間；所述回轉(zhuǎn)架整體采用H型結(jié)構(gòu)，回轉(zhuǎn)架的幾何中心點設(shè)為回轉(zhuǎn)中心點；在所述回轉(zhuǎn)架兩端的H支臂上安裝有主動轉(zhuǎn)盤及從動轉(zhuǎn)盤，所述自動夾緊式工裝夾具安裝在主動轉(zhuǎn)盤與從動轉(zhuǎn)盤之間。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種航空發(fā)動機卡箍緊固件自動氬弧焊接工作站，其特征在于:所述自動夾緊式工裝夾具包括基架、伺服驅(qū)動電機、絲杠、絲母、滑臺板、直線滑軌、滑塊、直線齒條、齒輪、定位塊、壓緊氣缸及彈性壓頭;所述基架安裝在回轉(zhuǎn)式焊接工作臺的主動轉(zhuǎn)盤與從動轉(zhuǎn)盤之間，所述伺服驅(qū)動電機固定安裝在基架上，伺服驅(qū)動電機的電機軸與絲杠相固連，絲母套裝于絲杠上，滑臺板固定安裝在絲母上;所述直線滑軌固定安裝在基架上，直線滑軌與絲杠平行設(shè)置，滑塊設(shè)置在直線滑軌上，且滑塊與滑臺板相固連;所述直線齒條固定安裝在滑臺板上，且直線齒條與絲杠平行設(shè)置;所述齒輪通過軸承安裝在基架上，齒輪回轉(zhuǎn)中心線為豎直朝向，齒輪與直線齒條相嚙合;所述定位塊固定設(shè)置在齒輪上端面，且定位塊的幾何中心位于齒輪的回轉(zhuǎn)中心線上;所述壓緊氣缸豎直安裝在基架上，壓緊氣缸的活塞桿通過支桿與彈性壓頭相連，彈性壓頭位于定位塊正上方；由所述壓緊氣缸、彈性壓頭、定位塊及齒輪構(gòu)成自動壓緊組件。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種航空發(fā)動機卡箍緊固件自動氬弧焊接工作站，其特征在于:在所述滑臺板上共設(shè)置有兩根直線齒條，兩根直線齒條對稱設(shè)置在滑臺板兩側(cè)，所述自動壓緊組件數(shù)量若干，且若干自動壓緊組件均勻分布在滑臺板兩側(cè)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種航空發(fā)動機卡箍緊固件自動氬弧焊接工作站，其特征在于:在所述彈性壓頭頂部安裝有金屬傳感器，通過金屬傳感器檢測彈性壓頭下部是否壓有零件。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種航空發(fā)動機卡箍緊固件自動氬弧焊接工作站，其特征在于:在所述回轉(zhuǎn)架中部豎直安裝有防弧屏風。
【文檔編號】B23K9/16GK205437439SQ201620180734
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月9日
【發(fā)明人】申德國, 裴宇飛, 曾建海
【申請人】沈陽黎明法拉航空動力技術(shù)工程有限公司