[发明专利]运载火箭燃料贮箱箱体环缝焊接系统

说明书

技术领域

本发明涉及焊接工艺装备技术领域，具体涉及一种运载火箭燃料贮箱箱体环缝焊接系统。

背景技术

焊接作为一种重要的先进制造技术具有举足轻重的地位，机器人化、焊接智能化已经成为焊接技术的发展趋势。欧洲、美国、日本及俄罗斯等国的运载火箭燃料贮箱、载人航天器、导弹发射筒等通常采用2219铝合金，甚至2195铝锂合金，采用焊接工艺为钨极氩弧焊、变极性等离子弧焊工艺、熔化极气体保护焊等先进焊接工艺，采用专用自动焊设备，甚至采用了机器人焊接，配备了自动焊缝跟踪、电弧弧长控制设备。国内的CZ-2、CZ-3、CZ-4在役运载火箭燃料贮箱仍采用2A14铝合金钨极氩弧焊技术，导弹发射筒采用5A06防锈铝合金钨极氩弧焊，CZ-5、CZ-6、CZ-7新一代运载火箭燃料贮箱采用2219铝合金变极性等离子弧焊接工艺，部分采用了专用自动焊接设备。目前，在役运载火箭燃料贮箱、新一代运载火箭燃料贮箱和导弹发射筒焊接分别采用了3种材料，2种焊接工艺，3套自动焊接设备。为了提高焊接设备的利用率，亟需一种能够实现运载火箭贮箱环缝自动焊接的系统，可以实现在同一工位上实现不同直径、不同长度、不同工艺的航天产品环缝的自动化焊接。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的技术问题，提供一种运载火箭燃料贮箱箱体环缝焊接系统，可以在同一工位上实现运载火箭燃料贮箱环缝变极性等离子弧焊接、运载火箭燃料贮箱钨极氩弧焊焊接、运载火箭主导管、运载火箭隧道管、运载火箭增压输送系统导管、和战术导弹发射筒的熔化极气体保护焊接，提高焊接设备的利用率。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案是：

一种运载火箭燃料贮箱箱体环缝焊接系统，包括总控制系统、焊枪运动机构、尾座水平移动装置、双驱动头尾座旋转机构、变极性等离子弧焊接系统、钨极氩弧焊接系统、熔化极气体保护焊接系统、焊接系统便携式操作盒；总控制系统主要实现焊接系统的控制、焊枪的运动、尾座的运动、头尾座旋转机构运动，焊接参数的设置、实时调整和实时显示，焊接工艺规程编制、储存和调用，焊枪左右和高度的实时调整。

所述焊枪运动机构实现焊枪的8自由度运动包括焊枪X方向运动、Y方向运动、Z方向运动和α、β、δ方向旋转、焊枪高度调节和左右摆动。

所述焊枪运动机构通过二轴溜板安装在横梁的端部，横梁通过滑鞍安装在立柱上，横梁可沿滑鞍伸缩，滑鞍和立柱之间设有防坠落装置，滑鞍可沿立柱升降，立柱通过底座安装在导轨上，底座与导轨之间设有夹轨器，X方向沿着横梁运动，Y方向沿着导轨运动，Z方向沿着立柱垂直运动，在移动范围的两个极限位置设有行程限位开关。X方向采用交流伺服电机驱动，齿轮齿条传动，移动范围为0-3000mm，轨迹精度±0.5mm，移动速度范围100-2000mm/min，无级可调，速度波动<5%；Y方向采用交流伺服电机驱动，齿轮齿条传动，移动范围为0-20000mm，轨迹精度±0.5mm，移动速度范围100-2000mm/min，无级可调，速度波动<5%；Z方向采用交流伺服电机驱动，齿轮齿条传动，移动范围为1500-6000mm，轨迹精度±0.5mm，移动速度范围100-2000mm/min，无级可调，速度波动<5%；横向调节采用伺服电机直接驱动，调节范围为-100-100mm，轨迹精度±0.1mm，调节速度范围100-2000mm/min，无级可调，速度波动<1%；高度方向调节采用伺服电机直接驱动，调节方向0-400mm，轨迹精度±0.5mm，调节速度范围100-2000mm/min，无级可调，速度波动<1%；α方向旋转角度范围±90°，旋转角度200°/min，速度波动<1%；β方向旋转角度范围±90°，旋转角度200°/min，速度波动<1%；δ方向旋转角度范围±400°，旋转角度200°/min，速度波动<1%。

所述双驱动头尾座旋转机构采用两个交流伺服电机同步驱动，回转支撑传动，旋转角度±400°，旋转角度0-200°/min，速度波动<1%，旋转速度无级可调。

所述尾座移动装置采用交流伺服电机驱动，双列齿轮齿条传动，移动范围为0-20000mm，轨迹精度±0.5mm，移动速度范围100-2000mm/min，无级可调，速度波动<5%。

所述双驱动头尾座旋转机构的头座和尾座分别安装刚性卡盘，用于快速连接焊接工件，工件的直径范围为长度范围为500mm-20000mm。