【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于搅拌摩擦焊接，涉及一种搅拌摩擦焊接工具的清理方法和装置。
技术介绍
1、搅拌摩擦焊是上个世纪90年代问世的，自专利技术以来其连接接头质量高、焊接效率高、绿色环保等优点，在各个工业领域迅猛发展。搅拌摩擦焊接工具是搅拌摩擦焊的“心脏”，是焊接过程得以顺利实施的关键。在搅拌摩擦焊接的过程中，高速旋转的焊接工具插入到被焊接工件(简称：工件)中，搅拌工具的轴肩紧贴在工件的表面处，依靠轴肩和搅拌针的旋转摩擦作用，使得工件连接部位的材料温度升高软化结合在一起，形成致密的接头。
2、在搅拌摩擦焊接过程中，软化的金属材料会粘附在轴肩和搅拌针的表面，特别是在静轴肩搅拌摩擦焊接过程中，由于轴肩部发生转动，黏着的材料更为严重。一旦金属材料过多，金属与工件之间发生刮擦，一方面会影响搅拌头的运动，另一方面也会刮伤工件的表面，严重影响焊接质量。
3、因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种搅拌摩擦焊接工具的清理方法和装置，能够快速的清理粘附在搅拌摩擦焊工具表面上的金属材料，从而保证搅拌摩擦焊接的顺利实施。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现：
3、一种搅拌摩擦焊接工具的清理装置，包括利用冷却媒介对工具冷却的冷却装置，所述冷却装置内设有圆环分布的若干喷嘴；所述冷却装置一侧设有打磨掉附着在工具表面金属的清理装置，所述清理装置包括清理槽，所述清理槽内设有至少一组对工具进行打磨的清理组件，
4、检测装置，所述检测装置内周向分布有至少两个检测相机，所述检测相机与后端服务器连接，所述后端服务器内存储有图像处理软件，将检测相机拍摄的图片与预先导入的工具3d数模对比，并与工具在拍照时的空间坐标(x,y,z,c)建立对应关系，获得工具的清理效果。
5、进一步来说，所述检测相机为双目摄像头，所述双目摄像头的像素为400万-5000万，分辨率为320fps-45fps，焦距为1.0-3.2mm。
6、进一步来说，所述搅拌工具包括常规的搅拌摩擦焊工具、静轴肩搅拌摩擦焊工具以及双轴肩搅拌摩擦焊工具。
7、进一步来说，所述清理刷包括钢丝刷和钢丝球等，所述清理刷的旋转速度为10000rpm。
8、进一步来说，所述冷却媒介为低温媒介，包括干冰、液氮等。
9、6、根据权利要求1所述的清理装置，其特征在于：所述清理槽的底部设有与之连通的储料筒，所述清理槽的内壁呈倾斜向下的引料斜坡。
10、一种搅拌摩擦焊接工具的清理方法，采用上述清理装置对搅拌工具清理，包括如下步骤：
11、步骤1、将搅拌工具放置在喷嘴1所围成的圆环的中心位置处，微调搅拌工具的高度，使其轴肩的下端面高于喷嘴2±1mm，喷嘴的最前端距离轴肩的最外边2±1mm；喷嘴喷射冷却媒介对搅拌工具降温；
12、步骤2、搅拌工具在外部机构的驱动下移动至清理工位的剪切板处，搅拌工具通过剪切板切除多余的金属碎屑；
13、步骤3、搅拌工具在外部机构的驱动下移动至清理刷的上方，并埋入清理刷中5±1mm；清理刷在清理刷电机的驱动下以6000rpm-12000rpm的顺时针方向旋转运动；
14、步骤4、搅拌工具在外部机构的驱动下以3000rpm-5000rpm的逆时针方向旋转运动，保持10-15s；
15、步骤5、搅拌工具在外部机构的驱动下移动至检测相机的检测位置处，检测相机对搅拌工具进行拍照，图像数据处理并与预先存入的搅拌工具的三维数模进行对比，判断是否清理干净，以及搅拌针是否正常；
16、步骤6、步骤5判定金属碎屑未清理干净，则结合图像信息和拍照搅拌工具在空间的位置信息，自动判断出未清理干净区域的坐标；根据获得的坐标信息重复步骤1-5，重点清理步骤6获取的坐标区域；
17、步骤7、清理结束，搅拌工具在外部机构的驱动下离开，结束整个清理操作。
18、进一步来说，步骤1中喷嘴喷射的压强为3bar，喷流角为0-150°，等效喷口直径为0.4-6mm，喷射时间为4-10s。
19、在一实施例中，当搅拌工具为常规搅拌摩擦焊工具时，步骤2中需要调整搅拌工具的位置，使其轴肩的的下端面与剪切板等高，轴肩的下端面的外边缘处距离剪切板1mm；搅拌工具按照3000-5000rpm的转速旋转运动5-10s。
20、在一实施例中，当搅拌工具为静止轴肩搅拌摩擦焊接工具时，步骤2中需要调整搅拌工具的位置，使其静止轴肩的排料孔与剪切板等高，且其外边缘距离剪切板1mm；外部机构转驱动静止轴肩及其上的主轴±旋转360°，旋转速度为10-30rpm。
