一种大焊深同步对接搅拌摩擦焊机头结构的制作方法

本申请涉及搅拌摩擦焊，具体涉及一种大焊深同步对接搅拌摩擦焊机头结构。

背景技术：

1、在常规搅拌摩擦焊对接焊工艺中，随着焊接深度的增加，尤其当深度超过某一临界阈值时，常需采用两步焊接法以保证焊接质量。即首先在较浅的深度范围内进行一次预焊接，随后再执行最终的深焊工序。该工艺能够显著降低因一次性大深度焊接所产生的过大侧向力，从而有效避免焊缝区域被撑开或产生缺陷，提高接头成形质量与工艺稳定性。

2、然而，此类分步焊接方式对设备功能和作业流程提出了更高要求。搅拌摩擦焊设备需对同一焊缝区域执行两次独立的焊接操作，不仅增加了焊接路径的重复定位次数，还在工序转换过程中涉及搅拌针的更换与参数再设定，显著延长了非生产性作业时间，降低了整体加工效率。

3、例如，现有公告号为“cn220217082u”的中国专利公开的一种基于龙门加工中心主机的搅拌摩擦焊接设备，该设备的机头组件通过三轴运动装置安装在龙门架上，在执行上述先浅后深的焊接工艺时，机头组件在三轴运动装置的控制下，必须对同一焊缝重复进行两次焊接作业，并且需要在两次焊接之间更换搅拌针，以适应不同的焊接深度需求。这一过程虽能实现焊接深度分层控制，但对同一焊缝重复进行两次焊接作业不可避免地导致设备利用率下降、工艺节拍延长，更换搅拌针的工序也增加了人工干预与工装调整的复杂性，制约了设备在生产效率方面的进一步提升，因此亟待解决。

技术实现思路

1、为了克服上述的技术问题，本申请的目的在于提供一种大焊深同步对接搅拌摩擦焊机头结构，通过互不干扰的双机头结构，可实现浅焊深和大焊深同步进行，显著提高了生产效率。

2、本申请的目的可以通过以下技术方案实现：

3、具体是提供一种大焊深同步对接搅拌摩擦焊机头结构，包括具有第一工作位的第一机头机构，第一机头机构通过双轴联动机构安装在跨越基座的龙门架上，以使第一机头机构产生指定动作；还包括具有第二工作位的第二机头机构，其通过三轴联动机构安装在第一机头机构上，以使第二机头机构产生指定动作。

4、优选的，所述三轴联动机构包括第一滑台以及通过第一导轨滑动安装在第一滑台上的第二滑台，以实现第二机头机构的x轴空间动作；第一滑台通过第二导轨滑动安装在第一机头机构上，以实现第二机头机构的y轴空间动作；第二机头机构通过第三导轨滑动安装在第二滑台上，以实现第二机头机构的z轴空间动作。

5、优选的，所述第一滑台为“l”字型，第二滑台为“匚”字型，且第二滑台、第一滑台依次包覆在第二机头机构外侧，以隔离第一机头机构和第二机头机构。

6、优选的，所述双轴联动机构包括通过第四导轨安装在龙门架上的垂滑台，以实现第一机头机构的y轴空间动作，第一机头机构通过第五导轨安装在垂滑台上，以实现第一机头机构的z轴空间动作。

7、优选的，所述基座的顶面通过第六导轨安装有工作台，以实现工作台的x轴空间动作。

8、优选的，所述基座、双轴联动机构、三轴联动机构上的导轨均为自动导轨。

9、优选的，所述自动导轨采用电动丝杆驱动。

10、优选的，所述第一机头机构和第二机头机构均包括机头主箱，机头主箱的顶面安装有主轴电机，机头主箱的底部安装有与主轴电机动力连接的主轴刀头。

11、优选的，所述第一机头机构和第二机头机构上的主轴刀头均为搅拌针。

12、优选的，所述第一机头机构和第二机头机构上的主轴刀头分别为铣刀和搅拌针。

13、本申请的有益效果：

14、1、本申请中，第二机头机构通过三轴联动机构集成在第一机头机构上，使得第二机头机构可相对于第一机头机构产生x、y以及z轴运动，保证第一机头机构与第二机头机构之间的操作互不干扰，形成同一设备上同时具备两组独立的焊接机头，在对工作台上的产品进行搅拌摩擦焊对接焊时，第一机头机构和第二机头机构可以先后对工作台上的产品进行浅焊预焊接和大焊深焊接，保证搅拌摩擦焊对接焊一次完成，提高了生产效率。

