航天工程裝備：HT-DLM10×560 超長型材智能攪拌摩擦焊成套裝備
2023-6-15 來源：機床協(xié)會 作者：-
2023年3月28日，中國機床工具工業(yè)協(xié)會公布了“關(guān)于2022年度中國機床工具工業(yè)協(xié)會先進(jìn)會員（十佳）的表彰決定”，對10家“自主創(chuàng)新十佳”和10家“產(chǎn)品質(zhì)量十佳”企業(yè)進(jìn)行了表彰，并于CIMT2023展會開幕首日給獲獎企業(yè)頒發(fā)了獎牌。為了更好地宣傳這些先進(jìn)會員企業(yè)，協(xié)會傳媒部針對十佳企業(yè)及其產(chǎn)品組織了系列專題報道，以協(xié)會行業(yè)發(fā)展部提供的資料為素材整理成宣傳稿，經(jīng)與相關(guān)企業(yè)確認(rèn)后，在協(xié)會主辦的全媒體平臺陸續(xù)公開發(fā)布（排名不分先后），供業(yè)界同仁參考，以期共同進(jìn)步。
協(xié)會傳媒部
1. 產(chǎn)品簡介
由航天工程裝備（蘇州）有限公司研發(fā)的HT-DLM10×560超長型材智能攪拌摩擦焊成套裝備，采用雙動龍門、雙工位結(jié)構(gòu)型式，龍門最大行程56m，移動速度≥30m/min，龍門跨距4500mm。工裝采用柔性化設(shè)計，可根據(jù)產(chǎn)品尺寸自動調(diào)節(jié)，兼容產(chǎn)品尺寸和正反面焊接變化。設(shè)備集成了柔性智能液壓恒壓力控制、多焊縫激光尋蹤、長直型材攪拌摩擦焊變形控制、焊接質(zhì)量在線監(jiān)測、恒溫控制智能攪拌工具及工藝數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，顯著提升了攪拌摩擦焊接裝備的數(shù)字化、自動化和智能化水平，是一款高端智能攪拌摩擦焊裝備。
2. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點及技術(shù)創(chuàng)新點
（1）結(jié)構(gòu)特點
超長型材智能攪拌摩擦焊成套裝備主要用于動車組及城軌車輛長地板部件的攪拌摩擦焊接，且具備圓弧頂蓋、動車組長側(cè)墻板等部件的焊接能力。設(shè)備采用雙龍門、雙工位結(jié)構(gòu)型式，單套龍門系統(tǒng)配有X、Y、Z、A四個數(shù)控坐標(biāo)軸，龍門沿導(dǎo)軌移動，溜板沿橫梁導(dǎo)軌移動、滑枕沿溜板導(dǎo)軌垂直移動和焊接主軸頭繞X軸旋轉(zhuǎn)運動。設(shè)備控制系統(tǒng)可實現(xiàn)三軸聯(lián)動控制。
設(shè)備工裝包含兩個工位，既可以單套工裝自動調(diào)節(jié)，適應(yīng)單臺位正反裝焊接，也可以兩個工位配合使用，實現(xiàn)長地板正反兩面攪拌摩擦焊接。可適應(yīng)的產(chǎn)品長度范圍為14940mm-22360mm，寬度范圍為2500mm-3100mm，工裝裝夾位置可在上述范圍內(nèi)自動調(diào)整。
設(shè)備集成了柔性智能液壓恒壓力控制、多焊縫激光尋蹤、長直型材攪拌摩擦焊變形控制、焊接質(zhì)量在線監(jiān)測、恒溫控制智能攪拌工具及工藝數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，可實現(xiàn)軌道交通多條長直焊縫全自動化焊接。
（2）產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新點
創(chuàng)新點1：開發(fā)了焊縫激光跟蹤系統(tǒng)，對焊縫位置進(jìn)行掃描和數(shù)據(jù)處理，實時檢測焊縫中心坐標(biāo)值，通過裝備控制系統(tǒng)調(diào)整攪拌工具的位置，保證攪拌工具始終位于焊縫中間位置。開發(fā)了穩(wěn)定可靠的恒壓力控制功能，具備柔性控制及快速響應(yīng)的優(yōu)點，能滿足高速焊接條件下的壓力調(diào)整需求。
