[發明專利]一種用于帶筋壁板激光焊接的支撐定位裝置及方法

有效

• 申請號: 202010104989.6
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111250880B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 王程昊;陳俐;何恩光;許飛
• 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;B23K37/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于帶筋壁板激光焊接的支撐定位方法，其特征在于，利用的定位裝置包括床身，床身上沿X向設有若干個用于帶筋壁板定位的定位工裝，定位工裝包括滑動設在床身上的用于沿X向移動的移動箱體，所述移動箱體上設有用于Y向和Z向移動的伸縮定位桿，所述伸縮定位桿頂端設有用于固定帶筋壁板的真空吸盤，所述移動箱體上設有用于帶筋壁板支撐的支撐機構，所述支撐機構包括由下至上依次設置的用于支撐機構移動的平移單元、用于支撐機構高度調節的升降單元和用于支撐機構角度調節的轉動單元，平移單元包括沿移動箱體長度方向設置的兩條滑軌且兩條滑軌平行設置，兩條滑軌之間設有平移滑臺，平移滑臺下方設置絲桿螺母，絲桿螺母中部穿設有絲桿，絲桿一端通過第一聯軸器連接有第一電機；升降單元包括豎直設在平移滑臺上端面中央的電動推桿，平移滑臺上端面還設有為電動推桿提供動力的第二電機；轉動單元包括與電動推桿頂部固定連接的升降平臺，升降平臺上端面設有兩個第二軸承座，兩個第二軸承座之間設有轉軸且轉軸軸線與絲桿軸線相垂直，轉軸中部設有蝸輪，蝸輪正下方設有與蝸輪嚙合的蝸桿，蝸桿通過第二聯軸器連接有第三電機，蝸桿轉軸兩側均固定設有掛耳，掛耳上設有用于帶筋壁板支撐的支撐板，第一電機、第二電機和第三電機均與控制器電性連接；所述真空吸盤與伸縮定位桿之間通過萬向節連接，所述絲桿兩端通過第一軸承座支撐在移動箱體上，所述第一電機通過第一連接板固定在移動箱體上端面，第三電機通過第二連接板固定在升降平臺上，所述升降單元還包括豎直設在平移滑臺上端面四角的導向伸縮桿，所述支撐板上端面開設有溝槽，溝槽內安裝有銅條，所述的支撐定位方法包括如下步驟：

步驟1：將帶筋壁板數字模型導入離線編程軟件，獲得每處待支撐位置的空間坐標，并根據空間坐標規劃支撐機構的運動軌跡和伸縮定位桿的位置；

步驟2：按照步驟1中規劃的伸縮定位桿位置調整好定位工裝的位置，并將待焊接帶筋壁板放置定位工裝上，并通過真空吸盤固定待焊接帶筋壁板；

步驟3：控制器將步驟1中的運動軌跡轉化為電信號并傳輸至控制第一電機、第二電機和第三電機，并驅動支撐機構移動至待焊位置；

步驟4：利用外部的工業機器人抓取并裝配桁條，完成該待焊位置的激光焊接；

步驟5：支撐機構按照步驟1中的運動軌跡重復步驟3和步驟4直至將所有桁條焊接完成；

步驟6：消除真空吸盤的真空吸力，取下焊接后的帶筋壁板。

2.根據權利要求1所述的一種用于帶筋壁板激光焊接的支撐定位方法，其特征在于，所述的步驟1中將待焊接帶筋壁板中最低處待焊位置定義為初始支撐位且此處空間坐標為(X₀,Z₁)，將其他待焊位置定義為下一支撐位且此處空間坐標為(X₂,Z₃)，所述的支撐機構的運動包括如下分步驟：

步驟1.1：通過第一電機將支撐機構平移至下一支撐位的下方且此處空間坐標為(X₁,Z₁)；

步驟1.2：通過第三電機調整支撐機構的角度，旋轉角度為a且此處空間坐標為(X₂,Z₂)；

步驟1.3：通過第二電機調整支撐機構的高度到達下一支撐位且此處空間坐標為(X₂,Z₃)，此時支撐板與帶筋壁板的背面相切從而對帶筋壁板進行支撐；

步驟1.4：待完成一處桁條的焊接后，支撐機構返回初始支撐位，重復步驟1.1至步驟1.3直至將所有桁條焊接完成。

3.根據權利要求2所述的一種用于帶筋壁板激光焊接的支撐定位方法，其特征在于，所述的步驟1.1中支撐機構對的平移距離X₁通過如下公式1推得，步驟1.3中支撐機構的提升高度為Z₃-Z₂通過如下公式2推得：

X₁＝X₂+Z₁sina 公式1

Z₃-Z₂＝Z₃-Z₁cosa 公式2。

4.根據權利要求3所述的一種用于帶筋壁板激光焊接的支撐定位方法，其特征在于，所述的旋轉角度a的數值、sina和cosa的數字依據待焊位置帶筋壁板背面切線的斜率tana推得。