[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

本發明涉及一種用于帶筋壁板激光焊接的支撐定位裝置及方法，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，定位工裝的數量根據帶筋壁板的尺寸和形狀進行適應性調整，定位工裝包括滑動設在床身上的用于X向移動的移動箱體，移動箱體上設有用于Y向和Z向移動的伸縮定位桿，伸縮定位桿頂端設有用于固定帶筋壁板的真空吸盤；移動箱體上設有用于帶筋壁板支撐的支撐機構，本發明能夠實現多種形面多種尺寸的帶筋壁板焊接，提升焊接過程穩定性，有效控制焊接變形，提高了裝配效率和自動化程度。

技術領域

本發明涉及激光焊接技術領域，具體涉及一種用于帶筋壁板激光焊接的支撐定位裝置及方法。

背景技術

帶筋壁板是飛機結構中運用廣泛的承力部件，一般由剛度較小、具有特殊曲面構型的薄壁蒙皮和長直桁條加工而成。激光焊接具有焊接速度高、焊后變形小、焊縫質量好以及易于實現自動化等優點。T型接頭雙光束激光焊接工藝代替傳統的鉚接用于帶筋壁板的制造，可大幅降低結構重量系數，實現機體的輕量化；蒙皮背面非穿透的接頭形式可以滿足飛機整體氣動外形的準確、流線光滑以及表面無缺陷等要求。

飛機帶筋壁板具有品種多，批量小等特點，其傳統生產模式采用固定實體的專用模具貼合蒙皮定位，再進行桁條的裝配和焊接。這些固定實體模具尺寸規格大，存放占用場地大，利用率低，一旦飛機外形設計改動，就要對現有模具進行修換，增加了設備成本和零件研制周期；此外固定實體模具的裝配需要設置大量固定點位，所需夾具的復雜程度和占用空間成倍增加，容易造成空間結構的干涉。

發明內容

本發明實施例提供了一種用于帶筋壁板激光焊接的支撐定位裝置及方法，能夠實現多種形面多種尺寸的帶筋壁板焊接，提升焊接過程穩定性，有效控制焊接變形，提高了裝配效率和自動化程度。

第一方面，本發明的實施例提出了一種用于帶筋壁板激光焊接的支撐定位裝置，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，移動箱體上設有用于Y向和Z向移動的伸縮定位桿，伸縮定位桿頂端設有用于固定帶筋壁板的真空吸盤，移動箱體上設有用于帶筋壁板支撐的支撐機構，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。

進一步地，所述真空吸盤與伸縮定位桿之間通過萬向節連接。

進一步地，所述絲桿兩端通過第一軸承座支撐在移動箱體上。

進一步地，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。

進一步地，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。

進一步地，所述支撐板上端面開設有溝槽，溝槽內安裝有銅條。

第二方面，本發明的實施例提出了一種用于帶筋壁板激光焊接的支撐定位方法，利用第一方面所述的定位裝置，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；