一种搅拌摩擦焊接设备及使用方法技术

一种搅拌摩擦焊接设备及使用方法，其特征是所述搅拌摩擦焊接设备包括升降机构、侧臂、第一移动机构、工件放置台、工件放置机构以及第二移动机构；所述支撑部分包括侧臂和升降机构，所述侧臂的侧部安装升降机构，且所述升降机构的底部通过固定夹头安装搅拌头；所述工件放置机构包括夹紧机构、真空吸盘、工件放置台、第一螺杆、第二螺杆、底座、伺服电机和真空泵；本发明专利技术可通过真空吸盘对工件进行吸紧预定位，再利用转角气缸进行压紧限位，通过双重限位的方式能够有效提高工件的固定效果，保证工件焊接精度，而选择对应的转角气缸进行夹持，使得夹具的适用范围更广、更为灵活。更为灵活。更为灵活。

【技术实现步骤摘要】
一种搅拌摩擦焊接设备及使用方法


[0001]本专利技术涉及一种焊接技术，尤其是一种搅拌摩擦焊接技术，具体地说是一种搅拌摩擦焊接设备及使用方法。

技术介绍

[0002]搅拌摩擦焊是指利用高速旋转的搅拌头与工件摩擦产生的热量使被焊材料局部塑性化，当搅拌头沿着焊接界面向前移动时，被塑性化的材料在搅拌头的转动摩擦力作用下由搅拌头的前部流向后部，并在搅拌头的挤压下形成致密的固相焊缝。
[0003]目前的焊接设备在放置工件时，主要是将工件先置于加工台上，然后调节各个夹具的位置对工件进行限位，只有单一的夹持方式限位，使得工件的限位效果不佳，在焊接中可能位移，影响焊接精度，并且夹持的结构比较固定，无法适用不同形状的工件。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有的搅拌摩擦因缺少相应的成套设备而导致装夹困难，效率不高的问题，设计一种装夹限位效果好、焊缝精准的搅拌摩擦焊接设备，同时提供其使用方便。
[0005]本专利技术的技术方案之一：一种搅拌摩擦焊接设备，其特征在于：包括支撑部分和工件放置机构8；所述支撑部分包括侧臂2和升降机构1，所述侧臂2的侧部安装升降机构1，升降机构1上安装有固定夹头5，固定夹头5上安装有搅拌头51和第一激光器6和第二激光器7；所述升降机构1包括第一滑轨11和第一滑块12，所述第一滑轨11安装于侧臂2的侧部，且所述第一滑块12滑动安装在第一滑轨11上；固定夹头5安装在所述第一滑轨11上，第一滑轨11通过伺服电机及丝杆螺母结构驱动上下移动；所述工件放置机构8包括夹紧机构81、真空吸盘82、工件放置台83、第一螺杆84、第二螺杆85、底座86、伺服电机87和真空泵88，所述底座86的内部转动连接有第一螺杆84，且所述第一螺杆84啮合连接第二螺杆85；所述第二螺杆85与伺服电机87相连，所述第一螺杆84的顶端固定工件放置台83，工件放置台83的内部安装有真空泵88；所述真空泵88连接真空吸盘82，真空吸盘82安装于工件放置台83的顶部；真空吸盘82的外侧分布有若干个夹紧机构81；所述夹紧机构81包括压头811、安装块812和转角气缸813，所述转角气缸813垂直固定于工件放置台83的顶面，且所述转角气缸813的顶端设有安装块812；所述安装块812的一端底部固定压头811；所述工件放置机构8位于搅拌头51的下部；侧臂2的下侧部设有带动工件放置机构8作水平面内纵向与横向移动的第一移动机构3和第二移动机构9，所述第一移动机构3包括第二滑轨31、第二滑块32和固定块33，所述固定块33固定于侧臂2的侧下部，且所述固定块33的顶部安装第二滑轨31；所述第二滑轨31滑动连接第二滑块32，所述第二滑块32的顶部设有第二移动机构9，所述第二移动机构9包括第三滑轨91和第三滑块92，所述第二滑块32的顶部固定有第三滑轨91，且所述第三滑轨91滑动连接第三滑块92，工件放置机构8安装在第三滑块92上；第二滑块32和第三滑块92均由各自的伺服电机及丝
杆螺母机构驱动。
[0006]所述真空吸盘82外凸于工件放置台83的顶部中心处，且所述真空吸盘82采用矩形结构。
[0007]所述第一移动机构3与第二移动机构9呈“十”字形分布。
[0008]所述第一激光器6和第二激光器7分别安装在固定夹头5的两侧，且所述第一激光器6、第二激光器7的安装高度相同。
[0009]第一激光器6、第二激光器7、控制主机9a形成焊缝控制系统；每条扫描线具有不低于500个测量点，以保证测量精度和对于焊缝特征的识别准确度；在高度方向上采用第一激光器6和第二激光器7，激光器具备有三维测量能力，可对空间三维物体进行实时的测量并计算偏差，与控制主机9a连接，同时控制主机9a与数控PLC直接通讯，始终对焊接过程中的位置误差进行补偿；其中激光器的重复定位精度方面，高度方向上为0.5μm，xz平面为5μm，每个数据点之间的间距为20μm，采样频率为50～200Hz可调节，根据实际的加工速度进行匹配，激光器距离工件之间的距离为75
±
10mm，所使用的激光器为蓝光激光器，外壳防护等级为IP67。
[0010]所述的真空吸盘82的真空度不低于
‑
75kPa，其单位平方厘米的吸力不小于1kg，并且在真空吸盘82的上表面开有1cm
×
1cm的凸台，且有3mm宽的凹槽，用于铺设密封条，密封条的铺设应避开工件的空洞区域，并与工件的外轮廓一致，向内缩进不小于5mm。
[0011]所述的转角气缸813共设置有6个，并且呈矩形分布，其中4个两两对称设置在矩形的两个侧长边处，而另外两个对称设置在矩形的两个短边处；转角气缸813带有90度旋转下压功能，此气缸单个具备40kg以上的下压力，能自动旋转90度，用于避开工件，气缸活塞本体带有磁环，气缸本体带有磁性开关安装槽，用于安装磁性开关，检测转角气缸813的实时状态，同时转角气缸813的电磁开关受到控制主机9a的实时控制。
