大型導(dǎo)流管高功率激光焊接試驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)研發(fā).pdf

1、船舶工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)中有重要地位，導(dǎo)流管是能有效提高船舶推力和推進(jìn)效率的航海動(dòng)力裝備，其制造精度影響船舶動(dòng)力性能。用傳統(tǒng)的弧焊焊接加工效率低、成形精度低、應(yīng)力大，而激光焊接能量密度高、變形小、速度快、焊接精度高，能顯著提高焊接質(zhì)量和焊接效率，滿足導(dǎo)流管高精度、高性能、高效率的焊接制造要求。但目前國內(nèi)激光焊接技術(shù)在復(fù)雜厚壁構(gòu)件的應(yīng)用研究較少，針對船舶復(fù)雜厚壁構(gòu)件的大功率激光焊接裝備開發(fā)尚屬空白，為實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流管等大型厚壁構(gòu)件的高質(zhì)

2、量焊接，本文進(jìn)行高功率激光焊接試驗(yàn)平臺(tái)研發(fā)。
　　首先，本文介紹了課題任務(wù)的來源、背景，分析了激光焊接技術(shù)在船舶制造的應(yīng)用現(xiàn)狀和相關(guān)激光焊接設(shè)備研發(fā)現(xiàn)狀，提出了平臺(tái)設(shè)計(jì)路線。接著分析了導(dǎo)流管結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和焊接要求，介紹了焊接試驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)參數(shù)并進(jìn)行了功能需求分析，按需求劃分功能模塊，完成了平臺(tái)總體方案設(shè)計(jì)。
　　其次，對試驗(yàn)平臺(tái)的各功能模塊進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了專用夾具和變位機(jī)構(gòu)，完成了夾緊與變位功能部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過滾珠絲杠和伺

3、服電機(jī)計(jì)算選型、零部件設(shè)計(jì)完成了Z軸升降臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，比較齒輪齒條傳動(dòng)和滾珠絲杠傳動(dòng)方案特點(diǎn)并選擇前一方案進(jìn)行了X軸移動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì)。接著進(jìn)行了機(jī)器人選型和焊接頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成六自由度焊接執(zhí)行部件設(shè)計(jì)，選擇的KR60HA型機(jī)器人定位精度高，在工作范圍內(nèi)可將焊接頭送至任意位置并使其有正確位姿。
　　最后，對試驗(yàn)平臺(tái)功能部件進(jìn)行建模仿真分析，得出：通過靜態(tài)分析的螺母底座和托輪軸變形量小且均滿足強(qiáng)度要求，通過模態(tài)分析螺母底座和立柱均不會(huì)與電機(jī)