[发明专利]一种民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置

说明书

一种民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置。其包括底座、台架、叶片柔性夹具、第一CCD相机、第二CCD相机、第一电控X轴直线导轨、第三电控Z轴直线导轨、第一电控W轴旋转台、多功能焊接机头、非熔化极焊枪、第三CCD相机、第二电控T轴旋转台、第二电控Y轴直线导轨和控制器；本发明提供的民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置采用机器视觉校准非熔化极焊枪的姿态和送丝位置，进行焊接轨迹规划，排除了人为因素对修复叶片质量的影响，提高了堆焊工作效率，保证了焊接精度。

技术领域

本发明属于机械设备技术领域，特别是涉及一种采用机器视觉进行焊枪校准和焊接轨迹规划的焊接设备。

技术背景

压气机叶片是民用航空发动机的关键部件，在使用过程中，经常因气流冲刷和外来物冲击等原因造成叶尖、前后缘等部位材料缺失，从而引起发动机喘振、燃油利用率下降等问题。采用多层堆焊方法补足叶片缺失部分的材料，然后加工成所需外形后重新装配使用，可以降低发动机全寿命费用。

由于叶片外形是复杂的三维曲面，尺寸跨度大，损伤部位离散性强，要求焊接轨迹定位精度高，堆焊前对非熔化极焊枪的姿态和送丝位置进行精确校准，采用传统目视示教焊接轨迹和校准焊枪的方法工作效率低下，定位精度和校准精度都无法保证叶片堆焊修复的质量要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置。

为了达到上述目的，本发明提供的民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置包括底座、台架、叶片柔性夹具、第一CCD相机、第二CCD相机、第一电控X轴直线导轨、第三电控Z轴直线导轨、第一电控W轴旋转台、多功能焊接机头、非熔化极焊枪、第三CCD相机、第二电控T轴旋转台、第二电控Y轴直线导轨和控制器；

所述的底座为水平设置的板状结构；台架为由左支撑臂、右支撑臂和连接在两个支撑臂上端的横梁构成的门字形结构，两个支撑臂的下端分别固定在底座的后端两侧部位；

第一电控X轴直线导轨以能够左右移动的方式安装在台架的横梁前端面上，水平设置；第二电控Y轴直线导轨以能够前后移动的方式安装在底座的表面中部，水平设置；第三电控Z轴直线导轨以能够上下移动的方式安装在第一电控X轴直线导轨的中部，垂直设置；第一电控X轴直线导轨、第二电控Y轴直线导轨、第三电控Z轴直线导轨三个导轨运动方向互相垂直，实现非熔化极焊枪和叶片柔性夹具在三维空间上的相对运动；

所述的第一电控W轴旋转台为中空管状结构，后端通过支架固定在第三电控Z轴直线导轨的下端前侧；多功能焊接机头安装在第一电控W轴旋转台的下端；非熔化极焊枪夹持在多功能焊接机头的下部，并且非熔化极焊枪上的枪缆向上穿过第一电控W轴旋转台的中心，使非熔化极焊枪能够随第一电控W轴旋转台在水平方向进行360°旋转；第二电控T轴旋转台的底面固定在第二电控Y轴直线导轨的表面中部；叶片柔性夹具安装在转接板上，能够随第二电控T轴旋转台沿前后方向旋转；

第一CCD相机安装在台架的右支撑臂中部，第三CCD相机安装在台架的左支撑臂中部，并且第一CCD相机和第三CCD相机的光轴呈直角设置且焦点重合于第一电控W轴旋转台轴心的正下方；第二CCD相机安装在第三电控Z轴直线导轨的下端一侧，且镜头朝下；控制器分别与第一CCD相机、第二CCD相机、第一电控X轴直线导轨、第三电控Z轴直线导轨、第一电控W轴旋转台、非熔化极焊枪、第三CCD相机、第二电控T轴旋转台、第二电控Y轴直线导轨电连接。

所述的多功能焊接机头包括安装板、第一手动平移台、第二手动平移台、第一角度调节器、第一连接板、第二角度调节器、防撞器、第二连接板、夹持块、第三连接板、手动升降台、焊缝保护气罩、送丝杆和微调螺钉；