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航天工程裝備：HT-DLM10×560 超長(zhǎng)型材智能攪拌摩擦焊成套裝備
2023-6-15  來源：機(jī)床協(xié)會(huì)  作者：-

      2023年3月28日，中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)公布了“關(guān)于2022年度中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)先進(jìn)會(huì)員（十佳）的表彰決定”，對(duì)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(huì)開幕首日給獲獎(jiǎng)企業(yè)頒發(fā)了獎(jiǎng)牌。為了更好地宣傳這些先進(jìn)會(huì)員企業(yè)，協(xié)會(huì)傳媒部針對(duì)十佳企業(yè)及其產(chǎn)品組織了系列專題報(bào)道，以協(xié)會(huì)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(huì)主辦的全媒體平臺(tái)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(huì)傳媒部
                                                                                 
      1. 產(chǎn)品簡(jiǎn)介

      由航天工程裝備（蘇州）有限公司研發(fā)的HT-DLM10×560超長(zhǎng)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(zhǎng)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(kù)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(zhǎng)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(zhǎng)地板部件的攪拌摩擦焊接，且具備圓弧頂蓋、動(dòng)車組長(zhǎng)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(zhǎng)地板正反兩面攪拌摩擦焊接。可適應(yīng)的產(chǎn)品長(zhǎng)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(zhǎng)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(kù)等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)軌道交通多條長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)型材智能攪拌摩擦焊成套裝備，設(shè)備行程長(zhǎng)、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(zhǎng)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(kù)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(zhǎng)地板為典型應(yīng)用場(chǎng)景的大跨距長(zhǎng)行程高端智能攪拌摩擦焊裝備，開發(fā)并優(yōu)化了超長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(jìng)爭(zhēng)格局、短期和長(zhǎng)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(guó)內(nèi)大跨度長(zhǎng)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）
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