[发明专利]一种机器人搅拌摩擦点焊镜像焊接方法

说明书

本发明公开了一种机器人搅拌摩擦点焊镜像焊接系统及方法，一种机器人搅拌摩擦点焊镜像焊接系统，包括控制系统、焊接机器人和支撑机器人，所述焊接机器人上设有点焊头，所述支撑机器人上设有支撑头，所述焊接机器人位于支撑机器人的上方，所述点焊头和支撑头相对，所述支撑头与点焊头相对的一面设有感应孔，所述感应孔延伸至支撑头内部，所述支撑头内部设有接近位置传感器，所述接近位置传感器的感应端位于感应孔内，所述控制系统和焊接机器人、支撑机器人、接近位置传感器分别电性相连。能够进行点对点的法向焊接与支撑，实现焊接力和焊点位置的精准控制。本发明应用于焊接技术领域。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种机器人搅拌摩擦点焊镜像焊接方法。

背景技术

在固相点焊领域，搅拌摩擦点焊是基于搅拌摩擦焊技术发展起来的一项新技术，日本Mazda公司于1993年开发搅拌摩擦点焊技术采用固定几何形状的整体式搅拌工具，焊后在点焊接头中心留下匙孔；德国GKSS研究中心于1999年研究开发的回填式搅拌摩擦点焊技术，在焊接过程中通过对搅拌针和压紧套相对运动的精确控制，可以完成材料的回填，实现无匙孔的搅拌摩擦点焊连接。近年来搅拌摩擦点焊逐渐发展成为一种可代替铆接和电阻点焊等的新技术，在航空航天、汽车、造船领域铝合金、镁合金等常用轻质金属的焊接中具有广泛的应用前景。

搅拌摩擦点焊设备通常由点焊头、固定机构、控制系统和支撑机构等组成，一般的支撑机构为固定座或C型支撑结构。搅拌摩擦点焊在焊接过程中，点焊头与背部支撑架分别位于被焊工件的两侧，当焊接大型复杂曲面结构件，如飞机带筋壁板结构以及机身结构时，由于存在固定座结构和空间的限制，C型支撑结构的内腔尺寸较小等问题，很难采用固定座或C型支撑结构进行点对点的法向焊接与支撑，无法实现焊点位置的精准支撑。

发明内容

（一）要解决的技术问题

一种机器人搅拌摩擦点焊镜像焊接方法，能够进行点对点的法向焊接与支撑，实现焊接力和焊点位置的精准控制。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种机器人搅拌摩擦点焊镜像焊接系统，包括控制系统、焊接机器人和支撑机器人，所述焊接机器人上设有点焊头，所述支撑机器人上设有支撑头，所述焊接机器人位于支撑机器人的上方，所述点焊头和支撑头相对，所述支撑头与点焊头相对的一面设有感应孔，所述感应孔延伸至支撑头内部，所述支撑头内部设有接近位置传感器，所述接近位置传感器的感应端位于感应孔内，所述控制系统和焊接机器人、支撑机器人、接近感应器分别电性相连。

进一步改进的，所述控制系统包括数控系统和伺服驱动电机，所述数控系统和伺服驱动电机电性相连，所述伺服驱动电机和焊接机器人、支撑机器人分别电性相连。

进一步改进的，所述点焊头上设有第一驱动主轴、第二驱动主轴和第三驱动主轴，所述第一驱动主轴和搅拌针对应，所述第二驱动主轴和轴肩对应，通过第三驱动主轴控制焊接转速。

进一步改进的，所述安装孔的孔径为1mmm。

本发明还提出了一种上述机器人搅拌摩擦点焊镜像焊接系统的焊接方法，其采用的技术方案如下：

一种上述机器人搅拌摩擦点焊镜像焊接系统的焊接方法，包括以下步骤：

S1，将待焊工件放置在点焊头和支撑头之间，在控制系统的程序中设定，使点焊头和支撑头同步移动，且在控制系统中设定感应距离；

S2，通过控制系统控制点焊头移动至待焊工件顶面的待焊接位置，支撑头移动到待焊工件底面，所述点焊头沿待焊工件顶面的法向方向移动，所述支撑头沿待焊工件底面的法向移动，所述点焊头和支撑头关于待焊接零件镜像移动；通过接近位置传感器感应支撑头与待焊接零件之间的距离，通过控制系统判断支撑头与待焊接零件之间的距离是否在步骤S1中设定的感应距离之内，若不在感应距离之内，则控制支撑头靠近待焊接零件，使支撑头与待焊接零件之间的距离在步骤S1中设定的感应距离之内；