[发明专利]用于搅拌摩擦焊的控制系统、控制方法及搅拌摩擦焊系统

说明书

本发明实施例提供一种用于搅拌摩擦焊的控制系统、控制方法及搅拌摩擦焊系统，属于焊接技术领域。所述用于搅拌摩擦焊的控制系统包括：距离检测装置，安装在搅拌摩擦焊具走刀方向的前方，用于检测所述距离检测装置与工件平面之间的距离；以及控制装置，用于根据检测的所述距离检测装置与工件平面之间的距离，调整轴肩的高度。通过本申请提供的技术方案，可以自动加工不平整工件、曲面工件以及薄板等，并且焊缝质量高，还能提高加工效率。相较于现有的加工设备来说，采用本发明的技术方案，可以大大减轻设备重量和体积，降低成本。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体地涉及一种用于搅拌摩擦焊的控制系统、控制方法及搅拌摩擦焊系统。

背景技术

在利用搅拌摩擦焊技术进行焊接工作的过程中，轴肩的下压量直接影响着焊缝区和过渡区的焊接质量，而轴向压力的大小和电机功率的变化均与轴肩的下压量密切相关。

现有的搅拌摩擦焊设备都是采用控制轴向压力的方式，通过设定机床主轴转速、走刀(进给)速度、下压量等参数进行焊接加工。但是被焊工件表面在焊接加工过程中，可能因材料均匀性、机械性能一致性、热胀冷缩等一系列自然原因发生翘曲形变，或被焊工件本身存在高低缺陷，导致轴肩的下压量发生变化，进而影响焊接质量。例如，在焊接过程中，走刀方向前方的工件有向上翘曲的变形，原来设定的走刀路线为直线，则会导致焊接深度增加，可能使主轴过载甚至扭矩太大而急停，搅拌头深入焊缝，会造成轴针直接顶到砧板而折断；若工件有向下翘曲的变形，机床按照原来设定的直线走刀路线加工，则会导致搅拌头悬空，造成焊缝疏松，出现沟道，焊接失败。因此，在采用搅拌摩擦焊技术进行工件加工过程中，保证搅拌头的高度与工件的相对高度尤其重要。

本申请发明人发现，现有技术是通过提前编译程序，再利用搅拌头进行加工，但是无法调节搅拌头的高度。例如，在加工不平整或曲面工件时，如果工件存在明显凸起、下凹或者沟道等情况时，只能逐段焊接，手动调节搅拌头的高度，但是这样工作效率很低，加工设备体积大、笨重，成本高，并且在某些空间较小的场合会无法实施焊接作业。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种用于搅拌摩擦焊的控制系统、用于搅拌摩擦焊的控制方法及搅拌摩擦焊系统，用于上述技术问题中的一者或多者。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种用于搅拌摩擦焊的控制系统，该控制系统包括：距离检测装置，安装在搅拌摩擦焊具走刀方向的前方，用于检测所述距离检测装置与工件平面之间的距离；以及控制装置，用于根据检测的所述距离检测装置与工件平面之间的距离，调整轴肩的高度。

可选的，所述控制装置根据检测的所述距离检测装置与工件平面之间的距离，调整轴肩的高度包括：在所检测的所述距离检测装置与工件平面之间的距离发生变化时，延时一预设时间后调整所述轴肩的高度。

可选的，所述控制装置包括：处理模块和伺服电机，其中，所述处理模块用于根据所检测的所述距离检测装置与工件平面之间的距离控制所述伺服电机，并通过所述伺服电机驱动所述搅拌摩擦焊具动作以调整所述轴肩的高度。

可选的，该系统还包括压脚、升降模块，所述压脚安装在所述搅拌摩擦焊具走刀方向的前方，所述升降模块包括导轨和滑块，所述导轨安装在所述伺服电机的基座上，所述压脚固定安装在所述滑块上，并与所述工件表面保持相接触，且随工件表面高度变化而移动并带动所述滑块在所述导轨上移动，所述距离检测装置为接触式距离检测装置，所述接触式距离检测装置的移动端与所述滑块相连接。

可选的，所述距离检测装置为数显表、激光传感器或电容式传感器。

相应的，本发明实施例还提供了一种用于搅拌摩擦焊的控制方法，该控制方法包括：检测距离检测装置与工件平面之间的距离；以及根据检测的所述距离检测装置与工件平面之间的距离，调整轴肩的高度。