CN106342008B - 运载火箭贮箱筒段纵环缝焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运载火箭贮箱筒段纵环缝焊接装置，包括：操作机行走导轨[8]；其前端安装有焊接控制系统[3]；焊接控制系统[3]的左侧设置有一个固定的外纵缝焊操作机[4]；操作机行走导轨[8]上还设置有内纵缝焊操作机[7]；在内纵缝焊操作机[7]后面还设置有环缝焊操作机[10]，其左侧下方设置有环缝焊工件底座[11]，其上具有可移动的环缝焊工件头座[9]和环缝焊工件尾座[13]；之间设置有四组支撑滚轮架[12]；上述缝焊操作机均具有横向垂直伸出可上下移动的焊机。本发明取得了装配焊接工艺流程合理、科学，缩短生产周期30％以上的有益效果。

Description

运载火箭贮箱筒段纵环缝焊接装置

技术领域

本发明涉及运载火箭设备制造，特别涉及一种运载火箭贮箱筒段纵环缝焊接装置。

背景技术

运载火箭的贮箱结构采用大型薄壁铝合金装焊而成，主要构件为短壳、箱底和筒段，其中，筒段由四块壁板纵缝焊接成圆环，最后相互环缝焊接而成。

现有技术中，筒段的纵、环缝装配焊接的技术方案包括：纵缝装焊系统和环缝装焊系统，分别为两个独立的机构。上述纵缝装焊系统由十字操作机、焊接电源、控制柜、操作盒以及其它辅助装置等构成，可实现两面三层焊接，但装焊流程比较复杂，需要大量的装配工作，尤其在控制直线度方面难以实现自动化，主要依靠正反面的压板和千斤顶等装置调节，相对工作效率低下。上述环缝装焊系统由焊接电源、平板托架车、控制系统、托盘及滚轮等辅助工艺装备等组成，可以实现环缝单面自动焊接，但是，所需的辅助装焊工装庞大且数量多，每一条环缝需要6至7人装配一整天才能完成焊接，生产周期长，质量也不稳定。综上所述，两个系统都存在装配劳动强度大，且焊接时间远少于装配时间，焊接电源闲置频率较高，设备利用率低等问题。

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

为了解决现有技术的装配劳动强度大、焊接质量不稳定、设备利用率低等问题，本发明的目的在于提供一种运载火箭贮箱筒段纵环缝焊接装置。利用本发明，将纵、环缝焊接集中在一台设备上操作，可以有效的提高工作效率，降低劳动强度，提高焊接电源的利用率。

为了达到上述发明目的，本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种运载火箭贮箱筒段纵环缝焊接装置，该装置包括：

操作机行走导轨；其前端安装有焊接控制系统；焊接控制系统的左侧设置有一个固定的外纵缝焊操作机；外纵缝焊操作机上，具有可上下移动、并横向垂直伸出的2m纵缝外部焊机；纵缝外部焊机的下部为一个琴键式外纵缝焊接夹具；纵缝外部焊机的下方，设置有沉入地基内的小车移动导轨，其上具有一个工件运输小车；所述工件运输小车的下部具有气撑控制机构，可控制工件在1m范围内升降；

上述操作机行走导轨上还设置有内纵缝焊操作机，其横向垂直伸出的纵缝内部焊机也可上下移动，可伸入已完成外纵缝焊接的圆坏内进行内纵缝焊接；内纵缝焊操作机的下方设置有内纵缝焊接工件支撑台，其内部具有气撑控制机构，可控制工件在1m范围内升降；

在内纵缝焊操作机后面的操作机行走导轨上，还设置有环缝焊操作机，其横向垂直伸出的环缝焊机也可上下移动；上述环缝焊操作机的左侧下方，设置有沉入地下的环缝焊工件底座，环缝焊工件底座的前后两头，设置有可移动的环缝焊工件头座和环缝焊工件尾座；环缝焊工件头座和环缝焊工件尾座之间的环缝焊工件底座上，设置有四组支撑滚轮架；在操作机的横梁处设置有焊接小车，可实现沿横梁水平移动。

