[发明专利]一种航天薄壁产品激光焊接设备

说明书

一种航天薄壁产品激光焊接设备，包括床身等。主轴箱安装在床身一端端部，夹持工装安装在主轴箱上；尾箱安装在床身上，沿X轴方向移动，与主轴箱配合用于固定待加工零件；Z梁通过YZ过渡模块安装在龙门架的横梁上，床身安装在龙门架的横梁下方，YZ过渡模块沿横梁移动；焊接头调整工装安装在Z梁端部，Z梁通过YZ过渡模块实现竖直方向的升降运动；床身、龙门架、Z梁、YZ过渡模块、主轴箱、尾箱、焊接头调整工装、夹持工装安装在保护外壳内；激光器提供激光用于焊接，除尘系统为保护外壳内腔除尘，冷却系统用于所述焊接设备的冷却，控制系统控制所述焊接设备中各电机的运行。本发明适应于薄壁壳体和外包络尺寸小的蒙皮骨架产品的焊接。

技术领域

本发明涉及航天技术领域的薄壁产品焊接设备，具体是一种航天薄壁产品激光焊接设备。

背景技术

由于发动矢壳体和空气舵尺寸均较薄，焊接要求又较高，现有技术没有适用于上述产品的激光焊接设备，且要求一台设备兼顾上述2类产品的焊接，发动矢目前采用定位工装和电弧焊的方式，由于电弧焊的焊接速度较慢，热输入较大，焊接后的发动矢壳体超差的问题较多，由于高废品率带来的成本也比较高，存在精度低、效率低、成本高的问题。

为了满足发动矢壳体、蒙皮骨架结构空气舵等航天薄壁产品的焊接要求，需要设计航天薄壁产品激光焊接设备，编制好焊接程序后，由系统控制自动对焊接位置进行激光焊接。目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种航天薄壁产品激光焊接设备，适应于薄壁壳体和外包络尺寸小的蒙皮骨架产品的焊接，具有适应于不同类型产品，且产品适用范围大、产品焊后尺寸精度高、焊缝质量高的优点。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种航天薄壁产品激光焊接设备，包括床身、龙门架、Z梁、YZ过渡模块、主轴箱、尾箱、焊接头调整工装、夹持工装、防护外壳、激光器、除尘系统、冷却系统、控制系统；主轴箱安装在床身一端端部，夹持工装安装在主轴箱上；尾箱安装在床身上，沿X轴方向移动，与主轴箱配合用于固定待加工零件；Z梁通过YZ过渡模块安装在龙门架的横梁上，床身安装在龙门架的横梁下方，YZ过渡模块沿横梁移动；焊接头调整工装安装在Z梁端部，Z梁通过YZ过渡模块实现竖直方向的升降运动；床身、龙门架、Z梁、YZ过渡模块、主轴箱、尾箱、焊接头调整工装、夹持工装安装在保护外壳内；激光器提供激光用于焊接，除尘系统为保护外壳内腔除尘，冷却系统用于所述焊接设备的冷却，控制系统控制所述焊接设备中各电机的运行。

主轴箱包括：A轴架、B轴架、工作圆台、卡盘、A轴回转装置、B轴回转装置、A轴电机、B轴电机、轴承；A轴回转装置包括齿轮轴及相互啮合的齿轮副，A轴回转装置的输出轴通过一对圆锥滚子轴承安装在A轴架上；工作圆台位于A轴架外侧，安装在A轴回转装置的输出轴一端，卡盘安装在工作圆台上；A轴回转装置的输出轴另一端安装空心型角度编码器；A轴回转装置的输入轴安装A轴电机和减速机；A轴回转装置的输入轴和输出轴之间通过齿轮副实现传动；A轴架为壳体，一侧通过右旋转轴和一对角接触球轴承安装在B轴架一侧的支撑结构上，右旋转轴的端部安装B轴回转装置；A轴架的另一侧通过左旋转轴和一对角接触球轴承安装在B轴架另一侧的支撑结构上，左旋转轴端部安装角度编码器；B轴电机通过减速机安装在B轴回转装置上，驱动A轴架绕旋转轴摆动，实现工作圆台在水平方向和竖直方向上个工位的切换；A轴回转装置的输出轴为中空结构，内部安装橡胶气管，气管用于产品焊接时通保护气体。

所述夹持工装包括：工装座、夹钳、型胎；当主轴箱的卡盘朝上时，夹持工装安装在卡盘上；工装座表面上分布有若干安装孔，用于安装夹钳；型胎安装在工装座上，为可更换件，上表面与待加工零件的型面相同；夹钳根据空气舵形状，安装在工装座的相应位置，通过可活动的支杆压紧固定待加工零件。

床身包括：工作台、导轨、齿条，导轨和齿条安装在工作台表面，导轨为尾箱移动提供导向，导轨方向定义为X轴；齿条与尾箱的齿轮配合传递尾箱移动的驱动力，使得尾箱沿导轨移动。