一种双头摩擦焊机及其控制方法技术

本发明专利技术提供了一种双头摩擦焊机，包括两个动力头、控制装置和机身，还包括两个绝对式光栅尺，其中：绝对式光栅尺包括与所述动力头连接，可随所述动力头移动的光栅尺本体；固定设置在所述机身上，能够与所述光栅尺本体配合，以实时读取所述光栅尺本体的读数，并将读取结果输送至所述控制装置以配合所述控制装置切换双头摩擦焊机工作状态的读数头。本发明专利技术采用绝对式光栅尺代替了传统的行程开关，实现了双头焊机工作状态的切换，在焊接不同长度的待焊件时只需在控制装置中输入工艺参数而无需更换行程开关在机身上的安装位置，显著提高了双头摩擦焊机的自动化程度和工作效率，减轻了控制人员的工作负担。本发明专利技术还提供了一种双头摩擦焊机的控制方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械加工
，更具体地说，涉及。
技术介绍
摩擦焊机是利用摩擦加热原理将两个金属待焊件的端面焊接在一起的设备，它通过电动机带动的旋转夹具夹持一个待焊件转动，主油缸推动移动夹具夹持的另一个待焊件靠近转动的待焊件，在两个待焊件接触后，通过两个待焊件的相互摩擦加热、加压作用，使两个待焊件在摩擦端面产生塑性变形、表面激活和再结晶而形成焊接接头，以实现两个待焊件的焊接。双头摩擦焊机是摩擦焊机中较为重要的一种，双头摩擦焊机的结构及工作过程 是床身中间用紧固夹具夹持一根待焊件，左右两侧各有旋转夹具夹持的一根待焊件，旋转夹具固定在动力头上，液压系统推动动力头以较快的快进速度向中间运动，此时旋转夹具不转动，在两侧待焊件移动至距中间待焊件一定距离时，动力头的移动速度由快进速度转换为工进速度，当两侧的待焊件均与中间待焊件接触后，两侧的待焊件再次与中间待焊件分开一定的距离，然后电动机带动两侧旋转夹具夹持的待焊件转动，待其转速上升到平稳的速度后，使两侧待焊件再次以工进速度靠近中间待焊件，接触后开始旋转摩擦，一段时间后摩擦结束，开始顶锻保压，再经过一定的保压时间，夹具松开待焊件，焊接完成。这样在进行了快进、工进、接触、分离、旋转、再次工进、摩擦、顶锻几个工作状态后，两侧的待焊件和中间的待焊件就通过摩擦加热的方式实现了焊接。目前双头摩擦焊机主要有两种控制方式一种以PLC为核心，控制双头摩擦焊机的动作顺序；一种采用更加先进的PLC+IPC(工业计算机)的分布式控制方式。在以上两种方式中，都是采用行程开关来定位动力头的移动位置，通过读取行程开关信号实现工作状态的转换(即在每一个状态切换位置都需要安装行程开关，当动力头运动到状态切换位置时，动力头压合行程开关，行程开关发生信号给控制装置，控制装置控制双头摩擦焊机切换工作状态)，但是在待焊件的长度规格不同的情况下，待焊件的加工工艺要求(例如动力头的初始运动位置、动力头移动速度、夹具状态、摩擦缩短量等)不同，行程开关就需要根据工艺要求改变其在机身上的安装位置，也就是说待焊件的长度一旦改变，行程开关都要重新安装，给焊接带来很大的不便。其次的，除上述缺点以外，双头摩擦焊机在实际的工作过程中，虽然其能够控制两侧待焊件的摩擦缩短量相同，但是由于摩擦的起始点不一定一致，两侧待焊件作用在中间待焊件上的摩擦压力和摩擦速度也不可能保证完全的一致，所以双头摩擦焊机两侧完成相同的摩擦缩短量时所用的时间不可能完全相同，这样就只能左右侧分别进入顶锻阶段，而单侧顶锻时间越长对中间夹具的强度破坏也就越大；在现有的双头摩擦焊机中，摩擦焊接的摩擦始毕依靠压力继电器或接触电流触发摩擦开始信号来控制，而压力继电器或接触电流的准确性受液压系统的波动影响很大，如果液压系统的压力不稳定，就会对后续的测量及控制精度造成影响；在双头摩擦焊机需要控制人员对其进行控制或维修时，需要将双头摩擦焊机调整到手动控制状态，当再次将双头摩擦焊机调整到自动控制初始状态时，控制人员就必须进行多次的按钮操作来实现，过程比较繁琐而且浪费时间，影响双头摩擦焊机的工作效率。综上所述，如何提供，以解决无法便捷测量动力头移动位置，双头摩擦焊机自动化程度不高的问题，是目前本领域技术人员亟待解决的问题
