一种具有定位平台的搅拌摩擦焊设备的制作方法

本申请涉及搅拌摩擦焊设备的高精度定位加工领域，具体涉及一种具有定位平台的搅拌摩擦焊设备。

背景技术：

1、搅拌摩擦焊工艺是在进行搅拌摩擦焊（friction stir welding）时，将旋转的搅拌头沿着工件插到接触面之间。通过摩擦热使材料塑化并将其相互焊接在一起。这项工艺特别适用于接合低熔点的有色金属和混合连接。通过搅拌摩擦焊，即使是铝、镁、铜、钛或钢等难焊材料或异种材料都能相互接合。搅拌摩擦焊工艺可应用于各种行业，应用领域涵盖汽车制造、航空工业以及电子工业。搅拌摩擦焊具有更高的焊接质量、无气孔或裂缝等焊接缺陷、可以接合不同材料、相对较低的热量输入、焊缝强度高且不易发生焊接变形以及经济高效地接合复杂的 3d 几何形、通过工件优化节省材、无需保护气体和填充焊丝等耗材的优点，同时其属于低能耗且环保、无需排烟或遮光措施绿色技术 。但由于现有技术中的焊接材料之间的焊缝不均匀，其不均匀表现在焊缝水平方向上不平行或竖直方向上长度不一致，一方面会导致焊接时产生背部焊瘤，具体表现为焊缝部分的金属向外凸出，其成因是由于搅拌针顶部与焊缝底部的间隙过小，或产品装配时，焊缝底部存在较大间隙，导致焊接过程中，搅拌针的轴向挤压力挤压底部的金属向焊缝底部凸出，呈现焊瘤状，另一方面也对搅拌针的焊接运动轨迹提出了很高的要求，若搅拌针不能沿着不平行的非均匀焊缝进行移动，会导致焊接质量降低或损坏搅拌针。

2、因此，研究一种能够解决上述问题，保证被焊材料与工装良好贴合，保证间隙尽量小并沿着焊接方向均匀分布，成为本领域亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：

2、一种具有定位平台的搅拌摩擦焊设备，包括主体支撑架以及设置在主体支撑架上的焊接结构和定位平台，所述定位平台包括焊缝检测平台，所述焊缝检测平台上对称设置有两个焊缝检测检测结构，每个所述焊缝检测检测结构包括调节杆、砂轮以及固定设置在调节杆上的传感单元，所述砂轮可升降设置在所述焊缝检测检测结构的检测平台上，每个所述传感单元上朝向对应的焊接主体的方向上设置有若干个压力传感器，若干所述个压力传感器垂直于地面方向布置；在两个所述焊缝检测检测结构之间设置有通讯仪，所述通讯仪将每个所述压力传感器的数据分别编号并向远程控制中心输送，所述远程控制中心根据每个所述压力传感器的数据得出焊缝的三维立体结构；所述焊接结构包括运动控制中心以及由控制臂、主臂、大臂、结合臂、小臂、焊接臂组成的六轴焊接机械手，焊接头设置在所述焊接臂的自由端，在所述焊接臂的自由端还设置有定位仪，所述运动控制中心通过六轴焊接机械手控制所述焊接头沿着所述远程控制中心给出的焊缝区域进行搅拌焊接运动，所述定位仪向所述远程控制中心反馈所述焊接头的位置对所述焊接头的运动进行校核；所述焊接头上设置有搅拌针。

3、进一步的，所述传感单元通过上螺母以及下螺母定位固定在所述调节杆上，并可以对所述上螺母以及下螺母的位置进行调节。

4、进一步的，所述定位平台还包括两个对称设置的焊接主体固定机构，每个所述焊接主体固定机构均包括长方体结构的支撑平台以及固定设置在所述支撑平台顶部平面四个边角的卡夹。

5、进一步的，每个所述支撑平台包括前立面以及后立面，所述卡夹突出于所述支撑平台的前立面或后立面设置，所述支撑平台内部对应于每个所述卡夹的位置上均设置有可以沿着竖直方向升降的支柱，焊接主体通过四个所述支柱支撑并在所述支撑平台顶部平面被四个所述卡夹定位，所述支撑平台的前立面与后立面之间还设置有间距调节机构，通过所述支撑平台的前立面以及后立面对所述焊接主体的长度进行定位夹持。

