[发明专利]一种搅拌摩擦焊接主轴的恒位移控制方法及装置

说明书

本发明提供一种搅拌摩擦焊接主轴的恒位移控制方法及装置，属于焊接技术领域。所述控制方法，包括：当接收到焊接控制指令时，控制焊接主轴恒位移以进行搅拌摩擦焊接；获取焊接主轴支撑机构和/或工件支撑机构上与所述焊接主轴相对位置处的形变位移量；根据所述形变位移量确定所述焊接主轴的轴向随动插补位移量；根据所述轴向随动插补位移量控制所述焊接主轴在轴向上的插补位移。该方法通过获取焊接主轴支撑机构和/或工件支撑机构的形变位移量，根据所述形变位移量控制焊接主轴进行轴向插补位移，有效避免了由于焊接主轴支撑机构和/或工件支撑机构的形变导致的搅拌头末端至工件支撑机构的实际距离难以保持一致的问题，保证了接头根部的焊接质量。

技术领域

本发明涉及一种用于保证焊接质量的搅拌摩擦焊接主轴的恒位移控制方法、装置及系统，属于焊接技术领域。

背景技术

搅拌摩擦焊接技术是英国焊接研究所1991年发明的一种固相连接新技术，其基本原理如图1所示。当接收到搅拌磨擦焊接指令时，控制器控制搅拌头1图1所示旋转方向高速旋转扎入工件后沿焊接方向(图1所示直线箭头方向)恒位移，在搅拌头1与工件接触部位产生摩擦热，使其附近金属形成塑性软化层，软化层在搅拌头1旋转的作用下填充搅拌头后方所形成的空腔，并在焊接主轴2轴肩与搅拌头1的搅拌及挤压作用下实现材料连接的固相焊接方法。

影响搅拌摩擦焊接质量的因素很多，就实际搅拌摩擦焊接装备而言，由于焊接过程搅拌头或者焊接主轴对产品施加高达数吨的轴向顶锻力，因此必然有作用力和反作用力施加于焊接主轴和焊接垫板上，用于承载焊接主轴的结构件(焊接主轴支撑机构)或焊接背部垫板(工件支撑机构)势必会发生一定程度的变形，从而直接导致搅拌头末端至背部垫板的实际距离δ难以保持一致，从而接头根部质量难以控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种搅拌摩擦焊接主轴的恒位移控制方法及装置，以解决现有技术中由于焊接主轴支撑机构和/或工件支撑机构形变导致的接头根据质量难以保证的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种搅拌摩擦焊接主轴的恒位移控制方法，包括：

当接收到焊接控制指令时，控制焊接主轴恒位移以进行搅拌摩擦焊接；

获取焊接主轴支撑机构和/或工件支撑机构上与所述焊接主轴相对位置处的形变位移量；

根据所述形变位移量确定所述焊接主轴的轴向随动插补位移量；

根据所述轴向随动插补位移量控制所述焊接主轴在轴向上的插补位移。

所述的搅拌摩擦焊接主轴的恒位移控制方法，还包括：

当接收到焊接控制指令时，发送随动控制指令以使随动测量装置沿预设轨迹随焊接主轴同步运动；

通过所述随动测量装置，获取焊接主轴支撑机构和/或工件支撑机构上与所述焊接主轴相对位置处的形变位移量。

所述通过所述随动测量装置，获取焊接主轴支撑机构和/或工件支撑机构上与所述焊接主轴相对位置处的形变位移量，包括：

获取所述随动测量装置到焊接主轴支撑机构和/或工件支撑机构的实时垂直距离；

将所述实时垂直距离与预设标准值进行比对，得到形变位移量。

当焊接主轴支撑机构或工件支撑机构发生形变时，所述根据所述形变位移量确定所述焊接主轴的轴向随动插补位移量，包括：

当所述随动测量装置位于所述预设轨迹的起始位置与中点位置之间的区域时，根据式(1)确定轴向随动插补位移量；

△h＝h-h’ (1)

当所述随动测量装置位于所述预设轨迹的中点位置之后的区域时，根据式(2)确定轴向随动插补位移量；