[发明专利]一种曲面搅拌摩擦焊用的万向机头及其焊接方法在审

专利信息
申请号: 201811155346.3 申请日: 2018-09-30
公开(公告)号: CN109048039A 公开(公告)日: 2018-12-21
发明(设计)人: 卢新建;陈新华;柯黎明;蒋泽群 申请(专利权)人: 佛山市三水区诺尔贝机器人研究院有限公司
主分类号: B23K20/12 分类号: B23K20/12
代理公司: 广州市华学知识产权代理有限公司 44245 代理人: 顾思妍;梁莹
地址: 528137 广东省佛山*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 搅拌电机 搅拌摩擦焊 搅拌针 万向 支架 机头 架体连接 控制器 焊接 搅拌摩擦焊接 摩擦焊接设备 全方位焊接 曲面焊接 信号连接 主轴连接 主轴一端 架体 转动 穿过 驱动 灵活
【权利要求书】:

1.一种曲面搅拌摩擦焊用的万向机头,用于与摩擦焊接设备连接;其特征在于:包括与摩擦焊接设备连接的支架、架体、用于对曲面搅拌摩擦焊接的搅拌针、第二主轴、用于驱动搅拌针转动的第二搅拌电机、第一搅拌电机、第一主轴、第三搅拌电机、第三主轴和控制器;

所述第二搅拌电机设置在第三主轴上,并通过第二主轴与搅拌针连接;所述第三主轴与架体连接,第三搅拌电机与第三主轴连接,实现第三搅拌电机驱动下第二搅拌电机在垂直方向上转动来带动搅拌针在垂直方向上转动,以调节焊接角度和升降;所述第一搅拌电机设置在支架上,第一主轴一端与第一搅拌电机连接,另一端穿过支架与架体连接,实现第一搅拌电机驱动下架体在水平方向上转动来带动架体上的第三搅拌电机和搅拌针在水平方向上转动,以调节搅拌针在水平面上的焊接位置;

所述控制器分别与第一搅拌电机、第二搅拌电机和第三搅拌电机信号连接。

2.根据权利要求1所述的曲面搅拌摩擦焊用的万向机头,其特征在于:还包括用于检测第一搅拌电机驱动架体水平方向转动速度的第一传感器;所述第一传感器位于架体上,并靠近第一主轴设置;所述第一传感器与控制器信号连接。

3.根据权利要求1所述的曲面搅拌摩擦焊用的万向机头,其特征在于:还包括用于检测第一搅拌电机驱动架体水平方向转动位置的第二传感器;所述第二传感器位于架体上,并远离第一主轴设置;所述第二传感器与控制器信号连接。

4.根据权利要求1所述的曲面搅拌摩擦焊用的万向机头,其特征在于:还包括用于检测第三搅拌电机驱动搅拌针垂直方向转动位置和速度的第三传感器;所述第三传感器设置在第三主轴上,并与控制器信号连接。

5.根据权利要求1所述的曲面搅拌摩擦焊用的万向机头,其特征在于:还包括用于使得第二主轴上的轴承承受大负荷的二轴套;所述二轴套套设在第二主轴上。

6.根据权利要求1所述的曲面搅拌摩擦焊用的万向机头,其特征在于:还包括用于减速及增加转矩功能的减速器;所述减速器与第三搅拌电机和第三主轴连接。

7.一种曲面搅拌摩擦焊用的万向机头的焊接方法,其特征在于:设置与摩擦焊接设备连接的支架、架体、用于对曲面搅拌摩擦焊接的搅拌针、第二主轴、用于驱动搅拌针转动的第二搅拌电机、第一搅拌电机、第一主轴、第三搅拌电机、第三主轴和控制器;

包括以下步骤:

第一步,调节搅拌针焊接起点的水平位置:控制器控制第一搅拌电机驱动架体在水平方向上转动,实现带动架体上的第三搅拌电机和搅拌针在水平方向上转动,以调节搅拌针在水平面上的焊接位置,作为焊接曲面工件起点的水平位置;

第二步,在起点的水平位置上调节搅拌针的焊接角度:控制器控制第三搅拌电机驱动第二搅拌电机在垂直方向上转动,实现带动搅拌针在垂直方向上转动,以调节搅拌针在起点的水平位置上的焊接角度,作为焊接的起点;同时可调节搅拌针的焊接角度实现搅拌针的升降;

第三步,控制器控制第二搅拌电机驱动搅拌针在焊接的起点进行转动,实现搅拌摩擦焊接;搅拌摩擦焊接过程中,控制器分别控制第一搅拌电机和第三搅拌电机,驱动搅拌针分别在水平面位置和焊接角度的调节,实现对曲面焊接工件的曲面上进行全方位焊接。

8.根据权利要求7所述的曲面搅拌摩擦焊用的万向机头的焊接方法,其特征在于:在架体上并靠近第一主轴处设置第一传感器;所述第一传感器检测到第一搅拌电机驱动架体水平方向转动的速度信息并反馈至控制器,实现控制器根据速度信息对第一搅拌电机的转速进行控制。

9.根据权利要求7所述的曲面搅拌摩擦焊用的万向机头的焊接方法,其特征在于:在架体上并远离第一主轴处设置第二传感器;所述第二传感器检测到第一搅拌电机驱动架体水平方向转动的位置信息并反馈至控制器,实现控制器根据位置信息对第一搅拌电机的转速进行控制。

10.根据权利要求7所述的曲面搅拌摩擦焊用的万向机头的焊接方法,其特征在于:在第三主轴上设置第三传感器;所述第三传感器检测到第三搅拌电机驱动搅拌针垂直方向转动的位置信息和速度信息并反馈至控制器,实现控制器根据位置信息和速度信息对第三搅拌电机的转速进行控制。

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