[0012]本专利技术的技术方案之二：一种基于搅拌摩擦焊接设备的焊接方法，其特征在于：主机发送开始；主机发送开始搜寻焊缝，此时运动机构需动作x或y或z方向，为防止事故发生，运动机构需做限位；主机发送发现焊缝，此时运动机构z方向开始运动，同时进行z向位置定位，且运动机构要根据 x和y方向的数据实时调整x和y方向位置；主机发送预扫描完成，此时运动机构z方向停止运动，等待运动机构根据x和y方向的数据调整完成x和y方向位置；x和y方向位置调整完成后，搅拌头旋转且运动机构z方向开始运动，运动机构要根据x和y方向的数据实时调整x和y方向位置；当主机搜寻不到焊缝或达到设定焊接长度时，主机发送复位；从机收到复位指令后，停止焊接，运动机构移动到初始位置且复位所有数据。
[0013]本专利技术的有益效果是：本专利技术可通过真空吸盘对工件进行吸紧预定位，再利用转角气缸进行压紧限位，通过双重限位的方式能够有效提高工件的固定效果，保证工件焊接精度，而根据工件形状选择对应的转角气缸进行夹持，使得夹具的适用范围更广、更为灵活。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1示出了本专利技术实施例的整体结构示意图；图2示出了本专利技术实施例的工件放置机构截面结构示意图；图3示出了本专利技术实施例的工件放置机构立体结构示意图；图4示出了本专利技术实施例的工件放置机构俯视结构示意图；图5示出了本专利技术实施例的整体侧面结构示意图;图6示出了本专利技术实施例的工件放置机构、搅拌头、第一激光器以及第二激光器分布结构示意图。
[0016]图中：1、升降机构，11、第一滑轨，12、第一滑块，2、侧臂，3、第一移动机构，31、第二滑轨，32、第二滑块，33、固定块，4、工件放置台，5、固定夹头，51、搅拌头，6、第一激本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种搅拌摩擦焊接设备，其特征在于：包括支撑部分和工件放置机构（8）；所述支撑部分包括侧臂（2）和升降机构（1），所述侧臂（2）的侧部安装升降机构（1），升降机构（1）上安装有固定夹头（5），固定夹头（5）上安装有搅拌头（51）和第一激光器（6）和第二激光器（7）；所述升降机构（1）包括第一滑轨（11）和第一滑块（12），所述第一滑轨（11）安装于侧臂（2）的侧部，且所述第一滑块（12）滑动安装在第一滑轨（11）上；固定夹头（5）安装在所述第一滑轨（11）上，第一滑轨（11）通过伺服电机及丝杆螺母结构驱动上下移动；所述工件放置机构（8）包括夹紧机构（81）、真空吸盘（82）、工件放置台（83）、第一螺杆（84）、第二螺杆（85）、底座（86）、伺服电机（87）和真空泵（88），所述底座（86）的内部转动连接有第一螺杆（84），且所述第一螺杆（84）啮合连接第二螺杆（85）；所述第二螺杆（85）与伺服电机（87）相连，所述第一螺杆（84）的顶端固定工件放置台（83），工件放置台（83）的内部安装有真空泵（88）；所述真空泵（88）连接真空吸盘（82），真空吸盘（82）安装于工件放置台（83）的顶部；真空吸盘（82）的外侧分布有若干个夹紧机构（81）；所述夹紧机构（81）包括压头（811）、安装块（812）和转角气缸（813），所述转角气缸（813）垂直固定于工件放置台（83）的顶面，且所述转角气缸（813）的顶端设有安装块（812）；所述安装块（812）的一端底部固定压头（811）；所述工件放置机构（8）位于搅拌头（51）的下部；侧臂（2）的下侧部设有带动工件放置机构（8）作水平面内纵向与横向移动的第一移动机构（3）和第二移动机构（9），所述第一移动机构（3）包括第二滑轨（31）、第二滑块（32）和固定块（33），所述固定块（33）固定于侧臂（2）的侧下部，且所述固定块（33）的顶部安装第二滑轨（31）；所述第二滑轨（31）滑动连接第二滑块（32），所述第二滑块（32）的顶部设有第二移动机构（9），所述第二移动机构（9）包括第三滑轨（91）和第三滑块（92），所述第二滑块（32）的顶部固定有第三滑轨（91），且所述第三滑轨（91）滑动连接第三滑块（92），工件放置机构（8）安装在第三滑块（92）上；第二滑块（32）和第三滑块（92）均由各自的伺服电机及丝杆螺母机构驱动。2.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊接设备，其特征在于：所述真空吸盘（82）外凸于工件放置台（83）的顶部中心处，且所述真空吸盘（82）采用矩形结构。3.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊接设备，其特征在于：所述第一移动机构（3）与第二移动机构（9）呈“十”字形分布。4.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊接设备，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜迪，汪洪峰，刘胜荣，蒲家飞，葛小乐，董旗，
申请(专利权)人：黄山学院，
类型：发明
国别省市：