[实用新型]一种刚柔协作搅拌摩擦焊装置

说明书

本实用新型涉及一种刚柔协作搅拌摩擦焊装置，其包括焊接机器人、设置在焊接机器人底部的搅拌头、设置在焊接机器人下方的工作平台以及呈120°角度均匀设置在工作平台的周围并且与焊接机器人相连接的三组柔索机构；所述柔索机构包括柔索、拉紧装置以及扭矩电机，所述柔索的一端与焊接机器人相连接另一端设置在拉紧装置上；本实用新型采用三组柔索机构连接焊接机器人，通过调整柔索机构即可实现焊接机器人位置的调整，具有较高的刚度和加工精度，而且具有根据焊接环境及焊接件的厚度、大小等因素的变化来改变焊接机器人与柔索之间相互协作条件以更好完成焊接工作的优点。

技术领域

本实用新型涉及搅拌摩擦焊领域，具体是一种刚柔协作搅拌摩擦焊装置。

背景技术

搅拌摩擦焊（FSW）是由英国焊接研究所于1991年实用新型的一种新型的固相连接技术。与传统的熔焊相比，搅拌摩擦焊具有诸多优点，如：焊接变形小，机械性能良好，无需添加焊丝、不需要保护气体、成本低及保护环境等优点，故极易实现工程化、自动化，且属于绿色制造，质量稳定可靠性高。

并联柔索驱动机器人(Parallel Wire-driven Manipulator简称PWM)是80年代以来发展起来的一种新型机器人，作为并联机构的一种分支，它以承载能力强、轻便灵活、工作空间大等优点而受到广大学者重视。柔索并联驱动机构可以克服传统机构的一些缺点。与传统机构相比，它们可以产生很大的加速度和工作区间。相比于传统的串联机构，并联柔索驱动机构可以具有更大的刚度、负载。考虑到搅拌摩擦焊的特点，搭载搅拌头的并联柔索驱动机器人需要极好的刚度性能，故一般的工业机器人无法达到这一要求，而冗余驱动的并联柔索驱动机构可以利用高刚度的优势来满足其工作需要。

现有的搅拌摩擦焊设备大多是串联机器人，串联机器人刚度及精度均不够高，难以满足高加工质量精度的需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种刚柔协作搅拌摩擦焊装置，该装置具有较高的刚度和加工精度，累积误差小，而且结构简单、加工组装容易等特点。

本实用新型所采用的技术方案是：一种刚柔协作搅拌摩擦焊装置，其包括焊接机器人、设置在焊接机器人底部的搅拌头、设置在焊接机器人下方的工作平台以及呈120°角度均匀设置在工作平台的周围并且与焊接机器人相连接的三组柔索机构；所述柔索机构包括柔索、拉紧装置以及扭矩电机，所述柔索的一端与焊接机器人相连接另一端设置在拉紧装置上。

本实用新型所述拉紧装置包括安装座、设置在安装座上的绕绳轮、设置在安装座上的支架以及设置在支架上的万向轮，所述柔索一端缠绕在绕绳轮上另一端通过万向轮换向后与焊接机器人固定连接，所述绕绳轮与扭矩电机传动连接。

本实用新型在安装座上有平行设置的螺杆和光杠，在光杠上滑动设置有导向座，所述导向座与螺杆螺纹连接，在导向座上设置有用于为柔索导向的第一导向轮，所述螺杆与绕绳轮传动连接。

本实用新型在所述支架的底部设置有用于为柔索导向的第二导向轮。

本实用新型的积极效果为：本实用新型采用三组柔索机构连接焊接机器人，通过调整柔索机构即可实现焊接机器人位置的调整，具有较高的刚度和加工精度，而且具有根据焊接环境及焊接件的厚度、大小等因素的变化来改变焊接机器人与柔索之间相互协作条件以更好完成焊接工作的优点。

本实用新型设计的三个柔索机构可以通过扭矩电机控制柔索为工作的焊接机器人承担一部分载荷，增加了机器人焊接的可靠性。提高了机构的刚度和精度性能，该机构具有加工精度高、刚度高、积累误差小、结构简单加工组装容易以及使焊接机器人焊接工作更加稳定的优点。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型搅拌头结构示意图；

图3为本实用新型拉紧装置结构示意图；