一种搅拌摩擦焊焊缝主轴装置及对中方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种搅拌摩擦焊焊缝主轴装置及对中方法，其中主轴装置包括壳体壁板、垂直移动机构、水平移动机构、主轴机构以及激光器机构，垂直移动机构固定于壳体壁板，水平移动机构可移动地设置于垂直移动机构且水平移动机构能够沿垂直移动机构上下运动，主轴机构可移动地设置于水平移动机构且主轴机构能够沿水平移动机构水平运动；激光器机构活动设置于壳体壁板。通过激光器机构识别并反馈实际的焊缝偏移量，使得主轴结构能够更加快速精准的对准焊缝中心位置，独特的焊缝偏移量识别方法也使得焊接过程中可全程持续调节主轴装置的偏移量；独立设置的垂直移动机构与水平移动机构，使得垂直和水平两方向的运动互不干涉，焊缝激光对中结果更加精准。缝激光对中结果更加精准。缝激光对中结果更加精准。

【技术实现步骤摘要】
一种搅拌摩擦焊焊缝主轴装置及对中方法


[0001]本专利技术涉及焊接
，具体涉及一种搅拌摩擦焊焊缝主轴装置及对中方法。

技术介绍

[0002]搅拌摩擦焊是一项新型的固相焊接技术，起源于英国焊接技术研究所，其焊接原理示意图如图1所示。收到焊接开始指令后，搅拌头旋转压入待焊工件并沿着焊缝移动，高速旋转的搅拌头与工件摩擦产生的热量使材料塑化，在轴肩的挤压下形成固相焊缝。
[0003]搅拌摩擦焊在焊接开始前需要将主轴移动到焊缝位置并使搅拌头对准工件起始点焊缝，目前该步骤多采用人工手摇点动方式操作，受限于工厂环境与工人熟练度，常造成焊缝激光对中步骤时间耗费过长、焊缝位置对中不准等后果，这进一步影响了整条焊缝的焊接质量，焊接过程中或造成焊缝位置偏移、焊缝错位等现象，是造成产品焊缝未焊透或一致性差等的关键原因。
[0004]也有少部分采用自动对中方法的主轴装置，但是其对中装置与主轴装置分离，在焊接作业时需要先使用对中装置测量搅拌头与工件焊缝的偏移量，然后再采用手动或编程的方式修正偏移量，此种对中方法存在效率低下、实用性不强的缺点。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对目前焊缝激光对中步骤时间耗费过长、焊缝位置对中不准导致焊缝的焊接质量差、焊缝位置偏移、焊缝错位等问题，提出了一种搅拌摩擦焊焊缝主轴装置及对中方法。
[0006]第一方面，本专利技术首先提出了一种搅拌摩擦焊焊缝主轴装置，包括壳体壁板、垂直移动机构、水平移动机构、主轴机构以及激光器机构，所述垂直移动机构固定于所述壳体壁板，所述水平移动机构可移动地设置于所述垂直移动机构且所述水平移动机构能够沿所述垂直移动机构上下运动，所述主轴机构可移动地设置于所述水平移动机构且所述主轴机构能够沿所述水平移动机构水平运动；所述激光器机构活动设置于所述壳体壁板。
[0007]优选的，所述垂直移动机构包括垂直安装座、垂直驱动组件以及垂直导向组件，所述垂直安装座的一面固定于所述壳体壁板，另一面设置有所述垂直驱动组件和所述垂直导向组件，所述垂直驱动组件能够驱动所述水平移动机构沿所述垂直导向组件上下运动。
[0008]优选的，所述垂直驱动组件包括垂直驱动件、丝杆、丝母座以及轴承座，所述丝杆的一端通过所述轴承座转动固定于所述安装座，所述丝杆的另一端连接有所述垂直驱动件，所述丝母座转动设置于所述丝杆，所述垂直驱动件能够驱动所述丝杆转动从而带动所述丝母座上下运动。
[0009]优选的，所述垂直导向组件包括第一滑块以及第一导轨，所述第一导轨与所述丝杆平行设置，所述第一滑块滑动设置于所述第一导轨，所述丝母座与所述第一滑块均与所述水平移动机构连接，所述垂直驱动件能够驱动所述丝杆转动，从而使所述丝母座与所述第一滑块带动所述水平移动机构上下运动。
[0010]优选的，所述垂直驱动件包括垂直移动电机、减速机以及联轴器，所述减速机的一侧连接有所述垂直移动电机，所述减速机的另一侧连接有所述联轴器，所述联轴器与所述丝杆的端部连接。
[0011]优选的，所述水平移动机构包括水平安装座、水平驱动组件以及水平导向组件，所述水平安装座的一面固定于所述壳体壁板，另一面设置有所述水平驱动组件和所述水平导向组件，所述水平驱动组件能够驱动所述水平移动机构沿所述水平导向组件上下运动。
[0012]优选的，所述水平导向组件包括第二滑块以及第二导轨，所述第二导轨水平设置，所述第二滑块滑动设置于所述第二导轨，所述主轴机构与所述第二滑块连接，所述水平驱动组件能够驱动所述主轴机构沿所述第二导轨水平运动。
[0013]优选的，所述激光器机构包括激光传感器、活动杆以及固定杆，所述活动杆的一端固定有所述激光传感器，所述活动杆的另一端通过转轴与所述固定杆的端部连接，所述固定杆的另一端固定于所述壳体壁板。
[0014]优选的，所述主轴机构包括主轴、主轴电机以及主轴回抽电机，所述主轴设置于所述主轴电机的下端，所述主轴回抽电机设置于所述主轴电机的一侧。
[0015]第二方面，本专利技术还提出了种搅拌摩擦焊焊缝对中方法，一种搅拌摩擦焊焊缝对中方法，采用上述的搅拌摩擦焊焊缝主轴装置，具体包括以下步骤：
[0016]S1：将搅拌摩擦焊的主轴机构移动到工件焊缝起始点附近后，启动激光器机构；
