搅拌摩擦焊接装置制造方法
【专利摘要】一种搅拌摩擦焊接装置。为了克服现有搅拌摩擦焊接装置存在的焊接过程对位移和压力无法进行适当控制与检测，焊接匙孔降低焊接质量的不足，本发明的力矩电机定子固定安装在主轴的内孔中，主轴安装在主轴壳体内；力矩电机的转子内孔由外向内依次安装有中心轴、花键轴；花键轴前端固定安装有搅拌针；与花键轴配合的花键套后端与中心轴固定连接，前端与搅拌头固定连接；花键轴的后端与行星丝杠固定连接；行星丝杠螺母与大带轮固定连接；回抽电机与减速机连接，减速机的输出轴上安装有小带轮。其有益效果是结构合理，通过全电动伺服控制实现了搅拌摩擦焊接装置多功能集成，摩擦焊主轴在焊接工件时采用恒压力、恒位移焊接，并且具有回抽功能，可以避免焊接匙孔存在，提高焊接质量。
【专利说明】搅拌摩擦焊接装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种摩擦焊接设备，尤其是涉及一种应用于全电动伺服系统控制的搅拌摩擦焊接装置。
【背景技术】
[0002]搅拌摩擦焊最初主要用于铝合金等低熔点材料的焊接，作为一种先进的固相连接技术，除了具有普通摩擦焊技术的优点外，还可以进行多种接头形式和不同焊接位置的连接，已经在造船、航空航天、轨道交通等领域广泛应用。
[0003]目前，在搅拌摩擦焊加工过程中，搅拌焊头轴肩到工件表面的距离、对工件的下压力、前进抗力与工件的焊接质量密切相关，焊接过程中遗留的匙孔也影响着焊接质量；由于现有搅拌摩擦焊的焊接机床没有测量控制系统，在焊接过程对位移和压力无法进行适当控制与检测；而且一般都是液压伺服控制，存在着维护困难、易泄漏、过载能力低、噪声大等不足。
【发明内容】
[0004]为了克服现有搅拌摩擦焊接装置存在的焊接过程对位移和压力无法进行控制与检测，焊接匙孔降低焊接质量的不足，本发明提供一种由全电动伺服系统控制的搅拌摩擦焊接装置。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:搅拌摩擦焊接装置包括全电动伺服系统、电机、搅拌头、主轴，电机包括力矩电机和回抽电机；力矩电机的定子固定安装在主轴的内孔中，主轴安装在主轴壳体内；力矩电机的转子内孔由外向内依次安装有中心轴、花键轴；中心轴的两个端部与主轴内孔之间安装有轴承。花键轴的前端部为花键，花键轴前端内孔固定安装有搅拌针；与花键轴配合的花键套后端与中心轴固定连接，前端与搅拌头固定连接。
[0006]花键轴的后端与行星丝杠固定连接；行星丝杠的后端安装有行星丝杠螺母，行星丝杠螺母与大带轮固定连接。
[0007]回抽电机与减速机连接，减速机的输出轴上安装有小带轮；小带轮通过皮带与大带轮连接。
[0008]主轴前端有外凸台，外凸台与主轴壳体前端面之间安装有压力传感器，压力传感器的数量为4个，且沿主轴壳体的圆周均布。
[0009]主轴壳体上固定安装有激光测头，激光测头与摩擦焊点的位置固定。
[0010]本发明的有益效果是，结构合理，通过全电动伺服控制实现了搅拌摩擦焊接装置多功能集成，摩擦焊主轴在焊接工件时采用恒压力、恒位移焊接，并且具有回抽功能，可以避免焊接匙孔存在，提尚焊接质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明搅拌摩擦焊接装置的结构示意图。
[0012]图2是本发明主轴压力传感器安装局部示意图。
[0013]图中:1.力矩电机，2.主轴壳体，3.回抽电机，4.主轴，5.压力传感器，6.激光测头，7.减速机，8.小带轮，9.定子，10.转子，11.花键轴，12.花键套，13.搅拌针，14.搅拌头，15.行星丝杠，16.行星丝杠螺母，17.大带轮，18.中心轴。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。但是，本领域技术人员应该知晓的是，本发明不限于所列出的【具体实施方式】，只要符合本发明的精神，都应该包括于本发明的保护范围内。
