五轴三维轨迹搅拌摩擦焊接系统

摘要

本发明公开了一种具有五自由度，可实施三维焊接轨迹的搅拌摩擦焊系统。该设备基于龙门式框架结构床身，具有三个平移自由度和两个旋转自由度。其旋转自由度采用基于二次包络环面蜗杆机构的回转工作头来实现。该焊接系统配备的控制器可提供对搅拌针位置与姿态的精确控制，并且具有在焊接过程中，依据操作者的输入指令，对预定的焊接轨迹进行实时调整的功能，实现对实际焊接轨迹与理论焊接轨迹的偏差有进行自适应调整功能。本发明解决了基于自由曲线的焊缝的搅拌焊接，取得了焊接精度高、操作简便等有益效果。

主权项

一种基于龙门式框架结构的五自由度搅拌摩擦焊接设备；该装置包括：五轴数控搅拌摩擦焊机床本体，五个运动轴中有三个位平动轴和两个位旋转轴，平动轴的作用在于带动搅拌针运动，确定其在机床行程空间中的位置和运动轨迹；两个旋转轴通过位置组合，实现搅拌针方向的调整和姿态变换的控制；本发明设备上安装有用于控制整机机械系统和控制系统的控制器；焊接装置上可安装不同规格的搅拌针，待焊工件可任意放置在机床滑台上，通过调整控制控制中的相关参数来描述待焊轨迹在机床坐标系中的设置，实现在机床行程空间内对任意三维轨迹的焊接；在焊接前，需要操作者输入具有搅拌针位置信息和焊接工艺信息的焊机控制程序；焊接过程中，搅拌针沿焊接指令制定的轨迹运动，同时，在开启搅拌针位置实时调整功能，可以在搅拌针运动过程中，实现对搅拌针位置沿主轴方向进行调整，以适应实际焊接轨迹与预定轨迹之间的偏差；通过电主轴提供的高速旋转旋动，搅拌针和待焊工件在沿焊接轨迹行进间发生相互作用，实现三维轨迹搅拌摩擦焊的实施。