6、进一步的，每个所述前立面或后立面上的所述卡夹通过宽度调节机构固定设置在所述前立面或后立面上。

7、进一步的，在所述主体支撑架的外围四周还设置有围板，所述围板包括七个由支撑杆以及围网组成的围板单元，若干所述围板单元之间通过同一个支撑杆相互连接组成三面封闭一面开放的四边形围板空间。

8、进一步的，还包括设置在所述定位平台远离所述焊接结构一侧的控制台，所述控制台上设置有远程控制中心以及若干紧急制动按钮。

9、进一步的，所述主体支撑架上设置有若干定位板，所述焊缝检测平台从下至上在竖直方向上依次包括滑座平台、支撑结构以及检测平台，所述检测平台固定在所述支撑结构，所述支撑结构固定在所述滑座平台上，所述焊缝检测平台通过所述滑座平台滑动设置在若干所述定位板上。

10、进一步的，所述定位平台还包括辅助夹持机构，所述辅助夹持机构对称设有多个并分别可拆卸固定设置在若干定位板上的定位台上。

11、进一步的，所述辅助夹持机构包括辅助支座，所述辅助支座的固定平台上对称设置有两个定位孔，在两个所述定位孔之间固定设置有升降电机，所述升降电机的输出轴上固定连接有升降平台，所述升降平台的两侧固定设置有升降导杆，两个所述升降导杆分别穿过两个所述定位孔滑动设置，所述升降平台相对于所述辅助支座的固定平台在竖直方向上进行运动，可以将置于所述升降平台与所述固定平台之间的所述焊接主体夹持固定。

12、有益效果

13、本发明的具有定位平台的搅拌摩擦焊设备，通过通讯仪将每个压力传感器的数据分别编号并向远程控制中心输送，远程控制中心根据每个所述压力传感器的数据绘制两个焊接主体之间的焊缝的三维立体图供后续加工以及焊接参考，此时所述远程控制中心通过控制砂轮对两个焊接主体之间的焊缝进行加工，并将加工后的焊缝区域数据传输至运动控制中心，根据焊缝的三维立体图指导后续加工以及焊接过程，实现了焊缝的精确定位调整，以此提高焊接质量和保证搅拌针的使用寿命，并通过远程控制中心控制砂轮对两个焊接主体之间的焊缝进行加工，并将加工后的焊缝区域数据传输至所述运动控制中心，使焊缝平整度提高，进一步提高焊接区域的质量以及防止搅拌针由于焊缝的不平整造成的损坏。

技术特征：

1.一种具有定位平台的搅拌摩擦焊设备，包括主体支撑架以及设置在主体支撑架上的焊接结构和定位平台，其特征在于：所述定位平台包括焊缝检测平台，所述焊缝检测平台上对称设置有两个焊缝检测检测结构，每个所述焊缝检测检测结构包括调节杆、砂轮以及固定设置在调节杆上的传感单元，所述砂轮可升降设置在所述焊缝检测检测结构的检测平台上，每个所述传感单元上朝向对应的焊接主体的方向上设置有若干个压力传感器，若干所述个压力传感器垂直于地面方向布置；在两个所述焊缝检测检测结构之间设置有通讯仪，所述通讯仪将每个所述压力传感器的数据分别编号并向远程控制中心输送，所述远程控制中心根据每个所述压力传感器的数据得出焊缝的三维立体结构；所述焊接结构包括运动控制中心以及由控制臂、主臂、大臂、结合臂、小臂、焊接臂组成的六轴焊接机械手，焊接头设置在所述焊接臂的自由端，在所述焊接臂的自由端还设置有定位仪，所述运动控制中心通过六轴焊接机械手控制所述焊接头沿着所述远程控制中心给出的焊缝区域进行搅拌焊接运动，所述定位仪向所述远程控制中心反馈所述焊接头的位置对所述焊接头的运动进行校核；所述焊接头上设置有搅拌针。

