[发明专利]一种民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置

摘要

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。

主权项

1.一种民用航空发动机压气机叶片堆焊修复装置，其包括底座(1)、台架(2)、叶片柔性夹具(3)、第一CCD相机(4)、第二CCD相机(5)、第一电控X轴直线导轨(6)、第三电控Z轴直线导轨(7)、第一电控W轴旋转台(9)、多功能焊接机头(10)、非熔化极焊枪(11)、第三CCD相机(12)、第二电控T轴旋转台(14)、第二电控Y轴直线导轨(15)；所述的底座(1)为水平设置的板状结构；台架(2)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(1)的后端两侧部位；第一电控X轴直线导轨(6)以能够左右移动的方式安装在台架(2)的横梁前端面上，水平设置；第二电控Y轴直线导轨(15)以能够前后移动的方式安装在底座(1)的表面中部，水平设置；第三电控Z轴直线导轨(7)以能够上下移动的方式安装在第一电控X轴直线导轨(6)的中部，垂直设置；第一电控X轴直线导轨(6)、第二电控Y轴直线导轨(15)、第三电控Z轴直线导轨(7)，三个导轨运动方向互相垂直，实现非熔化极焊枪(11)和叶片柔性夹具(3)在三维空间上的相对运动；所述的第一电控W轴旋转台(9)为中空管状结构，后端通过支架(8)固定在第三电控Z轴直线导轨(7)的下端前侧；多功能焊接机头(10)安装在第一电控W轴旋转台(9)的下端；非熔化极焊枪(11)夹持在多功能焊接机头(10)的下部，并且非熔化极焊枪(11)上的枪缆向上穿过第一电控W轴旋转台(9)的中心，使非熔化极焊枪(11)能够随第一电控W轴旋转台(9)在水平方向进行360°旋转；第二电控T轴旋转台(14)的底面固定在第二电控Y轴直线导轨(15)的上表面；叶片柔性夹具(3)安装在转接板(13)上，能够随第二电控T轴旋转台(14)沿前后方向旋转；第一CCD相机(4)水平安装在台架(2)的右支撑臂中部；第三CCD相机(12)水平安装在台架(2)的左支撑臂中部，并且第一CCD相机(4)和第三CCD相机(12)的光轴呈直角设置且焦点重合于第一电控W轴旋转台(9)轴心的正下方；第二CCD相机(5)安装在第三电控Z轴直线导轨(7)的下端一侧，且镜头朝下；控制器分别与第一CCD相机(4)、第二CCD相机(5)、第一电控X轴直线导轨(6)、第三电控Z轴直线导轨(7)、第一电控W轴旋转台(9)、非熔化极焊枪(11)、第三CCD相机(12)、第二电控T轴旋转台(14)、第二电控Y轴直线导轨(15)电连接；其特征在于：所述的多功能焊接机头(10)包括安装板(10‑1)、第一手动平移台(10‑2)、第二手动平移台(10‑3)、第一角度调节器(10‑4)、第一连接板(10‑5)、第二角度调节器(10‑6)、防撞器(10‑7)、第二连接板(10‑8)、夹持块(10‑9)、第三连接板(10‑10)、手动升降台(10‑11)、焊缝保护气罩(10‑12)、送丝杆(10‑13)和微调螺钉(10‑14)；所述的安装板(10‑1)为水平设置的环形板，安装在第一电控W轴旋转台(9)的底面上，内径与第一电控W轴旋转台(9)的内径相同且位置相对应，用于设置非熔化极焊枪(11)的枪缆；第一手动平移台(10‑2)水平设置，由固定块和滑块以及调节螺栓组成，其中固定块的顶面安装在安装板(10‑1)的底面上，滑块与固定块的底面滑动配合，手动旋拧调节螺栓能够实现滑块的水平运动；第二手动平移台(10‑3)垂直设置，由固定块和滑块以及调节螺栓组成，其中固定块的顶面安装在第一手动平移台(10‑2)的滑块底面上，滑块与固定块的侧面滑动配合，手动旋拧调节螺栓能够实现滑块水平运动，并且第一手动平移台(10‑2)上滑块和第二手动平移台(10‑3)上滑块的运动方向垂直，由此能够实现非熔化极焊枪(11)在水平方向上两个维度的手动水平调节；第一角度调节器(10‑4)由固定块和滑块以及调节螺栓组成，其中固定块的侧面安装在第二手动平移台(10‑3)上滑块的外侧面上，滑块与固定块以转动的方式配合，通过手动旋拧调节螺栓能够实现滑块在垂直平面上的角度调节，且调节方向与第一手动平移台(10‑2)上滑块的运动方向垂直；第一连接板(10‑5)的上端一侧面连接在第一角度调节器(10‑4)的滑块上；第二角度调节器(10‑6)由固定块和滑块以及调节螺栓组成，其中固定块连接在第一连接板(10‑5)下端的另一侧面上，滑块与固定块以转动的方式配合，手动旋拧调节螺栓能够实现滑块在垂直平面上的角度调节，调节方向与第二手动平移台(10‑3)上滑块的运动方向垂直，并且第一角度调节器(10‑4)和第二角度调节器(10‑6)的滑块角度调节方向互相垂直，由此实现非熔化极焊枪(11)在垂直方向上两个维度的手动角度调节；防撞器(10‑7)安装在第二角度调节器(10‑6)的滑块上；第二连接板(10‑8)水平设置，一端表面连接在防撞器(10‑7)的下端；手动升降台(10‑11)由固定块和滑块以及调节螺栓组成，其中固定块垂直设置，连接在第二连接板(10‑8)的另一端，滑块与固定块的侧面滑动配合且通过第三连接板(10‑10)与焊缝保护气罩(10‑12)的侧面相连接；非熔化极焊枪(11)通过焊枪夹持块(10‑9)固定在第二连接板(10‑8)上，且下端的枪嘴贯穿焊缝保护气罩(10‑12)后位于焊缝保护气罩(10‑12)的中心部位，通过手动旋拧手动升降台(10‑11)上的调节螺栓能够实现非熔化极焊枪(11)和焊缝保护气罩(10‑12)在垂直方向的相对运动；送丝杆(10‑13)倾斜贯穿安装在焊缝保护气罩(10‑12)上，尾部位于焊缝保护气罩(10‑12)内，且送丝口指向非熔化极焊枪(11)的枪嘴，后端安装有微调螺钉(10‑14)且微调螺钉(10‑14)的外部位于焊缝保护气罩(10‑12)外，利用手动旋拧微调螺钉(10‑14)的方式能够实现送丝杆(10‑14)的尾部在水平方向的摆动，由此来调节位于送丝杆(10‑13)内的焊丝与非熔化极焊枪(11)上枪嘴的相对位置。