搅拌摩擦焊系统的制作方法

1.本实用新型涉及搅拌摩擦焊技术领域，具体涉及一种搅拌摩擦焊系统。


背景技术：

2.搅拌摩擦焊技术作为一种用于焊接铝、镁以及其他轻质合金的新型焊接技术，其工作原理为搅拌工具高速旋转并扎入工件，其与产生高速摩擦后生热使得工件发生固相变形形成连接。搅拌头沿焊缝方向移动完成焊接。
3.在焊接作业中，搅拌摩擦焊的焊缝因过程参数控制不当，可能会出现沟槽、孔洞、隧道、未焊透等缺陷，但是传统的焊接系统并不能为判定焊缝质量及焊接缺陷提供过程参数依据，其焊接过程参数的实施并不具可追溯性。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种搅拌摩擦焊系统，该搅拌摩擦焊系统通过压力控制装置、扭矩控制装置和转速反馈装置实时监测焊接过程中焊接机头的转速、压力以及扭矩的变化，实现焊接过程转速、压力及扭矩等参数的实时采集，为判定焊缝质量以及焊接缺陷提供过程参数的依据，且对焊接过程参数实施可追溯性，以解决传统的焊接系统并不能为判定焊缝质量及焊接缺陷提供过程依据的技术问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种搅拌摩擦焊系统。
6.该搅拌摩擦焊系统包括数控系统、焊接伺服驱动系统、数据采集系统和焊接机头组件；其中，
7.所述焊接机头组件包括焊接机头；
8.所述数据采集系统包括压力控制装置、扭矩控制装置和转速反馈装置；所述压力控制装置和所述转速反馈装置均设置在所述焊接机头上，所述扭矩控制装置电连接所述焊接机头；所述压力控制装置、所述转速反馈装置和所述扭矩控制装置均与所述数控系统电连接；
9.所述数控系统与所述焊接伺服驱动系统电连接，所述焊接伺服驱动系统与所述焊接机头电连接。
10.进一步的，所述焊接伺服驱动系统包括电连接的驱动电机和速度调节器，所述驱动电机与所述焊接机头传动连接；所述扭矩控制装置设置在所述驱动电机上。
11.进一步的，所述扭矩控制装置包括扭矩传感器，所述扭矩传感器设置在所述驱动电机上，所述扭矩传感器与所述数控系统电连接。
12.进一步的，所述压力控制装置包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述焊接机头上，所述压力传感器与所述数控系统电连接。
13.进一步的，所述转速反馈装置包括速度传感器，所述速度传感器设置在所述焊接机头上，所述速度传感器与所述数控系统电连接。
14.进一步的，所述数控系统包括电连接的获取模块、处理模块和显示模块；所述获取
模块分别与所述扭矩传感器、所述压力传感器和所述速度传感器电连接。
15.进一步的，所述数控系统还包括与所述处理模块电连接的报警模块。
16.进一步的，所述焊接机头组件还包括刀柄和搅拌工具，所述刀柄和所述搅拌工具均连接在所述焊接机头的同一端，并且所述刀柄位于所述搅拌工具和所述焊接机头的一端端部之间。
17.进一步的，所述搅拌工具为搅拌头或搅拌针。
18.进一步的，还包括与所述焊接机头组件电连接的焊接速度控制装置。
19.本实用新型的优点：
20.通过压力控制装置、扭矩控制装置和转速反馈装置实时监测焊接过程中焊接机头的转速、压力以及扭矩的变化，实现焊接过程转速、压力及扭矩等参数的实时采集，为判定焊缝质量以及焊接缺陷提供过程参数的依据，且对焊接过程参数实施可追溯性，更进一步的可以根据实时采集的参数对焊接工艺进行实时调控。
附图说明
21.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
22.图1为本实用新型实施例中搅拌摩擦焊系统的各组成部分之间的连接框图；
23.图2为本实用新型实施例中焊接机头组件与焊接伺服驱动系统相互配合的结构示意图。
24.图中：
25.1、数控系统；2、焊接伺服驱动系统；3、数据采集系统；4、焊接机头；5、刀柄；6、搅拌工具；7、压力控制装置；8、扭矩控制装置；9、转速反馈装置；10、扭矩传感器；11、压力传感器；12、驱动电机。
