[發(fā)明專利]空間焊縫攪拌摩擦焊接時(shí)的焊接作用力控制裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210480687.8
• 申請日: 2022-05-05
• 公開（公告）號: CN114951953A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李騰飛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京知信浩宇科技有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 北京博爾赫知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 16045
• 代理人: 王燦

1.一種空間焊縫攪拌摩擦焊接時(shí)的焊接作用力控制裝置，其特征在于，包括電子陀螺儀、攪拌摩擦焊接執(zhí)行器、力傳感器、作用力控制模塊、運(yùn)動(dòng)執(zhí)行模塊；其中，所述電子陀螺儀周向安裝在所述攪拌摩擦焊接執(zhí)行器上，所述攪拌摩擦焊接執(zhí)行器與所述力傳感器相連，所述作用力控制模塊與所述力傳感器相連，還與所述電子陀螺儀相連，所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行模塊與所述作用力控制模塊相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空間焊縫攪拌摩擦焊接時(shí)的焊接作用力控制裝置，其特征在于，所述攪拌摩擦焊接執(zhí)行器包括上端蓋、焊接主軸、插入到所述焊接主軸內(nèi)的刀柄，插入到所述刀柄內(nèi)的攪拌工具，通過裝配使得所述焊接主軸、所述刀柄和所述攪拌工具同軸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空間焊縫攪拌摩擦焊接時(shí)的焊接作用力控制裝置，其特征在于，所述電子陀螺儀間隔固定角度周向安裝在所述攪拌摩擦焊接執(zhí)行器的外圈上，所述固定角度為360°/N，N≥3。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種空間焊縫攪拌摩擦焊接時(shí)的焊接作用力控制裝置，其特征在于，所述力傳感器的下端面與所述焊接主軸的上端面相連，所述力傳感器的上端面和所述上端蓋相連。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種空間焊縫攪拌摩擦焊接時(shí)的焊接作用力控制裝置，其特征在于，所述焊接主軸為電主軸或機(jī)械式主軸。

6.一種空間焊縫攪拌摩擦焊接時(shí)的焊接作用力控制方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1-5任一所述的一種空間焊縫攪拌摩擦焊接時(shí)的焊接作用力控制裝置進(jìn)行焊接，具體步驟包括如下：

S1、在所述作用力控制模塊內(nèi)預(yù)設(shè)頂鍛力F_設(shè)定和攪拌摩擦焊接執(zhí)行器的自重G；

S2、啟動(dòng)攪拌摩擦焊接執(zhí)行器，運(yùn)動(dòng)執(zhí)行模塊驅(qū)動(dòng)攪拌摩擦焊接執(zhí)行器靠近被焊接材料的上表面完成對刀，并將此時(shí)所述攪拌工具的空間位置信息記錄到所述作用力控制模塊內(nèi)；

S3、在焊接過程中電子陀螺儀測量空間位置信息傳輸?shù)剿鲎饔昧刂颇K內(nèi)，并計(jì)算獲得攪拌工具軸心的空間位置信息；

S4、通過所述攪拌工具軸心的空間位置信息，計(jì)算得到所述攪拌摩擦焊接執(zhí)行器的自重G在軸心處的分力G_分力；

S5、力傳感器測量所述攪拌工具的壓力值F_測量，傳輸?shù)剿鲎饔昧刂颇K內(nèi)，計(jì)算F_測量-G_分力的代數(shù)運(yùn)算值與F_設(shè)定的關(guān)系，根據(jù)所述關(guān)系調(diào)節(jié)攪拌摩擦焊接執(zhí)行器對被焊接材料的施加作用力。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種空間焊縫攪拌摩擦焊接時(shí)的焊接作用力控制方法，其特征在于，根據(jù)所述關(guān)系調(diào)節(jié)攪拌摩擦焊接執(zhí)行器對被焊接材料的施加作用力，具體步驟為：當(dāng)F_測量-G_分力F_設(shè)定時(shí)，將攪拌摩擦焊接執(zhí)行器遠(yuǎn)離被焊接材料，當(dāng)F_測量-G_分力F_設(shè)定時(shí)，將攪拌摩擦焊接執(zhí)行器靠近被焊接材料；當(dāng)F_測量-G_分力＝F_設(shè)定時(shí)，則攪拌摩擦焊接執(zhí)行器不作出反應(yīng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種空間焊縫攪拌摩擦焊接時(shí)的焊接作用力控制方法，其特征在于，重復(fù)步驟S2-S5，直到焊接結(jié)束。