[0017]S2：所述激光器机构中的激光传感器出光并捕捉反射光，得到焊缝偏移量数据S；
[0018]S3：所述焊缝偏移量数据S输入PLC进行处理，当所述主轴机构位于焊缝右侧时，所述焊缝偏移量数据S为正值，根据公式(1)ΔS＝m
‑
S确定主轴机构对中焊缝所需偏移量ΔS；当所述主轴机构位于焊缝左侧时，所述焊缝偏移量数据S为负值，根据公式(2)ΔS＝S
‑
m确定主轴机构对中焊缝所需偏移量ΔS；式中，ΔS为主轴机构对中焊缝所需偏移量，S为激光传感器测量的实际焊缝偏移量数据，m为预设0～0.10mm之间的工艺调整值；
[0019]S4：水平移动机构根据公式(1)和公式(2)控制主轴机构移动并对齐工件焊缝；
[0020]S5：水平移动机构执行结束后，判断公式(3)ΔS＜m是否成立，若不成立，则重复执行公式(1)与公式(2)；若成立，则复位激光器机构。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022]1、本专利技术通过激光器结构识别并反馈实际的焊缝偏移量，使得主轴结构能够更加快速精准的对准焊缝中心位置。
[0023]2、本专利技术采用独特的焊缝偏移量识别方法，使得焊接过程中可全程持续调节主轴装置的偏移量。
[0024]3、本专利技术设置分别独立的垂直移动机构与水平移动机构，使得垂直和水平两个方向上的运动互不干涉，焊缝激光对中结果更加精准。
[0025]4、本专利技术采用外置的激光传感器始终对准主轴装置的中心，且位置方向恒定不变，避免了因外部环境变化引起的偏移量误差现象。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
[0027]图1为一种搅拌摩擦焊焊缝激光对中方法的原理示意图。
[0028]图2为本专利技术所述的搅拌摩擦焊焊缝主轴装置的立体结构示意图。
[0029]图3为本专利技术所述的搅拌摩擦焊焊缝主轴装置的内部结构示意图。
[0030]图4为本专利技术所述的搅拌摩擦焊焊缝主轴装置中垂直移动机构的立体结构示意图。
[0031]图5为本专利技术所述的搅拌摩擦焊焊缝主轴装置中水平移动机构的立体结构示意图。
[0032]图6为本专利技术所述的搅拌摩擦焊焊缝主轴装置中主轴机构的立体结构示意图。
[0033]图7为本专利技术所述的搅拌摩擦焊焊缝主轴装置中激光器机构的立体结构示意图。
[0034]图8为本专利技术所述的搅拌摩擦焊焊缝对中方法的流程图。
[0035]图中：1、壳体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种搅拌摩擦焊焊缝主轴装置，其特征在于，包括壳体壁板、垂直移动机构、水平移动机构、主轴机构以及激光器机构，所述垂直移动机构固定于所述壳体壁板，所述水平移动机构可移动地设置于所述垂直移动机构且所述水平移动机构能够沿所述垂直移动机构上下运动，所述主轴机构可移动地设置于所述水平移动机构且所述主轴机构能够沿所述水平移动机构水平运动；所述激光器机构活动设置于所述壳体壁板。2.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊焊缝主轴装置，其特征在于，所述垂直移动机构包括垂直安装座、垂直驱动组件以及垂直导向组件，所述垂直安装座的一面固定于所述壳体壁板，另一面设置有所述垂直驱动组件和所述垂直导向组件，所述垂直驱动组件能够驱动所述水平移动机构沿所述垂直导向组件上下运动。3.根据权利要求2所述的搅拌摩擦焊焊缝主轴装置，其特征在于，所述垂直驱动组件包括垂直驱动件、丝杆、丝母座以及轴承座，所述丝杆的一端通过所述轴承座转动固定于所述安装座，所述丝杆的另一端连接有所述垂直驱动件，所述丝母座转动设置于所述丝杆，所述垂直驱动件能够驱动所述丝杆转动从而带动所述丝母座上下运动。4.根据权利要求3所述的搅拌摩擦焊焊缝主轴装置，其特征在于，所述垂直导向组件包括第一滑块以及第一导轨，所述第一导轨与所述丝杆平行设置，所述第一滑块滑动设置于所述第一导轨，所述丝母座与所述第一滑块均与所述水平移动机构连接，所述垂直驱动件能够驱动所述丝杆转动，从而使所述丝母座与所述第一滑块带动所述水平移动机构上下运动。5.根据权利要求3所述的搅拌摩擦焊焊缝主轴装置，其特征在于，所述垂直驱动件包括垂直移动电机、减速机以及联轴器，所述减速机的一侧连接有所述垂直移动电机，所述减速机的另一侧连接有所述联轴器，所述联轴器与所述丝杆的端部连接。6.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊焊缝主轴装置，其特征在于，所述水平移动机构包括水平安装座、水平驱动组件以及水平导向组件，所述水平安装座的一面固定于所述壳体壁板，另一面设置有所述水平驱动组件和所述水平导向组件，所述水平...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚君山，戈军委，原瑜，班学，管清杰，
申请(专利权)人：青岛寰宇乾堃航天特种设备有限公司，
类型：发明
国别省市：