大型導流管高功率激光焊接試驗平臺設計研發(fā).pdf

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

2、量焊接，本文進行高功率激光焊接試驗平臺研發(fā)。
　　首先，本文介紹了課題任務的來源、背景，分析了激光焊接技術在船舶制造的應用現(xiàn)狀和相關激光焊接設備研發(fā)現(xiàn)狀，提出了平臺設計路線。接著分析了導流管結構特點和焊接要求，介紹了焊接試驗平臺設計參數(shù)并進行了功能需求分析，按需求劃分功能模塊，完成了平臺總體方案設計。
　　其次，對試驗平臺的各功能模塊進行結構設計。設計了專用夾具和變位機構，完成了夾緊與變位功能部件的結構設計。通過滾珠絲杠和伺

3、服電機計算選型、零部件設計完成了Z軸升降臺結構設計，比較齒輪齒條傳動和滾珠絲杠傳動方案特點并選擇前一方案進行了X軸移動平臺設計。接著進行了機器人選型和焊接頭結構設計，完成六自由度焊接執(zhí)行部件設計，選擇的KR60HA型機器人定位精度高，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，對試驗平臺功能部件進行建模仿真分析，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度要求，通過模態(tài)分析螺母底座和立柱均不會與電機