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航天工程裝備：HT-DLM10×560 超長型材智能攪拌摩擦焊成套裝備
【2022先進(jìn)會(huì)員（創(chuàng)新十佳）】
航天工程裝備：HT-DLM10×560 超長型材
智能攪拌摩擦焊成套裝備
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(dòng)龍門、雙工位結(jié)構(gòu)型式，龍門最大行程56m，移動(dòng)速度≥30m/min，龍門跨距4500mm。工裝采用柔性化設(shè)計(jì)，可根據(jù)產(chǎn)品尺寸自動(dòng)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(cè)、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(dòng)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(diǎn)及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)
（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
超長型材智能攪拌摩擦焊成套裝備主要用于動(dòng)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(dòng)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(gè)數(shù)控坐標(biāo)軸，龍門沿導(dǎo)軌移動(dòng)，溜板沿橫梁導(dǎo)軌移動(dòng)、滑枕沿溜板導(dǎo)軌垂直移動(dòng)和焊接主軸頭繞X軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。設(shè)備控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)控制。
設(shè)備工裝包含兩個(gè)工位，既可以單套工裝自動(dòng)調(diào)節(jié)，適應(yīng)單臺(tái)位正反裝焊接，也可以兩個(gè)工位配合使用，實(shí)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(dòng)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(cè)、恒溫控制智能攪拌工具及工藝數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)軌道交通多條長直焊縫全自動(dòng)化焊接。
（2）產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)
創(chuàng)新點(diǎn)1：開發(fā)了焊縫激光跟蹤系統(tǒng)，對(duì)焊縫位置進(jìn)行掃描和數(shù)據(jù)處理，實(shí)時(shí)檢測(cè)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(diǎn)，能滿足高速焊接條件下的壓力調(diào)整需求。
創(chuàng)新點(diǎn)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(diǎn)帶來的長行程精度累計(jì)誤差。裝備采用擺動(dòng)式雙電機(jī)消隙形式+滾輪軌道式新型動(dòng)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(jì)誤差，實(shí)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(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)及工裝（ZL201921582437.5）
一種攪拌摩擦焊主軸頭自動(dòng)偏擺裝置（ZL202123115726.4）
一種攪拌摩擦焊接傾角自動(dòng)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(dòng)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(chǔ)備的基礎(chǔ)上，集中優(yōu)勢(shì)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，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(cè)、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(diǎn)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(chǎng)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(dòng)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(yùn)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(qiáng)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(duì)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(jì)，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(duì)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(chǎng)競爭格局、短期和長期市場(chǎng)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(chǎng)規(guī)模不容小覷。
（素材來源：協(xié)會(huì)行業(yè)發(fā)展部及相關(guān)企業(yè) 摘編整理：張芳麗）
