[发明专利]搅拌摩擦焊机及其控制方法

摘要

本发明公开了一种搅拌摩擦焊机及其控制方法，用于解决现有搅拌摩擦焊机控制精度差的技术问题。技术方案是将旋转与线性驱动力直接施加于搅拌轴上，带动搅拌头运动。旋转动子与线性动子均固定于搅拌轴上，旋转定子通电后通过驱动旋转动子带动搅拌轴旋转，线性定子通电后通过驱动线性动子带动搅拌轴做上下往复运动。利用线性定动子直接控制搅拌轴的位移和压力，由于搅拌轴的质量和惯性比主轴箱的质量和惯性小得多，控制系统动态响应速度快。在Z轴位移方向上先通过滚珠丝杠粗调主轴箱高度，在Zˊ轴位移方向上再通过线性定动子精调搅拌轴高度，解决了搅拌头位移与压力的精确控制问题。

主权项

1.一种搅拌摩擦焊机，其特征在于：包括搅拌头(10)、主轴箱(7)、横梁(20)、立柱(21)、底座(28)和搅拌轴(15)，所述搅拌轴(15)由第一搅拌轴(43)和第二搅拌轴(44)构成，所述搅拌头(10)安装在第二搅拌轴(44)底部，第二搅拌轴(44)上下两端分别设置有线性旋转衬套(17)及止推轴承(16)；所述第二搅拌轴(44)外固定设置有线性动子铁芯(12)，线性动子铁芯(12)上开有外槽口，并嵌入铜制线性动子导条(11)；所述线性动子铁芯(12)对应设置有线性定子铁芯(5)，线性定子铁芯(5)开有内槽口，内嵌有线性定子绕组(6)；所述第二搅拌轴(44)上端固定设置有游动花键(42)，游动花键(42)与游动花键套(41)相配合，游动花键套(41)固定设置在第一搅拌轴(43)下端；所述第一搅拌轴(43)通过游动花键套(41)及游动花键(42)驱动第二搅拌轴(44)旋转进而使搅拌头(10)旋转；所述第二搅拌轴(44)在游动花键(42)与游动花键套(41)之间留有的滑动空间内做轴向往复运动；第一搅拌轴(43)保持轴向静止即第一搅拌轴(43)只做旋转运动不做轴向直线运动，第二搅拌轴(44)既做旋转运动又做轴向直线运动；所述第一搅拌轴(43)上下两端设置有止推轴承(16)；第一搅拌轴(43)外固定设置有旋转动子铁芯(8)，旋转动子铁芯(8)两端设置有旋转动子绕组(9)；所述旋转动子铁芯(8)对应设置有旋转定子铁芯(2)，旋转定子铁芯(2)两端设置有旋转定子绕组(1)；所述旋转动子铁芯(8)与旋转定子铁芯(2)之间、线性动子铁芯(12)与线性定子铁芯(5)之间分别留有气隙(19)；所述旋转定子铁芯(2)与线性定子铁芯(5)外设置有冷却管(4)，冷却管(4)两端连接有冷却液进口(18)与冷却液出口(14)；在所述第一搅拌轴(43)与旋转动子铁芯(8)之间、第二搅拌轴(44)与线性动子铁芯(12)之间、旋转动子铁芯(8)与旋转定子铁芯(2)之间、线性动子铁芯(12)与线性定子铁芯(5)之间分别设置有非磁性层(13)；在所述旋转动子铁芯(8)与线性动子铁芯(12)之间、旋转定子铁芯(2)与线性定子铁芯(5)之间、旋转定子铁芯(2)与冷却管(4)之间、线性定子铁芯(5)与冷却管(4)之间分别设置有电磁屏蔽层(3)；所述主轴箱(7)外设置有第三滚珠丝杠(33)；第三滚珠丝杠(33)通过挂接装置(34)与横梁(20)固连；所述横梁(20)正下方设置有第一滑台(25)，第一滑台(25)对应设置有第一滚珠丝杠(24)；所述第一滑台(25)下方设置有第二滑台(27)，第二滑台(27)对应设置有第二滚珠丝杠(26)。