[發明專利]鋁合金滑軌套筒的激光焊接柔性夾持裝置、系統及方法

有效

• 申請號: 201811091081.5
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109128539B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 許飛;陳俐;彭麗平;鞏水利;毛智勇;楊璟;馬軼倫
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: B23K26/70
• 分類號: B23K26/70;B23K26/21
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鋁合金滑軌套筒的激光焊接柔性夾持裝置，其特征在于，所述裝置包括夾持旋轉構件和定位夾緊構件，所述定位夾緊構件用于夾緊鋁合金滑軌套筒的法蘭，所述夾持旋轉構件位于鋁合金滑軌套筒的法蘭的前端，且所述夾持旋轉構件與所述定位夾緊構件連接，所述夾持旋轉構件通過所述定位夾緊構件帶動鋁合金滑軌套筒以夾持旋轉構件的轉動軸為中心進行旋轉；

所述夾持旋轉構件包括中心軸、轉動軸套、滾動軸承、立板和底板，所述立板豎立在所述底板上，所述立板上開設有通孔，所述轉動軸套通過滾動軸承設置在所述通孔中，所述中心軸的一端連接外部轉動機構，所述中心軸的另一端穿過所述轉動軸套且位于鋁合金滑軌套筒的內部；

所述定位夾緊構件包括定位板、夾緊塊、傘狀支撐機構和滑動塊，所述定位板上開設有通孔，所述轉動軸套的一端依次穿過所述立板和定位板，且所述轉動軸套通過定位鍵與定位板固定連接，所述滑動塊與位于鋁合金滑軌套筒內部的中心軸的一端螺紋連接，所述傘狀支撐機構位于鋁合金滑軌套筒內部，且所述傘狀支撐機構的一端與轉動軸套鉸接，所述傘狀支撐機構的另一端與滑動塊鉸接，所述傘狀支撐機構通過滑動塊在中心軸上的軸向運動可在中心軸與鋁合金滑軌套筒內壁之間自由伸縮；

所述傘狀支撐機構由多個支撐聯動機構構成，所述多個支撐聯動機構均勻分布在中心軸的周圍，每個支撐聯動機構的結構均相同，所述支撐聯動機構包括第一支撐桿、內撐塊和第二支撐桿，所述第二支撐桿的兩端分別連接一個內撐塊，每個內撐塊的外側分別連接一個第一支撐桿，其中一個第一支撐桿與轉動軸套鉸接，另一個第一支撐桿與滑動塊鉸接，所述第二支撐桿、內撐塊和第一支撐桿之間均為可轉動連接。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述夾持旋轉構件還包括限位銷，所述限位銷設置在所述轉動軸套上，用于限定轉動軸套的轉動位置。

3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第二支撐桿的兩端和第一支撐桿與內撐塊連接的一端均為球面結構，所述內撐塊包括上半球和下半球，所述上半球和下半球通過螺釘固定連接，且所述上半球和下半球形成工字型結構，所述工字型結構兩側的凹陷部分加工為與所述第二支撐桿和第一支撐桿上球面結構相配合的球面。

4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述上半球上設置有定位凸臺，下半球上開設有與所述定位凸臺相配合的定位孔，用于上半球與下半球之間的定位。

5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述中心軸上套設有飛濺擋塊，所述飛濺擋塊位于鋁合金滑軌套筒的焊接部位，用于在焊接過程保護中心軸。

6.一種鋁合金滑軌套筒的激光焊接系統，其特征在于，包括權利要求1至5任一項所述的激光焊接柔性夾持裝置、轉臺、轉向節、機械手、激光器和激光焊接頭，所述激光焊接柔性夾持裝置用于夾持鋁合金滑軌套筒，所述轉臺通過轉向節與所述激光焊接柔性夾持裝置的夾持旋轉構件連接，用于向所述夾持旋轉構件提供扭矩，所述激光器經過激光焊接頭向鋁合金滑軌套筒發射激光束，所述機械手用于控制轉臺的轉速和激光焊接頭的焊接角度。

7.如權利要求6所述的鋁合金滑軌套筒的激光焊接系統的焊接方法，其特征在于，所述方法包括：

轉動轉動軸套，直至插入限位銷，旋轉中心軸，推動滑動塊運動，使傘狀支撐機構向中心軸收縮；

將法蘭裝入定位板，通過夾緊塊將法蘭定位固定；

旋轉中心軸，拉動滑動塊運動，使傘狀支撐機構向鋁合金滑軌套筒法蘭的內壁張開直至與法蘭的焊接區域內壁接觸；

預安裝鋁合金滑軌套筒的筒體，使其與法蘭之間的相對位置關系達到預設條件，然后繼續旋轉中心軸，直至使傘狀支撐機構向鋁合金滑軌套筒筒體的內壁張開直至與筒體的焊接區域內壁接觸；

拔出限位銷，由轉向節連接轉臺和轉動軸套，轉臺轉動，轉向節向轉動軸套傳遞扭矩，向鋁合金滑軌套筒充滿惰性氣體后，采用機械手控制轉臺和激光焊接頭對鋁合金滑軌套筒進行激光焊接；

移除轉向節與轉動軸套之間的連接，轉動轉動軸套，直至插入限位銷，旋轉中心軸，推動滑動塊運動，使傘狀支撐機構向中心軸收縮，拆卸夾緊塊，取出鋁合金滑軌套筒。