[实用新型]一种5M级贮箱箱底法兰盘自动焊接装备

说明书

技术领域

本实用新型涉及火箭贮箱加工技术，特别涉及一种5M级贮箱箱底法兰盘自动焊接装备。

技术背景

贮箱(又称为推进剂贮箱)是航天运载器(包括火箭、航天飞机、导弹等)的重要部件，用于贮存燃料并承受全部的结构载荷，其具有直径大、材料薄、刚性弱的特点。贮箱一般由两个箱底和多个筒段焊接而成，其中，箱底通常为由八块瓜瓣拼接而成的半球形。其中，箱底为半球形，直径约为5m，由顶部顶盖、中间圆环和底部过渡环组成。

在实际应用场景中，需要在贮箱箱底安装法兰盘以供安装进液(液氢液氧)管、控制管、监控系统线路等。现有的贮箱法兰盘焊接方法通常是：是首先将瓜瓣八块瓜瓣拼接成半球形箱底，之后利用专用工装设备对各个瓜瓣开设法兰盘安装孔，然后利用专用工装设备使半球形箱底悬空，将法兰盘装配至法兰盘安装孔处并固定，再使用较长手臂的焊接横梁或者利用进行手工方式进行焊接。

但是，上述这种焊接方法法兰盘需进行手工焊接，焊接质量受人为因素影响较大，且焊接过程需多次起收弧，焊接变形大。特别是当贮箱直径为5m级别时，控制起来难度更大。操作难度大，对人员要求较高。

虽然采用高开敞性的焊接机器人虽然可以提高焊接稳定性，但需要对焊接机器人进行数控编程才能实现法兰盘的环缝拼焊过程。因此，针对焊缝形状单一为圆形的法兰盘焊接过程，焊接机器人并不具备效率和成本上的优 势。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供的一种5M级贮箱箱底法兰盘自动焊接装备，解决了现有技术中人工焊接精度低、焊缝质量差的问题；同时又仅针对圆形焊缝进行结构设计，具备效率和成本上的优势。

本实用新型一实施例提供的一种5M级贮箱箱底法兰盘自动焊接装备，包括：焊头定位柱、固定支架和焊接执行单元；其中，所述焊头定位柱的中心轴与待焊接法兰盘的中心轴同轴；所述焊接执行单元通过所述固定支架与所述焊头定位柱连接，可在所述焊头定位柱的自旋驱动下，以待焊接法兰盘的中心轴旋转。

在一个实施例中，该装备进一步包括：水平运动电机、水平运动电缸、竖直运动电机和竖直运动电缸；

所述水平运动电缸通过所述固定支架与所述焊头定位柱连接；所述水平运动电机驱动所述水平运动电缸的滑块相对所述焊头定位柱进行接近或远离的运动；所述水平运动电缸的滑块上安装所述竖直运动电缸；所述竖直运动电机驱动所述竖直运动电缸的滑块进行竖直运动；所述焊接执行单元固定安装于所述竖直运动电缸的滑块上；或，

所述竖直运动电缸通过所述固定支架与所述焊头定位柱连接；所述竖直运动电机驱动所述竖直运动电缸的滑块进行竖直运动；所述竖直运动电缸的滑块上安装所述水平运动电缸；所述水平运动电机驱动所述水平运动电缸的滑块相对所述焊头定位柱进行接近或远离的运动；所述焊接执行单元固定安装于所述水平运动电缸的滑块上。

在一个实施例中，该装备进一步包括：

Y向微调安装板、至少一个Y向微调导轨、至少一个Y向微调滑块、自旋电机和焊头座；其中，所述自旋电机和焊头定位柱安装于所述焊头座上； 所述Y向微调安装板上设有所述至少一个Y向微调导轨；所述焊头座可随所述Y向微调滑块在所述Y向微调导轨上做Y向直线运动；

Z向微调安装板、至少一个Z向微调导轨和至少一个Z向微调滑块；所述Z向微调安装板上设有所述至少一个Z向微调导轨；所述Y向微调安装板随所述Z向微调滑块在所述Z向微调导轨上做Z向直线运动；或，

X向微调安装板、至少一个X向微调导轨和至少一个X向微调滑块；所述X向微调安装板上设有所述至少一个X向微调导轨；所述Z向微调安装板随所述X向微调滑块在所述X向微调导轨上做X向直线运动。 

在一个实施例中，所述焊头座的X向和/或Y向通过带有导向柱的扭簧与Y向微调安装板连接。

在一个实施例中，该装备进一步包括：双作用气缸；所述双作用气缸的缸体固连在所述Z向微调安装板上，双作用气缸的活塞杆铰接在所述Y向微调安装板上；和/或，

X向微调电机、丝杠和丝杠螺母；所述X向微调电机安装在所述X向微调安装板；所述丝杠螺母安装在所述Z向微调安装板上；所述X向微调电机驱动所述丝杠旋转，从而带动所述Z向微调安装板做X向直线运动。

在一个实施例中，该装备进一步包括：至少一个装卡机构；其中，所述至少一个装卡机构包括：模胎、瓜瓣压板、法兰压板、法兰定位柱、多个瓜瓣压板安装柱和压紧螺母；