一种差速回填式搅拌摩擦点焊决策方法及系统技术方案

本发明专利技术一种差速回填式搅拌摩擦点焊的决策方法及系统，属于差速回填式搅拌摩擦点焊技术领域；方法为，在差速RFSSW焊机安装监测组件，获取差速回填式搅拌摩擦点焊的焊接数据信号；对所获取数据信号进行处理和存储；处理后的数据信号发送至决策模块，判断是否符合数据库标准；符合数据库标准，则继续进行焊机；不符合数据库标准，则进入下一步；决策模块对不符合标准的焊接参数进行调整，直至符合数据库标准；对于焊接设备故障，决策模块启动自动保护程序，中止焊接。本发明专利技术提通过监测组件对焊接过程进行监测，并通过决策模块结合焊接参数数据库作出合理的判断和决策结果，增加焊接过程的效率与智能化程度。的效率与智能化程度。的效率与智能化程度。

【技术实现步骤摘要】
一种差速回填式搅拌摩擦点焊决策方法及系统


[0001]本专利技术属于差速回填式搅拌摩擦点焊
，特别涉及一种差速回填式搅拌摩擦点焊的决策方法及系统。

技术介绍

[0002]回填式搅拌摩擦点焊(refill friction stir spot welding，RFSSW)是在搅拌摩擦焊(FSW)和搅拌摩擦点焊(FSSW)的基础上发展起来的一种新型固相点焊技术。焊接过程中，依靠焊接工具高速旋转的摩擦产热使待焊金属达到粘塑性状态，然后利用搅拌针和套筒的往复运动，通过金属的挤出与回填，使搭接界面形成冶金结合。此焊接方法可以成功的消除退出孔，获得没有匙孔的点焊接头。作为一种先进的固相焊接技术，能够有效避免液相焊接的固有缺陷，在铝合金、镁合金等轻质金属点连接领域有着无可替代的优势。在焊接过程中，如果套筒和搅拌针同步转动，则为普通类型的RFSSW；如果套筒和搅拌针不同步转动，存在速度差异，则为差速RFSSW。差速RFSSW技术是近些年被提出的，相比于普通类型的RFSSW，差速RFSSW技术更加先进，能更好地抑制焊接缺陷。
[0003]然而，由于差速RFSSW技术是近些年被专利技术的，虽然它的工艺原理比较先进，但是其内置的软硬件系统仍然沿用了旧的普通类型RFSSW，无法充分发挥“智能制造”的要求。虽然在差速RFSSW焊机上往往都会集成有扭矩、压力、位移等传感器，但是这些传感器通常只起到焊接过程数据监测与记录的功能，还不够智能化。因此，为了增加焊接过程的效率与智能化程度，需要开发一种适用于差速RFSSW焊机的决策系统及其决策方法。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种差速回填式搅拌摩擦点焊的决策方法及系统，应用于固相焊—摩擦焊—回填式搅拌摩擦点焊，通过数据采集模块将监测组件的信号发送至决策模块，与焊接工艺数据库内的数据进行对比，判断是否满足工艺要求，若不满足通过决策模块做出相应调整或停车；对焊接过程进行监测并作出合理的判断，增加焊接过程的效率与智能化程度。本专利技术解决了现有技术中差速RFSSW焊机无法充分发挥“智能制造”的要求。
[0005]本专利技术提供如下技术方案：一种差速回填式搅拌摩擦点焊决策方法，具体步骤如下：
[0006]步骤1：在差速RFSSW焊机安装监测组件，获取差速回填式搅拌摩擦点焊的焊接数据信号；
[0007]步骤2：对所获取数据信号进行处理和存储；
[0008]步骤3：处理后的数据信号发送至决策模块，判断是否符合数据库标准；符合数据库标准，则继续进行焊机；不符合数据库标准，则进入步骤4；
[0009]步骤4：所述决策模块对不符合标准的焊接参数进行调整，直至符合数据库标准；对于焊接设备故障，决策模块启动自动保护程序，中止焊接。
[0010]本专利技术的进一步技术方案是：所述步骤1中，监测组件包括位移传感器、扭矩传感器、压力传感器和转速传感器，对相应的焊接过程数据进行实时监测。
[0011]本专利技术的进一步技术方案是：所述步骤2中，由数据采集模块采集各传感器的监测数据，进行滤波处理后，进行存储和显示。
[0012]本专利技术的进一步技术方案是：所述步骤3中，决策模块将存储的数据信号和焊接工艺数据库进行对比，判断是否满足数据库标准。
[0013]本专利技术的进一步技术方案是：所述步骤4中，焊接参数不符合标准的情况包括，扭矩突然增大、焊接压力突然增大，通过决策模块调整，降低搅拌头下扎速度，使扭矩和压力保持稳定；当位移达到设定的下扎位移量，停止搅拌头的下扎，并按照工艺规范进行下一步动作。
[0014]本专利技术的进一步技术方案是：所述步骤4中，发生搅拌头折断、搅拌头粘连的严重事故，导致测得的信号严重偏离正常范围，所述决策系统作出立即停止摩擦焊机运作的决策，以保护设备，并触发警报声和故障指示灯。
[0015]一种差速回填式搅拌摩擦点焊决策系统，包括监测组件、数据采集模块和决策模块，通过数据采集模块将监测组件获取的电焊数据信号传输至决策模块，所述决策模块接收实时监测信号，根据判断结果将决策指令发送至焊机控制系统，执行焊接动作。
