[发明专利]惯性摩擦焊方法和系统

摘要

一种能产生其中可以把最终缩锻控制到操作员规定的目标上的惯性摩擦焊的惯性摩擦焊接方法和系统。该方法采用任何基于靠模的缩锻控制技术，包括但不限于转矩调制和压力(负载)调制。该方法动态地修改靠模缩锻设定值以便系统地驱动缩锻的形成从而产生带有目标缩锻的焊接。本方法和系统还能产生其中可以把焊好零件的最终长度控制到操作员规定的目标上的惯性摩擦焊。该系统和关联的方法包括惯性摩擦焊一对样本零件以形成样本焊同时采集和该样本焊的形成关联的数据。该系统和关联的方法还包括利用样本零件对的摩擦焊期间采集的靠模数据摩擦焊接一对生产零件从而形成生产焊以达到预定的缩锻形成。

主权项

1.一种惯性摩擦焊接方法，包括：通过使一对样本零件中的一个零件和主轴连接并使另一个样本零件和滑座连接提供一对样本零件；在造成该主轴转动减速、该滑座朝该主轴移动以及一个样本零件和另一个样本零件之间的产生缩锻形成的接触下并且造成样本焊的形成下，把该对样本零件惯性摩擦焊到一起；在样本焊形成期间采集和主轴的转动减速以及和滑座的移动有关的数据；从采集的数据计算靠模；通过使一对生产零件中的一个零件和该主轴连接并使另一个生产零件和该滑座连接提供一对生产零件；规定该对生产零件要经受的缩锻形成量；在造成该主轴转动减速、该滑座朝该主轴移动以及一个生产零件和另一个生产零件之间的产生缩锻形成的接触下并且造成生产焊的形成下，把该对生产零件惯性摩擦焊到一起；根据样本焊的最终缩锻和该缩锻形成规定量之间的差修改该靠模；计算该生产零件对的惯性摩擦焊造成的缩锻形成和从该修改的靠模算出的缩锻设定值之间的差；以及根据该算出的缩锻差在该对生产零件的惯性摩擦焊期间调制对该对生产零件施加的输入，从而控制该对生产零件的缩锻形成以达到该缩锻形成规定量。根据权利要求1的方法，其中调制该输入包括在该生产零件对的惯性摩擦焊期间调制施加到该主轴上的转矩。根据权利要求2的方法，其中该转矩的调制控制该主轴的转动减速以在该生产零件对的惯性摩擦焊期间控制缩锻形成，从而达到该缩锻形成规定量。根据权利要求1的方法，其中调制该输入包括在该生产零件对的惯性摩擦焊期间调制施加到该滑座上的压力。根据权利要求4的方法，其中调制该压力影响该生产零件对的惯性摩擦焊期间的缩锻形成速率，以达到该缩锻形成规定量。根据权利要求1的方法，其中采集用于靠模的数据包括样本焊的形成期间在不同的瞬刻测量该主轴的转速。根据权利要求6的方法，其中采集用于靠模的数据包括样本焊的形成期间在不同的瞬刻测量该滑座的位置，滑座位置和滑座移动是和该样本零件对经历的缩锻形成相关的。根据权利要求1的方法，其中该靠模的计算包括作为样本焊形成期间的主轴转速的函数对样本焊的缩锻形成关系建模。根据权利要求8的方法，其中对样本焊的缩锻形成和样本焊形成期间的主轴转速关系进行建模包括对不同的主轴速度产生缩锻设定值。 根据权利要求9的方法，其中该靠模是通过主轴速度编索引的。根据权利要求10的方法，其中修改靠模包括在该生产零件对的惯性摩擦焊期间根据该靠模对生产焊形成期间的主轴当前速度规定的缩锻设定值、样本焊的最终缩锻以及缩锻形成规定量对主轴的每个速度索引产生修改的缩锻设定值。根据权利要求11的方法，其中计算该生产零件对的惯性摩擦焊产生的缩锻形成和从修改的靠模算出的缩锻设定值之间的差，包括在该生产零件对的惯性摩擦焊期间各个瞬刻比较该生产零件对的缩锻形成和该修改的靠模的各个缩锻设定值。根据权利要求12的方法，其中调制该输入还包括计算修改的靠模的缩锻设定值和惯性生产焊的实际缩锻形成之间的差以便产生误差信号。根据权利要求13的方法，其中调制该输入包括根据该误差信号改变该输入的幅值。根据权利要求1的方法，其中规定该生产零件对要经历的缩锻形成量包括预先测量生产零件的尺寸并且计算为达到焊好零件的规定最终目标长度所需的缩锻量。