上述环缝焊工件头座具有主动旋转功能，可传动焊接工件和尾座整体旋转，环缝焊工件尾座内具有沿工件底座电动移动功能，可刹车固定，且尾座的头部有气缸装置用于推紧焊接工件以及工件头座。

本发明运载火箭贮箱筒段纵环缝焊接装置，由于采取上述的技术方案，使用一套焊接电源，全部工艺流程在一套设备上完成，实现了运载火箭贮箱筒段纵缝和贮箱环缝的多工位自动化焊接，其中，贮箱纵缝实现了正反两面的自动化焊接，并实现了所有环缝外表面的自动化焊接。因此，本发明解决了现有技术的装配劳动强度大、焊接质量不稳定、设备利用率低等问题，取得了装配焊接工艺流程合理、科学，缩短生产周期30％以上等有益效果。

附图说明

图1是运载火箭贮箱的结构示意图；

图2是本发明贮箱筒段纵环缝焊接装置的结构示意图。

具体实施方式

运载火箭的贮箱采用大型薄壁铝合金装焊而成，图1是运载火箭贮箱的结构示意图；如图1所示，该装置是一种由依次连接的箱底-短壳-筒段-短壳-箱底组成的密封圆筒；其中，筒段由四块圆弧形的壁板纵缝焊接而成，最后，由筒段相互环缝焊接而成贮箱。传统的装配焊接装置采用两个独立的纵缝装焊系统和环缝装焊系统，不但装配劳动强度大，而且设备利用率低，费工费时。本发明的目的旨在用一套设备完成上述的两道装配焊接工序。

下面结合附图说明本发明的优选实施例。图2是本发明贮箱筒段纵环缝焊接装置的结构示意图，如图2的实施例所示，该装置包括：

操作机行走导轨8；其前端安装有焊接控制系统3；焊接控制系统3的左侧设置有一个固定的外纵缝焊操作机4；外纵缝焊操作机4上，具有可上下移动、并横向垂直伸出的2m纵缝外部焊机5，用于圆弧形壁板之间的外部纵缝焊接；纵缝外部焊机5的下部为一个琴键式外纵缝焊接夹具，用于筒段壁板成形后，夹紧需焊接的两端部，并控制连接处纵缝的间隙，再由纵缝外部焊机5进行纵缝外部焊接成筒段；纵缝外部焊机5的下方，设置有沉入地基内的小车移动导轨1，其上具有一个工件运输小车2，用于装载和固定待纵缝外焊的工件；所述工件运输小车2的下部具有气撑控制机构，可控制工件在1m范围内升降。本实施例中，小车移动导轨1的长度为5m。

上述操作机行走导轨8上还设置有内纵缝焊操作机7，其横向垂直伸出的纵缝内部焊机也可上下移动，可伸入已完成外纵缝焊接的圆坏内进行内纵缝焊接；内纵缝焊操作机7的下方设置有内纵缝焊接工件支撑台6，用于支撑待内纵焊的工件，其内部具有气撑控制机构，可控制工件在1m范围内升降。

在内纵缝焊操作机7后面的操作机行走导轨8上，还设置有环缝焊操作机10，其横向垂直伸出的环缝焊机也可上下移动，用于已完成内纵缝焊接的圆环之间的环缝焊接；上述环缝焊操作机10的左侧下方，设置有沉入地下的环缝焊工件底座11，环缝焊工件底座11的前后两头，设置有可移动的环缝焊工件头座9和环缝焊工件尾座13；环缝焊工件头座9和环缝焊工件尾座13之间的环缝焊工件底座11上，设置有四组支撑滚轮架12，用于夹持固定待焊接的圆环。上述环缝焊工件头座9具有主动旋转功能，可传动焊接工件和尾座13整体旋转，环缝焊工件尾座13内具有沿工件底座11电动移动功能，可刹车固定，且尾座13的头部有气缸装置用于推紧焊接工件以及工件头座9；在操作机10的横梁处设置有焊接小车14，可实现沿横梁水平移动，用于调整焊接位置。

