[發明專利]一種攪拌摩擦焊焊縫主軸裝置及對中方法

在審

• 申請號: 202211123807.5
• 申請日: 2022-09-15
• 公開（公告）號: CN115519233A
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 姚君山;戈軍委;原瑜;班學;管清杰
• 申請（專利權）人: 青島寰宇乾堃航天特種設備有限公司
• 主分類號: B23K20/26
• 分類號: B23K20/26;B23K20/12
• 代理公司: 山東舜源聯合知識產權代理有限公司 37359
• 代理人: 閆曉燕

本發明提出了一種攪拌摩擦焊焊縫主軸裝置及對中方法，其中主軸裝置包括殼體壁板、垂直移動機構、水平移動機構、主軸機構以及激光器機構，垂直移動機構固定于殼體壁板，水平移動機構可移動地設置于垂直移動機構且水平移動機構能夠沿垂直移動機構上下運動，主軸機構可移動地設置于水平移動機構且主軸機構能夠沿水平移動機構水平運動；激光器機構活動設置于殼體壁板。通過激光器機構識別并反饋實際的焊縫偏移量，使得主軸結構能夠更加快速精準的對準焊縫中心位置，獨特的焊縫偏移量識別方法也使得焊接過程中可全程持續調節主軸裝置的偏移量；獨立設置的垂直移動機構與水平移動機構，使得垂直和水平兩方向的運動互不干涉，焊縫激光對中結果更加精準。

技術領域

本發明涉及焊接技術領域，具體涉及一種攪拌摩擦焊焊縫主軸裝置及對中方法。

背景技術

攪拌摩擦焊是一項新型的固相焊接技術，起源于英國焊接技術研究所，其焊接原理示意圖如圖1所示。收到焊接開始指令后，攪拌頭旋轉壓入待焊工件并沿著焊縫移動，高速旋轉的攪拌頭與工件摩擦產生的熱量使材料塑化，在軸肩的擠壓下形成固相焊縫。

攪拌摩擦焊在焊接開始前需要將主軸移動到焊縫位置并使攪拌頭對準工件起始點焊縫，目前該步驟多采用人工手搖點動方式操作，受限于工廠環境與工人熟練度，常造成焊縫激光對中步驟時間耗費過長、焊縫位置對中不準等后果，這進一步影響了整條焊縫的焊接質量，焊接過程中或造成焊縫位置偏移、焊縫錯位等現象，是造成產品焊縫未焊透或一致性差等的關鍵原因。

也有少部分采用自動對中方法的主軸裝置，但是其對中裝置與主軸裝置分離，在焊接作業時需要先使用對中裝置測量攪拌頭與工件焊縫的偏移量，然后再采用手動或編程的方式修正偏移量，此種對中方法存在效率低下、實用性不強的缺點。

發明內容

本發明針對目前焊縫激光對中步驟時間耗費過長、焊縫位置對中不準導致焊縫的焊接質量差、焊縫位置偏移、焊縫錯位等問題，提出了一種攪拌摩擦焊焊縫主軸裝置及對中方法。

第一方面，本發明首先提出了一種攪拌摩擦焊焊縫主軸裝置，包括殼體壁板、垂直移動機構、水平移動機構、主軸機構以及激光器機構，所述垂直移動機構固定于所述殼體壁板，所述水平移動機構可移動地設置于所述垂直移動機構且所述水平移動機構能夠沿所述垂直移動機構上下運動，所述主軸機構可移動地設置于所述水平移動機構且所述主軸機構能夠沿所述水平移動機構水平運動；所述激光器機構活動設置于所述殼體壁板。

優選的，所述垂直移動機構包括垂直安裝座、垂直驅動組件以及垂直導向組件，所述垂直安裝座的一面固定于所述殼體壁板，另一面設置有所述垂直驅動組件和所述垂直導向組件，所述垂直驅動組件能夠驅動所述水平移動機構沿所述垂直導向組件上下運動。

優選的，所述垂直驅動組件包括垂直驅動件、絲桿、絲母座以及軸承座，所述絲桿的一端通過所述軸承座轉動固定于所述安裝座，所述絲桿的另一端連接有所述垂直驅動件，所述絲母座轉動設置于所述絲桿，所述垂直驅動件能夠驅動所述絲桿轉動從而帶動所述絲母座上下運動。

優選的，所述垂直導向組件包括第一滑塊以及第一導軌，所述第一導軌與所述絲桿平行設置，所述第一滑塊滑動設置于所述第一導軌，所述絲母座與所述第一滑塊均與所述水平移動機構連接，所述垂直驅動件能夠驅動所述絲桿轉動，從而使所述絲母座與所述第一滑塊帶動所述水平移動機構上下運動。

優選的，所述垂直驅動件包括垂直移動電機、減速機以及聯軸器，所述減速機的一側連接有所述垂直移動電機，所述減速機的另一側連接有所述聯軸器，所述聯軸器與所述絲桿的端部連接。

優選的，所述水平移動機構包括水平安裝座、水平驅動組件以及水平導向組件，所述水平安裝座的一面固定于所述殼體壁板，另一面設置有所述水平驅動組件和所述水平導向組件，所述水平驅動組件能夠驅動所述水平移動機構沿所述水平導向組件上下運動。