[0015]参见附图1。本发明搅拌摩擦焊接装置主要包括力矩电机1、回抽电机3、减速机7、主轴4、中心轴18、花键轴传动副、行星丝杠传动副、带传动等，采用全电动伺服系统集成恒压力、恒位置控制，且中心轴具有回抽功能。
[0016]电机包括力矩电机1和回抽电机3 ；
[0017]力矩电机1的定子9固定安装在主轴4的内孔中，主轴4安装在主轴壳体2内，在主轴壳体2上还设置有进水口和出水口，用于电机定子9的冷却，增加电机的稳定性和使用寿命。力矩电机1的转子10内孔中固定安装有中心轴18冲心轴18的内孔中安装有花键轴11。中心轴18的两个端部与主轴4内孔之间安装有轴承。
[0018]花键轴11的前端部为花键，搅拌针13与花键轴11前端固定连接。与花键轴11配合的花键套12位于中心轴18的前端；花键套12的后端与中心轴18固定连接，花键套12的前端固定安装有搅拌头14，搅拌头14在中心轴18的作用下旋转。
[0019]花键轴11的后端与行星丝杠传动副的行星丝杠15固定连接；行星丝杠15的后端安装有行星丝杠螺母16，行星丝杠螺母16与大带轮17固定连接。
[0020]回抽电机3与减速机7连接，减速机7的输出轴上安装有小带轮8 ;小带轮8通过皮带与大带轮17连接。在回抽电机3的驱动下，依次通过减速机7、皮带传动、行星丝杠传动副，再通过花键传动带动搅拌针13旋转以及轴向移动，实现回抽功能，可以避免焊接匙孔问题，提高焊接质量。
[0021]参见附图2。主轴4的前端有外凸台，外凸台与主轴壳体2前端面之间安装有压力传感器5，压力传感器5的数量为4个，且沿主轴壳体2的圆周均布，压力传感器5配合伺服控制系统实现焊接过程中的恒压力控制。在主轴壳体2上固定安装有激光测头6，激光测头6与焊点的位置固定。焊接时主轴沿焊缝运动，实现恒位移焊接功能。
[0022]应该注意的是上述实施例是示例而非限制本发明，本领域技术人员将能够设计很多替代实施例而不脱离本专利的权利要求范围。
【权利要求】
1.一种搅拌摩擦焊接装置，包括全电动伺服系统、电机、搅拌头、主轴，其特征是: 所述电机包括力矩电机⑴和回抽电机⑶； 所述力矩电机(I)的定子(9)固定安装在主轴(4)内孔中，主轴(4)安装在主轴壳体(2)内； 所述力矩电机⑴的转子(10)内孔由外向内依次安装有中心轴(18)、花键轴(11)冲心轴(18)的两个端部与主轴⑷内孔之间安装有轴承； 所述花键轴(11)的前端部为花键，花键轴(11)前端内孔固定安装有搅拌针(13);与花键轴(11)配合的花键套(12)后端与中心轴(18)固定连接，前端与搅拌头(14)固定连接; 所述花键轴(11)的后端与行星丝杠(15)固定连接；行星丝杠(15)的后端安装有行星丝杠螺母(16)，行星丝杠螺母(16)与大带轮(17)固定连接； 所述回抽电机⑶与减速机(7)连接，减速机(7)的输出轴上安装有小带轮⑶；小带轮(8)通过皮带与大带轮(17)连接。
2.根据权利要求1所述搅拌摩擦焊接装置，其特征是:所述主轴(4)前端有外凸台，夕卜凸台与主轴壳体(2)前端面之间安装有压力传感器(5)。
3.根据权利要求2所述搅拌摩擦焊接装置，其特征是:所述压力传感器(5)的数量为4个，且沿主轴壳体(2)的圆周均布。
4.根据权利要求3所述搅拌摩擦焊接装置，其特征是:所述主轴壳体(2)上固定安装有激光测头(6)，激光测头(6)与摩擦焊点的位置固定。
【文档编号】B23K20/12GK104475965SQ201410681300
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月24日 优先权日:2014年11月24日
【发明者】王宇晗, 毕庆贞 申请人:上海拓璞数控科技有限公司