由上所述，本发明装置主要包括如下几个系统。

首先是纵缝的装焊系统，分外表面及内表面两部分。其中纵缝外表面装配系统主要由琴键式外纵缝焊接夹具和内纵缝焊接工件支撑台以及辅助支撑组成，支撑台可以由气撑控制上下升降，另安装在琴键夹具端部的气撑式自动旋转连接装置可以将琴键夹具与支撑台牢牢固定。其中纵缝内表面仅仅需要托架及简易压紧装置便满足需求。

其次是环缝的装配系统，主要由车床式转动头座、尾座和刚性底座以及附有导管的刚性底座等组成。其中头座需要支撑焊接内撑和工件重量，以及传动旋转机构，需要足够的刚性；尾座具备旋转随动能力以及电动行走能力；另外是附有导轨的刚性底座，它在平面度方面要求全长不大于0.2mm，以满足头座和尾座中心一致不变。

最后是焊接系统变位移动系统，在系统侧边布置一导轨，要求一般精度，能确保平稳移动即可。另将附有电动移动功能平台的十字操作架安置其上，即可实现不同焊接位置的变换，主要有三个位置，纵缝外表面焊接位置、纵缝内表面焊接位置以及环缝焊接位置。其中十字操作架自身具备垂直升降及水平滑移的功能，可适当调节焊接位置。

因此，本发明将全部工艺流程集中在一套设备上完成，实现了运载火箭贮箱筒段纵缝和贮箱环缝的多工位自动化焊接，其中，贮箱纵缝实现了正反两面的自动化焊接，并实现了所有环缝外表面的自动化焊接。

Claims (2)

1.一种运载火箭贮箱筒段纵环缝焊接装置：其特征在于，该装置包括：操作机行走导轨[8]：其前端安装有焊接控制系统[3]；焊接控制系统[3]的左侧设置有一个固定的外纵缝焊操作机[4]；外纵缝焊操作机[4]上，具有可上下移动、并横向垂直伸出的2m纵缝外部焊机[5]；纵缝外部焊机[5]的下部为一个琴键式外纵缝焊接夹具；纵缝外部焊机[5]的下方，设置有沉入地基内的小车移动导轨[1]，其上具有一个工件运输小车[2]；所述工件运输小车[2]的下部具有气撑控制机构，可控制工件在1m范围内升降；

所述的操作机行走导轨[8]上还设置有内纵缝焊操作机[7]，其横向垂直伸出的纵缝内部焊机也可上下移动，可伸入已完成外纵缝焊接的圆环内进行内纵缝焊接；内纵缝焊操作机[7]的纵缝内部焊机的下方设置有内纵缝焊接工件支撑台[6]，其内部具有气撑控制机构，可控制工件在1m范围内升降；

在内纵缝焊操作机[7]后面的操作机行走导轨[8]上，还设置有环缝焊操作机[10]，其横向垂直伸出的环缝焊机也可上下移动；上述环缝焊操作机[10]的左侧下方，设置有沉入地下的环缝焊工件底座[11]，环缝焊工件底座[11]的前后两头，设置有可移动的环缝焊工件头座[9]和环缝焊工件尾座[13]；环缝焊工件头座[9]和环缝焊工件尾座[13]之间的环缝焊工件底座[11]上，设置有四组支撑滚轮架[12]；在环缝焊操作机[10]的横梁处设置有焊接小车[14]，可实现沿横梁水平移动；

所述的环缝焊工件头座[9]具有主动旋转功能，可传动焊接工件和环缝焊工件尾座[13]整体旋转，环缝焊工件尾座[13]内具有沿环缝焊工件底座[11]电动移动功能，可刹车固定，且环缝焊工件尾座[13]的头部有气缸装置用于推紧焊接工件以及环缝焊工件头座[9]。

2.如权利要求1所述的运载火箭贮箱筒段纵环缝焊接装置，其特征在于：所述的小车移动导轨[1]的长度为5m。