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了，解决了无法便捷测量动力头移动位置，双头摩擦焊机自动化程度不高的问题。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案一种双头摩擦焊机，包括两个动力头、控制装置和机身，还包括可测量任意两点之间距离值的两个绝对式光栅尺，其中绝对式光栅尺包括与所述动力头连接，可随所述动力头移动的光栅尺本体；固定设置在所述机身上，能够与所述光栅尺本体配合，以实时读取所述光栅尺本体的读数，并将读取结果输送至所述控制装置以配合所述控制装置切换双头摩擦焊机的工作状态的读数头。优选的，上述摩擦焊机中，还包括设置在所述控制装置上的能够将双头摩擦焊机从手动控制状态转换为自动控制的初始工作状态的一键复位按钮。优选的，上述摩擦焊机中，所述控制装置包括PLC部分和IPC部分。一种双头摩擦焊机的控制方法，应用于上述双头摩擦焊机，其包括以下步骤I)将长度已知的选定待焊件分别设置在所述旋转夹具和紧固夹具上，双头摩擦焊机的所述动力头由选定待焊件工艺要求的初始位置移动，直至与所述动力头连接的旋转夹具夹持的待焊件，与位于机身中间的紧固夹具夹持的待焊件接触，所述读数头读出此时所述光栅尺本体的读数，并将接触读数发送给所述控制装置处理和记录；2)焊接开始后，将所述控制装置从步骤I)中得到的选定待焊件的焊接工艺参数设置为基本参数，包括选定待焊件的长度和焊接选定待焊件时两侧所述动力头所处的初始位置；3)所述动力头由初始位置移动，直至与所述紧固夹具夹持的待焊件接触，所述控制装置根据所述动力头由步骤2)中设置的初始位置到待焊件接触时所述光栅尺本体读数的变化得出所述动力头移动的移动距离值，所述控制装置对比此实际测量出的移动距离值和步骤2)中记录的选定待焊件的长度，算出待焊件的焊前长度；4)通过所述控制装置得出的待焊件的焊前长度，计算出待焊件焊接过程中各个工作状态转换的转换位置，再逐次按照快进、工进、接触、分离、旋转、再次工进、摩擦、顶锻的步骤对待焊件进行摩擦焊接。优选的，上述双头摩擦焊机的控制方法中，在所述控制装置控制双头摩擦焊机处于摩擦工作状态时，所述控制装置还可以调整所述动力头的移动速度以控制两侧所述动力头在相同的时间内移动相同的距离。优选的，上述双头摩擦焊机的控制方法中，所述动力头在向所述紧固夹具运动时，其快进速度与工进速度的切换位置与所述紧固夹具的距离为20mm。优选的，上述双头摩擦焊机的控制方法中，所述旋转夹具与所述紧固夹具处于分离的工作状态时，其分离的距离为1mm。相对于现有技术，本专利技术的有益效果是本专利技术提供的双头摩擦焊机中，在对待焊件进行焊接前，先将待焊件的加工工艺参数(动力头起始位置、快进距离、摩擦缩短量等)输入到控制装置中，控制装置控制动力头开始工作，由于光栅尺本体固定在动力头上，其会随着动力头一起移动，而与光栅尺本体配 合的读数头固定在机身上，在动力头移动时，光栅尺本体与读数头也会发生相对移动，这样读数头读出的光栅尺本体的读数就会不断变化，且读数头不断的将其读取的数值输送给控制装置以使控制装置能够与事先输入的工艺参数作出比较，当读数变化的数值与输入控制装置中的相应工艺参数相同时，控制装置控制双头摩擦焊机切换到相应的工作状态中。本专利技术提供的双头摩擦焊机，采用绝对式光栅尺代替了传统的行程开关，实现了双头焊机工作状态的切换，在焊接不同长度的待焊件时只需在控制装置中输入工艺参数而无需更换行程开关在机身上的安装位置，显著提高了双头摩擦焊机的自动化程度和工作效率，减轻了控制人员的工作负担，此外，由于绝对式光栅尺的读数头可以实时读取光栅尺本体上的读数，所以在双头摩擦焊机处于摩擦焊接的摩擦始毕阶段时，可以依靠绝对式光栅尺向控制装置发送信号以配合控制装置切换双头摩擦焊机的工作状态，而不再使用压力继电器或接触电流发摩擦开始信号，避免了液压系统压力波动的影响，提高了双头摩擦焊机的控制精度。本专利技术提供的双头摩擦焊机的控制方法中，采用选定待焊件来设定一组基本参数，在焊接待焊件时，可以根据其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王立颖，王云波，樊洪保，
申请(专利权)人：长春数控机床有限公司，
类型：发明
国别省市：