[发明专利]搅拌摩擦焊接平面二维激光跟踪补偿方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种带倾角具有激光跟踪功能的搅拌摩擦焊设备在平面二维焊接过程中解决跟踪点和焊接点之间位置误差的修正。

背景技术

目前在航天、航空、高铁等轨道交通生产领域有越来越多的涉及到搅拌摩擦焊接设备，由于搅拌摩擦焊技术属于一种固相连接技术在焊过程中，通过一个柱形带特殊轴肩和针凸的搅拌头旋转着缓慢插入被焊接工件，搅拌头和被焊接材料之间的摩擦剪切阻力产生了摩擦热，使搅拌头邻近区域的材料热塑化(焊接温度一般不会达到和超过被焊接材料的熔点)，当搅拌头旋转着向前移动时，热塑化的金属材料从搅拌头的前沿向后沿转移，并且在搅拌头轴肩与工件表层摩擦产热和锻压共同作用下，形成致密固相连接接头。从其原理上可以看出当材料温度变化时会产生热传递使得焊接材料发生一定程度的变形因此为了在焊接过程中修正焊缝的变化采用激光跟踪系统成为主要解决的方案。设计开发的功能算法正是基于该基础上来解决焊接一定长度的二维型材所涉及到焊缝变形问题。

发明内容

本发明专利所要解决的技术问题是在平面二维焊接过程中激光跟踪器的跟踪点和搅拌头焊接点之间存在位置误差，通过设计一种解决该误差的控制算法使得焊缝的偏差数据可以实时的修正搅拌头运行的轨迹，满足了平面二维的焊缝跟踪的需要。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种搅拌摩擦焊接平面二维激光跟踪补偿方法，包括：焊接头包括：搅拌头以及前置于所述搅拌头的激光跟踪器，其特征在于，所述搅拌头和所述激光跟踪器投影到焊接平面上的位置分别为焊接点和跟踪点，焊接点和跟踪点之间的距离为前置量，所述焊接头设有C轴，所述C轴垂直于所述焊接平面，

-当所述焊接头运动方向为直线时，补偿方法如下：保持焊接点一直位于焊缝的中间，前置量补偿为零；

-当所述焊接头运动方向为圆弧曲线时，补偿方法如下：前置量会在所述焊接平面上的X-Y直角坐标系内形成两个偏差值ΔX和ΔY，然后将ΔX和ΔY作为补偿量算入前置量，计算公式如下：

ΔX=sin(φc)×L×tgφ2---(1-1)]]>

ΔY=cos(φc)×L×tgφ2---(1-2)]]>

φ=arcsin(LR)---(1-3)]]>