的變速齒輪嚙合;將下部機架通過液壓卡爪9固定在待焊工件A上，使主軸頭2位于工件待修復位置A1上方;該水下摩擦疊焊主軸頭防水型定位檢測機構工作時，環向行走液壓馬達4和縱向行走液壓馬達3的驅動齒輪分別在環向齒條8和縱向齒條11上面行走，帶動主軸頭2所在的上部機架進行環向和縱向移動;控制機構根據縱向行走磁編碼器5和環向行走磁編碼器6的脈沖數變化，及已知的齒輪傳動比，控制系統可以計算判斷主軸頭2移動的距離及速度，對主軸頭2進行定位，從而實現主軸頭2在環向及縱向位移的實時精確控制。
[0015]本實施例中未進行說明的內容為現有技術，故，不再進行贅述。
[0016]本實用新型水下摩擦疊焊主軸頭防水型定位檢測機構的工作原理:
[0017]1、設備主要組成。水下摩擦疊焊設備在水下的部分主要包括主軸頭及其焊接實施機構、移動機構。主軸頭及其焊接實施機構通過控制主軸頭轉速、壓力等參數實施并完成摩擦疊焊單元成型過程，即一個摩擦塞焊過程。移動機構完成主軸頭位置的移動及定位，再次進行一個摩擦疊焊單元成型過程，循環上述過程最終實現疊焊成型，該移動機構主要包括縱向移動機構和環向移動機構。上述疊焊過程中所需要的切割、打孔等塞焊之外的工藝措施均由其它方式完成，不屬于本實用新型的內容。
[0018]2、主軸頭移動定位檢測機構。
[0019](1)編碼器的選擇。根據移動機構的結構特點，采用磁編碼器檢測移動的位置及移動速度，這類編碼器所利用的磁場信號無論在水介質還是空氣介質或真空介質中傳輸，差別不大，受水質或介質影響很小(水中含較多磁性材料的情況除外)。工作于水下的磁編碼器的調理電路也采用防水密封膠密封。
[0020](2)移動定位檢測機構。主軸頭所在的上部機架的縱向、環向運動都由液壓馬達驅動，液壓驅動比電氣驅動設備更適合在水環境條件下工作。環向行走液壓馬達和縱向行走液壓馬達的驅動齒輪分別在環向齒條和縱向齒條上面行走，帶動主軸頭所在的上部機架進行環向和縱向移動;控制機構根據液壓馬達齒輪與固定在機架上的齒條的傳動比以及磁編碼器每周脈沖數，可以大體確定每個脈沖行走的距離，再經實驗校正確定精確值。計算出單個脈沖所對應的位移值，再將所得的各組單脈沖所對應的位移值做算術平均，確定采用的精確值。
[0021]環向和縱向兩種編碼器都選用磁編碼器，每旋轉一周產生的脈沖信號不小于5000個，保證對移動距離的分辯率在0.1mm左右。根據縱向和環向兩個磁編碼器的脈沖數變化，控制機構可以計算判斷主軸頭移動的距離及速度，對主軸頭進行定位。其中，控制機構一方面與磁編碼器連接，直接接收磁編碼器產生的脈沖電信號，另一方面與控制機架運動的液壓馬達連接，從而控制液壓馬達的轉速和主軸頭的運動距離。
[0022]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。
【主權項】
1.一種水下摩擦疊焊設備主軸頭防水型定位檢測機構，主要包括機架、移動機構、液壓機構、主軸頭以及控制機構;該移動機構包括滑道(12)、環向齒條(8)和縱向齒條(11);該液壓機構包括縱向行走液壓馬達(3)和環向行走液壓馬達(4)，縱向行走液壓馬達(3)和環向行走液壓馬達(4)分別與控制機構連接;該機架(1)包括上下兩部分;下部機架外側安裝液壓卡爪(9)，該液壓卡爪(9)夾持在被焊工件(A)上，下部機架頂端安裝環向齒條(8);上部機架的橫梁(10)上安裝主軸頭(2)，橫梁兩端安裝在滑道(12)上，環向行走液壓馬達(4)安裝在上部機架的外側，該環向行走液壓馬達(4)輸出端設有傳動齒輪，該傳動齒輪與橫杠(7)一端設置的齒輪嚙合;橫杠(7)兩端通過軸承固定在位于橫梁下部的上部機架上，其伸出機架外側的兩端分別設有一個相同的齒輪，該齒輪在位于下部機架頂端的環向齒條(8)上運動而帶動主軸頭(2)環向運動;縱向行走液壓馬達(3)與主軸頭(2)并列安裝在上部機架上，該縱向行走液壓馬達(3)輸出端連接傳動齒輪，該傳動齒輪與安裝在位于橫梁下方的上部機架上的縱向齒條(11)嚙合運動而帶動主軸頭縱向運動;其特征在于，所述橫杠(7)上安裝一個環向行走編碼器(6)，該環向行走編碼器(6)的調理電路與控制機構連接;所述縱向行走液壓馬達(3)輸出端連接的傳動齒輪與縱向行走磁編碼器(5)中心安裝的傳動齒輪嚙合，該縱向行走磁編碼器(5)的調理電路與控制機構連接。2.根據權利要求1所述的水下摩擦疊焊設備主軸頭防水型定位檢測機構，其特征在于，所述傳動齒輪為變速傳動齒輪。3.根據權利要求1所述的水下摩擦疊焊設備主軸頭防水型定位檢測機構，其特征在于，所述縱向行走磁編碼器(5)和環向行走磁編碼器(6)為磁編碼器，該磁編碼器型號為KSL2210-10000 型。
【專利摘要】本實用新型提供一種水下摩擦疊焊設備主軸頭防水型定位檢測機構，機架上安裝主軸頭、環向齒條、縱向齒條、滑道、縱向行走液壓馬達和環向行走液壓馬達，環向行走液壓馬達輸出端傳動齒輪與橫杠一端齒輪嚙合，橫杠伸出機架外側兩端設齒輪在機架環向齒條上運動而帶動主軸頭環向運動；縱向行走液壓馬達輸出端傳動齒輪與縱向齒條嚙合運動帶動主軸頭縱向運動；其改進之處是，橫杠上安裝環向行走編碼器，環向行走編碼器調理電路與控制機構連接；縱向行走液壓馬達輸出端連接傳動齒輪與縱向行走磁編碼器安裝的傳動齒輪嚙合，縱向行走磁編碼器調理電路與控制機構連接；檢測液壓驅動下主軸頭環向及縱向移動位置和速度并定位，提高焊接質量，使用效果好。
【IPC分類】B23K20/26, B23K20/12
【公開號】CN205129177
【申請號】CN201520949142
【發明人】黃江中, 潘東民, 許威, 曹軍, 張定國, 羅超, 陳秀清, 許可望, 楊立軍, 田麗峰
【申請人】中國海洋石油總公司, 海洋石油工程股份有限公司, 天津大學
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月25日