[0016]本专利技术的进一步技术方案是：所述决策模块植于上位机；所述上位机包括处理器、存储器和应用程序，其中所述应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述处理器执行，所述应用程序配置用于执行所述决策模块的决策方法；所述存储器还存储有焊接工艺数据库，作为对比标准。
[0017]本专利技术的进一步技术方案是：所述监测组件包括位移传感器、扭矩传感器、压力传感器和转速传感器。
[0018]本专利技术的进一步技术方案是：所述决策模块连接焊机控制系统和显示器，将作出的决策输出到焊机控制系统和显示器上，用以控制摩擦焊机的动作和告知操作人员。
[0019]有益效果
[0020]本专利技术的有益效果在于：
[0021](1)本专利技术提供的决策系统及方法，应用对象是固相焊——摩擦焊——回填式搅拌摩擦点焊，通过监测组件(位移传感器、扭矩传感器、压力传感器和转速传感器等)对焊接过程进行监测，并通过决策模块结合焊接参数数据库作出合理的判断和决策结果，增加焊接过程的效率与智能化程度。在焊接过程中如果焊接工况不正常，能够迅速作出处置并告知操作人员，以保证焊接质量，提高了设备的智能化与安全性。
[0022](2)本专利技术提供的决策系统及方法，决策过程中的决策模块将监测数据和焊接工艺数据库进行比较，当不符合数据库标准时，判定监接过程参数异常，如扭矩、压力突增超限，超出正常范围，立即停机保护并通过显示屏输出问题信息。
[0023](3)本专利技术提供的决策系统及方法，采用的传感器(扭矩、压力、位移、转速等传感器)较便宜，且通常都能集成在焊机内部，不易损坏。在焊接过程中，不易受到外界因素的干扰(如工厂里的噪音、强光、振动干扰等)。因此，本专利技术相比于其他采用了视觉传感器、红外、声音等传感器的现有技术，兼具成本低、适用于较为恶劣的工作环境、不易损坏的优点，更适用于工厂环境的大批量、高效率工作，经济效益好。
[0024](4)通过对转速、扭矩、位移等焊接参数的精准测量，使决策系统在焊接过程中能够实时监测、实时决策，使焊接过程中各参数平稳，减少波动和突变，并保持在工艺库规定的工艺窗口范围内。焊接过程中保证搅拌头下扎量适中，使塑性流动的铝合金充分填充焊点区域而不外溢，从而得到光洁、无缺陷的点焊接头，提高焊接质量。
[0025](5)由于回填式搅拌摩擦点焊工作的特点：在高温高压的环境下，搅拌针和套筒高速旋转和往复运动，来搅拌软化的铝合金以形成焊点。基于该特点焊接设备会偶尔“卡机”，或者由于软化流动的铝合金进入搅拌针和套筒缝隙中，导致焊接阻力显著增大，影响焊接质量。这种情况无法从外表发现，虽然焊点外表正常，但内部可能隐藏有缺陷。因此，本专利技术通过对焊接过程中参数进行监测，在系统发现设备异常时，能够快速作出响应动作，以保证焊接质量。
附图说明
[0026]图1是本专利技术一种差速回填式搅拌摩擦点焊决策系统框图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种差速回填式搅拌摩擦点焊决策方法，其特征在于具体步骤如下：步骤1：在差速焊机安装监测组件，获取差速回填式搅拌摩擦点焊的焊接数据信号；步骤2：对所获取数据信号进行处理和存储；步骤3：处理后的数据信号发送至决策模块，判断是否符合数据库标准；符合数据库标准，则继续进行焊机；不符合数据库标准，则进入步骤4；步骤4：所述决策模块对不符合标准的焊接参数进行调整，直至符合数据库标准；对于焊接设备故障，决策模块启动自动保护程序，中止焊接。2.根据权利要求1所述一种差速回填式搅拌摩擦点焊决策方法，其特征在于：所述步骤1中，监测组件包括位移传感器、扭矩传感器、压力传感器和转速传感器，对相应的焊接过程数据进行实时监测。3.根据权利要求1所述一种差速回填式搅拌摩擦点焊决策方法，其特征在于：所述步骤2中，由数据采集模块采集各传感器的监测数据，进行滤波处理后，进行存储和显示。4.根据权利要求1所述一种差速回填式搅拌摩擦点焊决策方法，其特征在于：所述步骤3中，决策模块将存储的数据信号和焊接工艺数据库进行对比，判断是否满足数据库标准。5.根据权利要求1所述一种差速回填式搅拌摩擦点焊决策方法，其特征在于：所述步骤4中，焊接参数不符合标准的情况包括，扭矩突然增大、焊接压力突然增大，通过决策模块调整，降低搅拌头下扎速度，使扭矩和压力保持稳定；当位移达到设定的下扎...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊江涛，张达，董继红，赵华夏，王怡嵩，李世伟，郭伟，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：