[发明专利]搅拌摩擦焊自动上下料集成加工系统

说明书

本发明公开了搅拌摩擦焊自动上下料集成加工系统，属于搅拌摩擦焊领域。本发明包括机械手和依次设置的上件工位、焊接工位、翻转工位，上件工位用于对多个工件进行初始上料，焊接工位用于对工件进行搅拌摩擦焊，翻转工位用于对焊接后的工件进行翻转，每个工位上均对应设置有用于固定工件的定位件，机械手的自由端设置有用于抓取工件的取件单元，机械手用于将工件依次取放至各个工位。本发明克服现有技术中搅拌摩擦焊生产系统劳动力需求大的不足，利用自动化机械手与搅拌摩擦焊相结合，实现高效自动化上下料，有助于减少作业人员数量，降低企业生产成本，提高生产效益。

技术领域

本发明涉及搅拌摩擦焊技术领域，更具体地说，涉及搅拌摩擦焊自动上下料集成加工系统。

背景技术

搅拌摩擦焊接是一项创新的先进摩擦焊技术。与常规摩擦焊接一样，搅拌摩擦焊接也是利用摩擦热与塑性变形热作为焊接热源，不同之处在于搅拌摩擦焊接过程是由一个圆柱体或其他形状的搅拌针伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化，完成材料焊接的目的。搅拌摩擦焊接的优势在于可以实现固相材料的连接制造，具有高效、低耗、低成本等特点，在航空、航天、汽车、船舶、轨道交通、民用航空、电力、电子、冶金等行业领域具有广泛的应用前景。机器人具有高柔性、多自由度的特点，可以实现了空间曲线轨迹的高精度运动，将机器人技术与搅拌摩擦焊接技术相结合，可以提高搅拌摩擦焊接的自动化程度，有利于提升焊接质量和降低焊接生产成本。目前常规的搅拌摩擦焊生产系统仍需要人工在多工位进行上下料操作，劳动力需求大且生产效率受到影响，如何将机器人技术与搅拌摩擦焊技术结合，实现对产品的集成式自动上下料操作是非常必要的。

经检索，关于搅拌摩擦焊的技术优化已有大量专利公开，如中国专利申请号：201420795676X，发明创造名称为：机器人搅拌摩擦焊接装置，包括机器人本体、搅拌摩擦焊接机头、搅拌针、固定平台、位移传感器和视觉传感器；搅拌摩擦焊接机头设置在机器人本体下方，搅拌摩擦焊接机头与机器人本体的机械手固定连接，机器人本体控制搅拌摩擦焊接机头运动，搅拌摩擦焊接机头下设置有搅拌针，搅拌针跟随搅拌摩擦焊接机头运动；位移传感器和视觉传感器设置在固定平台上，固定平台用于放置待焊接工件；该申请案重在使搅拌针按照理想焊接轨迹运动，对于实现自动上下料并无涉及。

又如中国专利申请号：2014100019385，发明创造名称为：搅拌摩擦焊的夹持装置，该申请案包括底板、浮动支撑板、传感器、压头和控制单元，活动支撑板安装在底板上并与支撑气缸或支撑液压缸的活塞杆相连，压头与固定气缸或固定液压缸的活塞杆相连，传感器用于检测被焊样件受到的支撑力或位移，该申请案增加了可调节的活动支撑结构，结合传感器和控制单元调整被焊样件的支撑高度，降低了焊接对样件支撑面的要求；同时采用双压头及固定压板的结构，保证样件在焊接过程中被可靠固定，还增加了压头与样件的接触面积，降低了样件的变形，提高焊接质量。但该申请案仅涉及加强对样件的固定效果，对如何实现样件的自动化上下料、提高生产效率并无助益。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中搅拌摩擦焊生产系统劳动力需求大的不足，提供了搅拌摩擦焊自动上下料集成加工系统，利用自动化机械手与搅拌摩擦焊相结合，实现高效自动化上下料，有助于减少作业人员数量，降低企业生产成本，提高生产效益。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的搅拌摩擦焊自动上下料集成加工系统，包括机械手和依次设置的上件工位、焊接工位、翻转工位，上件工位用于对多个工件进行初始上料，焊接工位用于对工件进行搅拌摩擦焊，翻转工位用于对焊接后的工件进行翻转，每个工位上均对应设置有用于固定工件的定位件，机械手的自由端设置有用于抓取工件的取件单元，机械手用于将工件依次取放至各个工位。