一种惯性摩擦焊方法，包括：通过使一对样本零件中的一个零件和主轴连接并使另一个样本零件和滑座连接，提供一对样本零件，在造成该主轴转动减速、该滑座朝该主轴移动以及一个样本零件和另一个样本零件之间的产生缩锻形成的接触下并且造成样本焊的形成下，把该对样本零件惯性摩擦焊到一起；在样本焊形成期间采集和主轴的转动减速以及和滑座的移动有关的数据；从采集的数据计算靠模；通过使一对生产零件中的一个零件和该主轴连接并使另一个生产零件和该滑座连接提供一对生产零件；规定该对生产零件要经受的缩锻形成量；估计为达到该缩锻形成规定量所需的起始能量；根据该起始能量调整脱开速度和焊接速度，以便在造成该主轴转动减速、该滑座朝该主轴移动以及一个生产零件和另一个生产零件之间的产生缩锻形成的接触下并且造成生产焊的形成下启动把该对生产零件惯性摩擦焊到一起；根据样本焊的最终缩锻和该缩锻形成规定量之间的差修改该靠模；计算该对生产零件的惯性摩擦焊造成的缩锻形成和从该修改的靠模算出的缩锻形成之间的差，以及根据该算出的缩锻差在该对生产零件的惯性摩擦焊期间调制对该对生产零件施加的输入，从而控制该对生产零件的缩锻形成以达到该缩锻形成规定量。根据权利要求16的方法，其中估计达到该缩锻形成规定量所需的起始能量，包括在不同的起始能量执行多个无缩锻的受控焊接以及建立起始能量和所产生的最终缩锻之间的经验关系。根据权利要求17的方法，其中应用起始能量的步骤造成起始能量的增大或者起始能量的减小。根据权利要求18的方法，其中调整起始能量之后在生产零件的惯性摩擦焊的减速期间计算缩锻误差信号以便命令转矩调制或者压力调制。根据权利要求16的方法，其中调制该输入包括在该生产零件对的惯性摩擦焊期间调制施加到该主轴上的转矩。根据权利要求20的方法，其中该转矩的调制控制该主轴的转动减速，以在该生产零件对的惯性摩擦焊期间控制缩锻形成从而达到该缩锻形成规定量。根据权利要求16的方法，其中调制该输入包括在该生产零件对的惯性摩擦焊期间调制施加到该滑座上的压力。根据权利要求22的方法，其中调制该压力影响该生产零件对的惯性摩擦焊期间的缩锻形成速率，以达到该缩锻形成规定量。根据权利要求16的方法，其中采集用于靠模的数据包括样本焊的形成期间在不同的瞬刻测量该主轴的转速。根据权利要求24的方法，其中采集用于靠模的数据包括样本焊的形成期间在不同的瞬刻测量该滑座的位置，滑座位置和滑座移动是和该样本零件对经历的缩锻形成相关的。根据权利要求16的方法，其中该靠模的计算包括作为样本焊形成期间的主轴转速的函数，对样本焊的缩锻形成关系建模。根据权利要求26的方法，其中对样本焊的缩锻形成和样本焊形成期间的主轴转速的关系进行建模包括对每个测量瞬刻产生缩锻设定值。根据权利要求27的方法，其中该靠模是通过主轴速度编索引的。根据权利要求28的方法，其中修改靠模包括在该生产零件对的惯性摩擦焊期间根据该靠模对于生产焊形成期间的主轴当前速度的缩锻设定值、样本焊的最终缩锻以及缩锻形成规定量，对主轴的每个速度索引产生修改的缩锻设定值。根据权利要求29的方法，其中为每个速度索引产生修改的缩锻设定值包括通过在缩锻形成可得到的百分比能量的基础下使样本焊和一产焊消耗的能量相等，由当前生产焊的主轴速度计算样本焊靠模索引。根据权利要求30的方法，其中为每个速度索引产生修改的缩锻设定值还包括在缩锻所能消耗的能量的相等水平下，计算和样本焊中产生的缩锻成比例的修改的缩锻设定值。根据权利要求29的方法，其中计算该生产零件对的惯性摩擦焊产生的缩锻形成和从修改的靠模算出的缩锻设定值之间的差，包括在该生产零件对的惯性摩擦焊期间各个瞬刻比较该生产零件对的缩锻形成和该修改的靠模的各个缩锻设定值。根据权利要求32的方法，其中调制该输入还包括计算修改的靠模的缩锻设定值和惯性生产焊的实际缩锻形成之间的差，以便产生误差信号。根据权利要求33的方法，其中调制该输入包括根据误差信号改变该输入的幅值。根据权利要求16的方法，其中规定该生产零件对要经历的缩锻形成量，包括预先测量生产零件的尺寸并且计算为达到焊好零件的规定最终目标长度所需的缩锻量。