2.根据权利要求1所述的具有定位平台的搅拌摩擦焊设备，其特征在于：所述传感单元通过上螺母以及下螺母定位固定在所述调节杆上，并可以对所述上螺母以及下螺母的位置进行调节。

3.根据权利要求1所述的具有定位平台的搅拌摩擦焊设备，其特征在于：所述定位平台还包括两个对称设置的焊接主体固定机构，每个所述焊接主体固定机构均包括长方体结构的支撑平台以及固定设置在所述支撑平台顶部平面四个边角的卡夹。

4.根据权利要求3所述的具有定位平台的搅拌摩擦焊设备，其特征在于：每个所述支撑平台包括前立面以及后立面，所述卡夹突出于所述支撑平台的前立面或后立面设置，所述支撑平台内部对应于每个所述卡夹的位置上均设置有可以沿着竖直方向升降的支柱，焊接主体通过四个所述支柱支撑并在所述支撑平台顶部平面被四个所述卡夹定位，所述支撑平台的前立面与后立面之间还设置有间距调节机构，通过所述支撑平台的前立面以及后立面对所述焊接主体的长度进行定位夹持。

5.根据权利要求4所述的具有定位平台的搅拌摩擦焊设备，其特征在于：每个所述前立面或后立面上的所述卡夹通过宽度调节机构固定设置在所述前立面或后立面上。

6.根据权利要求1所述的具有定位平台的搅拌摩擦焊设备，其特征在于：在所述主体支撑架的外围四周还设置有围板，所述围板包括七个由支撑杆以及围网组成的围板单元，若干所述围板单元之间通过同一个支撑杆相互连接组成三面封闭一面开放的四边形围板空间。

7.根据权利要求1所述的具有定位平台的搅拌摩擦焊设备，其特征在于：还包括设置在所述定位平台远离所述焊接结构一侧的控制台，所述控制台上设置有远程控制中心以及若干紧急制动按钮。

8.根据权利要求1所述的具有定位平台的搅拌摩擦焊设备，其特征在于：所述主体支撑架上设置有若干定位板，所述焊缝检测平台从下至上在竖直方向上依次包括滑座平台、支撑结构以及检测平台，所述检测平台固定在所述支撑结构，所述支撑结构固定在所述滑座平台上，所述焊缝检测平台通过所述滑座平台滑动设置在若干所述定位板上。

9.根据权利要求8所述的具有定位平台的搅拌摩擦焊设备，其特征在于：所述定位平台还包括辅助夹持机构，所述辅助夹持机构对称设有多个并分别可拆卸固定设置在若干定位板上的定位台上。

10.根据权利要求9所述的具有定位平台的搅拌摩擦焊设备，其特征在于：所述辅助夹持机构包括辅助支座，所述辅助支座的固定平台上对称设置有两个定位孔，在两个所述定位孔之间固定设置有升降电机，所述升降电机的输出轴上固定连接有升降平台，所述升降平台的两侧固定设置有升降导杆，两个所述升降导杆分别穿过两个所述定位孔滑动设置，所述升降平台相对于所述辅助支座的固定平台在竖直方向上进行运动，可以将置于所述升降平台与所述固定平台之间的所述焊接主体夹持固定。

技术总结
本发明公开了一种具有定位平台的搅拌摩擦焊设备，包括主体支撑架以及设置在主体支撑架上的焊接结构和定位平台，所述定位平台包括焊缝检测平台，所述焊缝检测平台上对称设置有两个焊缝检测检测结构，通过通讯仪将每个压力传感器的数据分别编号并向远程控制中心输送，此时所述远程控制中心通过控制砂轮对两个焊接主体之间的焊缝进行加工，并将加工后的焊缝区域数据传输至运动控制中心，根据焊缝的三维立体图指导后续加工以及焊接过程，实现了焊缝的精确定位调整，以此提高焊接质量和保证搅拌针的使用寿命，并将加工后的焊缝区域数据传输至所述运动控制中心，使焊缝平整度提高，进一步提高焊接区域的质量以及防止搅拌针由于焊缝的不平整造成的损坏。

技术研发人员：韩坤,蔡鑫
受保护的技术使用者：宁波齐云新材料技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15