21、采用上述技术方案，具有以下有益效果：
22、(1)利用冷却装置实现了清理前附着在搅拌摩擦焊工具表面的金属材料的冷却，降低了附着的金属的粘性，有助于提高清理效果；
23、(2)清理装置采用钢丝刷等，可以较好的清理去除附着的金属材料，而且不会对搅拌摩擦焊接工具造成损伤；
24、(3)检测工序采用视觉识别的方式，即可以通过图像识别快速的评估清理效果，并可以判断搅拌针是否断裂，同时通过与未焊接的搅拌工具的图形的对比，可准确判断出未清理的区域，从而为后续的精准的冷却，清理提供依据。
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1.一种搅拌摩擦焊接工具的清理装置，其特征在于：包括利用冷却媒介对工具冷却的冷却装置，所述冷却装置内设有圆环分布的若干喷嘴；所述冷却装置一侧设有打磨掉附着在工具表面金属的清理装置，所述清理装置包括清理槽，所述清理槽内设有至少一组对工具进行打磨的清理组件，所述清理组件上设有可转动的清理刷固定板，所述清理刷固定板的一侧设有剪切板，所述清理刷固定板上设有清理刷，以及
2.根据权利要求1所述的清理装置，其特征在于：所述检测相机为双目摄像头，所述双目摄像头的像素为400万-5000万，分辨率为320FPS-45FPS，焦距为1.0-3.2mm。
3.根据权利要求1所述的清理装置，其特征在于：所述搅拌工具包括常规的搅拌摩擦焊工具、静轴肩搅拌摩擦焊工具以及双轴肩搅拌摩擦焊工具。
4.根据权利要求1所述的清理装置，其特征在于：所述清理刷包括钢丝刷和钢丝球，所述清理刷的旋转速度为10000rpm。
5.根据权利要求1所述的清理装置，其特征在于：所述冷却媒介为低温媒介，包括干冰、液氮。
6.根据权利要求1所述的清理装置，其特征在于：所述清理
7.一种搅拌摩擦焊接工具的清理方法，其特征在于，使用权利要求1～5中任一项所述的清理装置对搅拌工具清理，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种搅拌摩擦焊接工具的清理方法，其特征在于：步骤1中喷嘴喷射的压强为3Bar，喷流角为0-150°，等效喷口直径为0.4-6mm，喷射时间为4-10s。
9.根据权利要求7所述的一种搅拌摩擦焊接工具的清理方法，其特征在于：当搅拌工具为常规搅拌摩擦焊工具时，步骤2中需要调整搅拌工具的位置，使其轴肩的的下端面与剪切板等高，轴肩的下端面的外边缘处距离剪切板1mm；搅拌工具按照3000-5000rpm的转速旋转运动5-10s。
10.根据权利要求7所述的一种搅拌摩擦焊接工具的清理方法，其特征在于：当搅拌工具为静止轴肩搅拌摩擦焊接工具时，步骤2中需要调整搅拌工具的位置，使其静止轴肩的排料孔与剪切板等高，且其外边缘距离剪切板1mm；外部机构转驱动静止轴肩及其上的主轴±旋转360°，旋转速度为10-30rpm。
...【技术特征摘要】
1.一种搅拌摩擦焊接工具的清理装置，其特征在于：包括利用冷却媒介对工具冷却的冷却装置，所述冷却装置内设有圆环分布的若干喷嘴；所述冷却装置一侧设有打磨掉附着在工具表面金属的清理装置，所述清理装置包括清理槽，所述清理槽内设有至少一组对工具进行打磨的清理组件，所述清理组件上设有可转动的清理刷固定板，所述清理刷固定板的一侧设有剪切板，所述清理刷固定板上设有清理刷，以及
2.根据权利要求1所述的清理装置，其特征在于：所述检测相机为双目摄像头，所述双目摄像头的像素为400万-5000万，分辨率为320fps-45fps，焦距为1.0-3.2mm。
3.根据权利要求1所述的清理装置，其特征在于：所述搅拌工具包括常规的搅拌摩擦焊工具、静轴肩搅拌摩擦焊工具以及双轴肩搅拌摩擦焊工具。
4.根据权利要求1所述的清理装置，其特征在于：所述清理刷包括钢丝刷和钢丝球，所述清理刷的旋转速度为10000rpm。
5.根据权利要求1所述的清理装置，其特征在于：所述冷却媒介为低温媒介，包括干冰、液氮。
6.根据权利要求1所述的清理装置，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：张坤，乔胜，朱铁成，刘海波，仇晓磊，柯晴刃，
申请(专利权)人：苏州东辰智能装备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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