具体实施方式
26.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
27.本实用新型公开了一种搅拌摩擦焊系统，结合图1和图2所示，该搅拌摩擦焊系统包括数控系统1、焊接伺服驱动系统2、数据采集系统3和焊接机头组件。
28.如图1所示，焊接机头组件包括焊接机头4；焊接机头4与焊接伺服驱动系统2电连接，焊接机头4的运行通过焊接伺服驱动系统2控制。
29.焊接机头组件还包括刀柄5和搅拌工具6，如图1所示，刀柄5和搅拌工具6均连接在焊接机头4的同一端，并且刀柄5位于搅拌工具6和焊接机头4的一端端部之间，在焊接伺服驱动系统2的驱动作用下焊接机头4转动，从而带动刀柄5和搅拌工具6进行焊接操作。
30.在本实用新型的实施例中，搅拌工具6为搅拌头或搅拌针。
31.在本实用新型的实施例中，焊接伺服驱动系统2与焊接机头4电连接，用于驱动焊
接机头4的焊接动作，并驱动焊接机头4的焊接作业。
32.焊接伺服驱动系统2包括电连接的驱动电机12和速度调节器(未图示)，速度调节器主要用于控制焊接机头4的转速。
33.结合图1和图2所示，驱动电机12与焊接机头4传动连接，也即驱动电机12的输出端连接焊接机头4，并且数控系统与驱动电机12电连接，数控系统用于控制驱动电机12的运行。
34.如图1所示，数据采集系统3包括压力控制装置7、扭矩控制装置8和转速反馈装置9，并且压力控制装置7、扭矩控制装置8和转速反馈装置9均与数控系统1电连接。
35.在本实用新型的实施例中，压力控制装置7包括压力传感器11，如图2所示，压力传感器11设置在焊接机头4上，压力控制装置7主要用于监测焊接机头4焊接过程中的顶锻力，也即用于监测焊接机头4上沿垂直于待焊接件焊缝表面方向的轴向实时压力值，并将获取的压力值实时反馈至数控系统1，以便焊接系统及时做出调整，保证焊接质量，操作简便。
36.在本实用新型的实施例中，扭矩控制装置8包括电连接的扭矩传感器10以及传输模块(未图示)。如图2所示，扭矩传感器10设置在驱动电机12上，并且扭矩传感器10与焊接机头4电连接，扭矩传感器10用于监测并获取焊接过程中焊接机头4旋转过程中的实时扭矩值，并将获取的实时扭矩值通过传输模块传输至数控系统1。
37.在本实用新型的实施例中，转速反馈装置9可以设置在焊接机头4上，转速反馈装置9用于实时监测焊接过程中焊接机头4的转速，并将获取的转速传输至数控系统1。
38.作为本实用新型的一种具体实施方式，转速反馈装置9包括速度传感器(未图示)，速度传感器设置在焊接机头4上，速度传感器用于获取焊接机头4的转速，并将转速值实时传输至数控系统1。
39.在本实用新型的实施例中，数控系统1包括电连接的获取模块、处理模块和显示模块(未图示)；其中，获取模块分别与扭矩传感器10、压力传感器7和速度传感器电连接。
40.数控系统1通过获取模块实时获得扭矩值、压力值以及转速值等参数，并通过处理模块对该参数进行判断，也即判断获取的扭矩值、压力值以及转速值等是否满足要求，同时通过显示模块实时显示判断结果或比对结果。如满足要求，则按照原焊接工艺继续执行焊接操作；而如不满足要求，则发送操作指令至速度调节器以对焊接机头4的转速进行调控或者调整焊接机头4相对于焊接平面的位置高度。
41.在本实用新型的实施例中，数控系统1还包括报警模块(未图示)，报警模块与处理模块电连接；处理模块内预设扭矩范围值，而当获取到的实时扭矩值未落入预设扭矩范围值时，报警模块发出警报信号。
42.在本实用新型的实施例中，搅拌摩擦焊系统还包括与焊接机头组件电连接的焊接速度控制装置(未图示)，焊接速度控制装置主要用于控制搅拌工具6沿预设的焊接轨迹移动的速度。
43.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。