創(chuàng)新點2：開發(fā)了大跨距長行程龍門高精度控制技術(shù)，降低裝備焊接結(jié)束后快速返回焊接起始點帶來的長行程精度累計誤差。裝備采用擺動式雙電機消隙形式+滾輪軌道式新型動龍門結(jié)構(gòu)+外置滾輪安裝圓光柵的形式，圓光柵跟隨滾輪旋轉(zhuǎn)，降低長行程累計誤差，實現(xiàn)全行程閉環(huán)控制。
圍繞設(shè)備研發(fā)的產(chǎn)品獲得以下專利：
一種攪拌工具的表面處理方法（ZL201911093739.0）
一種無飛邊及減薄的無軸肩攪拌摩擦焊工具（ZL201921931810.3）
一種去飛邊攪拌摩擦焊的焊接裝置及方法（ZL202010878035.0）
一種攪拌摩擦焊工藝試驗平臺系統(tǒng)及工裝（ZL201921582437.5）
一種攪拌摩擦焊主軸頭自動偏擺裝置（ZL202123115726.4）
一種攪拌摩擦焊接傾角自動調(diào)整裝置（ZL202120523390.6）
一種液壓恒壓力伺服控制系統(tǒng)（ZL202123374862.5）
3. 圍繞該產(chǎn)品所開展的技術(shù)創(chuàng)新工作
本產(chǎn)品是一款超長型材智能攪拌摩擦焊成套裝備，設(shè)備行程長、跨距大，自動化、智能化程度高。公司在現(xiàn)有攪拌摩擦焊接相關(guān)技術(shù)儲備的基礎(chǔ)上，集中優(yōu)勢技術(shù)團隊，不斷突破創(chuàng)新，圍繞柔性智能液壓恒壓力控制、焊縫激光尋蹤、長直型材攪拌摩擦焊變形控制、焊接質(zhì)量在線監(jiān)測、恒溫控制智能攪拌工具及工藝數(shù)據(jù)庫等關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行重點研發(fā)攻關(guān)。成功研制了以軌道交通列車長地板為典型應(yīng)用場景的大跨距長行程高端智能攪拌摩擦焊裝備，開發(fā)并優(yōu)化了超長型材攪拌摩擦焊工藝，推動了研究成果的示范應(yīng)用。
4. 產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域及產(chǎn)業(yè)化前景
某軌道交通領(lǐng)域用戶使用產(chǎn)品后反饋認(rèn)為，該設(shè)備運行穩(wěn)定，焊接速度超過2m/min，焊縫不涉及未焊透、未填滿、裂紋、溝槽、隧道等缺陷，焊后接頭強度不低于母材的80％，焊后母材壓深量不大于0.3mm。設(shè)備采用恒溫控制智能攪拌工具，對攪拌工具軸肩和攪拌針的螺紋結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，攪拌工具壽命提高到5000m以上，大幅降低了用戶生產(chǎn)成本。
除在軌道交通長地板典型產(chǎn)品的示范應(yīng)用外，本產(chǎn)品還可應(yīng)用到汽車、船舶、海洋工程等領(lǐng)域長直鋁型材的高質(zhì)量攪拌摩擦焊。針對軌道交通、船舶、汽車、能源、壓力容器等行業(yè)，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特征、技術(shù)成熟度、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、市場競爭格局、短期和長期市場預(yù)期等方面進(jìn)行分析，可以預(yù)見工業(yè)領(lǐng)域各類型攪拌摩擦焊設(shè)備的需求量將顯著增加，未來國內(nèi)大跨度長行程攪拌摩擦焊設(shè)備的潛在市場規(guī)模不容小覷。
（素材來源：協(xié)會行業(yè)發(fā)展部及相關(guān)企業(yè) 摘編整理：張芳麗）
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