15、2、本申请中，由于第一机头机构与第二机头机构之间的操作互不干扰，因此第一机头机构可以选择安装铣刀对产品进行铣削加工，第二机头机构选择安装搅拌针对产品进行搅拌摩擦焊，实现焊接铣削加工同步进行，提高机构的适用性。

16、3、本申请中，通过设置的三轴联动机构，使得第一机头机构/第二机头机构在对产品进行曲线焊接时，第二机头机构/第一机头机构依旧可以保持直线焊接，二者互不干扰，保证第一机头机构和第二机头机构可以兼容不同焊缝的产品。

1.一种大焊深同步对接搅拌摩擦焊机头结构，其特征在于：包括具有第一工作位的第一机头机构（4），第一机头机构（4）通过双轴联动机构（3）安装在跨越基座（1）的龙门架（2）上，以使第一机头机构（4）产生指定动作；还包括具有第二工作位的第二机头机构（6），其通过三轴联动机构（5）安装在第一机头机构（4）上，以使第二机头机构（6）产生指定动作。

2.根据权利要求1所述的一种大焊深同步对接搅拌摩擦焊机头结构，其特征在于，所述三轴联动机构（5）包括第一滑台（51）以及通过第一导轨（53）滑动安装在第一滑台（51）上的第二滑台（52），以实现第二机头机构（6）的x轴空间动作；第一滑台（51）通过第二导轨（54）滑动安装在第一机头机构（4）上，以实现第二机头机构（6）的y轴空间动作；第二机头机构（6）通过第三导轨（55）滑动安装在第二滑台（52）上，以实现第二机头机构（6）的z轴空间动作。

3.根据权利要求2所述的一种大焊深同步对接搅拌摩擦焊机头结构，其特征在于，所述第一滑台（51）为“l”字型，第二滑台（52）为“匚”字型，且第二滑台（52）、第一滑台（51）依次包覆在第二机头机构（6）外侧，以隔离第一机头机构（4）和第二机头机构（6）。

4.根据权利要求1所述的一种大焊深同步对接搅拌摩擦焊机头结构，其特征在于，所述双轴联动机构（3）包括通过第四导轨（32）安装在龙门架（2）上的垂滑台（31），以实现第一机头机构（4）的y轴空间动作，第一机头机构（4）通过第五导轨（33）安装在垂滑台（31）上，以实现第一机头机构（4）的z轴空间动作。

5.根据权利要求1所述的一种大焊深同步对接搅拌摩擦焊机头结构，其特征在于，所述基座（1）的顶面通过第六导轨（12）安装有工作台（11），以实现工作台（11）的x轴空间动作。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种大焊深同步对接搅拌摩擦焊机头结构，其特征在于，所述基座（1）、双轴联动机构（3）、三轴联动机构（5）上的导轨均为自动导轨。

7.根据权利要求6所述的一种大焊深同步对接搅拌摩擦焊机头结构，其特征在于，所述自动导轨采用电动丝杆驱动。

8.根据权利要求1-5任一项所述的一种大焊深同步对接搅拌摩擦焊机头结构，其特征在于，所述第一机头机构（4）和第二机头机构（6）均包括机头主箱（101），机头主箱（101）的顶面安装有主轴电机（102），机头主箱（101）的底部安装有与主轴电机（102）动力连接的主轴刀头（103）。

9.根据权利要求8所述的一种大焊深同步对接搅拌摩擦焊机头结构，其特征在于，所述第一机头机构（4）和第二机头机构（6）上的主轴刀头（103）均为搅拌针。

10.根据权利要求8所述的一种大焊深同步对接搅拌摩擦焊机头结构，其特征在于，所述第一机头机构（4）和第二机头机构（6）上的主轴刀头（103）分别为铣刀和搅拌针。