[发明专利]一种带有机械手的摩擦焊机及其焊接工艺

说明书

技术领域

本发明焊接领域，更具体地说，是涉及一种带有机械手的摩擦焊机及其焊接工艺。

背景技术

近年来，随着电子行业的发展，印刷电路板有继续朝着轻薄短小发展的趋势。微孔加工量日益增多，PCB板上的导通孔径越来越小。随着PCB钻头直径的变小，微钻头实际作用于钻孔加工的刀刃占PCB微钻头的重量比例越来越低，随着国际钨钢原料的大幅涨价，不少PCB微钻头制造企业逐步采用不锈钢与钨钢衔接式复合棒材替代整体钨钢棒料。

目前采用主要的焊接方式有两种，一种为采用高频电流感应钎焊焊接工艺对钨钢和不锈钢棒料进行对接焊（参见《DOE在高频电流感应钎焊焊接工艺参数优化中的应用》）；众所周知，在用于粉末冶金的钨钢与不锈钢采用钎焊焊接时，钎焊缝处的强度并不高，采用此种焊接方式焊接的刀具，在使用过程中一直存在钻头刀刃从焊缝处脱落风险较高的问题。

另外一种采用插入式焊接，例如中国台湾省的张文锦申请的授权公告号为CN201164910Y的专利，其采用的技术方案为：刀柄一端轴向延伸一深度的孔；硬焊填料置于该刀柄的孔中；一刀刃，其两端分别具有一长度的刃部与一长度的配合部，该配合部与所述孔彼此具有紧配合的尺寸，该配合部组合于该孔内后，所述硬 焊填料受硬焊技术处理而将该配合部与孔结合。采用此种方式焊接，虽然可以避免脱落的风险，但是插入式焊接方式后，不能对刀柄进行加工，导致微型钻头外观不佳；此外，采用插入式方式焊接，需在不锈钢棒料上预先钻孔，工艺较为复杂，生产成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种不锈钢-钨钢摩擦焊机，以及提供一种锈钢-钨钢摩擦焊接工艺，该工艺可以将不锈钢-钨钢以对接方式焊接在一起，不需要助焊材料和助焊剂。既可以提高焊接强度，又可以降低微型钻头的生产成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种带有机械手的摩擦焊机，其包括机台座、主轴箱、进给箱以及机械手；其中机台座上设置有用于精确控制进给箱进给的滚珠丝杆、为进给箱提供支撑和导向的第一导轨和第二导轨、以及为了防止进给箱超出轨道行程而脱离轨道的挡板；主轴箱包括变速器和第一飞轮、以及设置在第一飞轮上用于卡住不锈钢棒料的第一卡爪组件；进给箱包括操作手轮、第二飞轮、以及设置在第二飞轮上用于卡住钨钢棒料的第二卡爪组件，进给箱底部设置有与第一导轨和第二导轨分别相互配合的第一凹槽和第二凹槽；所述的第一飞轮与所述的第二飞轮共轴；所述的机械手包括用于伸缩的第一杆、第二杆、连接固定板、第一连杆、第二连杆、第一夹爪、第二夹爪；所述的第一夹爪和所述的第二夹爪均为V型结构；所述第一杆和所述第二杆均为L型结构；所述的第一杆一端设置在机械手底座上，另一端设置有第一铰接轴，第一连杆与第二连杆均与第一铰接轴铰接，第一夹爪一端通过第二铰接轴与第一连杆的第二端铰接；第二夹爪一端通过第三铰接轴与第二连杆的第二端铰接；所述的第一夹爪中部设置有铰接孔；所述的第二夹爪中部设置有铰接孔；第二杆一端设置在机械手底座上，另一端固定设置有连接板；所述连接板上设置有第四铰接轴和第五铰接轴；所述的第一夹爪通过第四铰接轴与连接板铰接，所述第二夹爪通过第五铰接轴与连接板铰接，且所述第一夹爪与第二夹爪二者组成分离X型形状。

进一步的设置为，所述第四铰接轴与第五铰接轴连线与水平面平行，且第四铰接轴与第五铰接轴中心的距离大于待夹持的不锈钢棒料直径。

进一步的设置为，所述的第一杆和所述的第二杆均可以绕其轴线360°旋转；所述的第一杆和第二杆均可作升降运动；所述第一杆和所述第二杆均由步进电机独立精确驱动。

进一步的设置为，所述的机台座上设置有与第一导轨平行的供机械手底座移动的第三导轨。

进一步的设置为，所述的第一导轨设置为V型槽，该V型槽顶角的为45°；所述的第二导轨设置成：在导轨上表面沿长度方向设置有40MM×40MM的倒角，且在沿导轨长度方向两侧壁上设置均设置有长方形的导轨槽，导轨槽的长度方向与导轨长度方向相同且与导轨上表面平行；导轨槽顶端距导轨上表面80MM，导轨槽的宽度为40MM，深度为20MM；所述的第一飞轮上的第一卡爪组件包括三个对称设置的第一卡爪，所述第一卡爪均由液压缸驱动；所述的第二飞轮上的第二卡爪组件包括三个对称设置的第二卡爪；所述第二卡爪均由液压缸驱动；所述的挡板与机台座可拆卸连接，通过螺栓固定在机台座上。