攪拌摩擦焊接的動態(tài)路徑校正的制作方法
【專利摘要】本公開涉及攪拌摩擦焊接的動態(tài)路徑校正。提供一種控制攪拌摩擦焊接的方法。該方法可包括開始攪拌摩擦焊接和確定攪拌摩擦焊接設(shè)備以及至少一個正在被焊接的部件的位置。該方法還可包括至少部分地基于攪拌摩擦焊接設(shè)備以及至少一個部件的位置，在攪拌摩擦焊接的同時，調(diào)整攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置。部件的位置可以在攪拌摩擦焊接設(shè)備的下游確定，以有預(yù)見性地考慮部件的位置。因此，攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置可以在攪拌摩擦焊接期間動態(tài)調(diào)整以考慮部件移動。還提供相關(guān)的系統(tǒng)和計算機(jī)代碼。
【專利說明】攪拌摩擦焊接的動態(tài)路徑校正
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]所公開的實施例總體上涉及制造工藝，更特別地，涉及對焊接操作進(jìn)行控制。
【背景技術(shù)】
[0002]已經(jīng)開發(fā)了各種類型的方法和裝置來用于使兩個部件接合。接合兩個部件的示范性實施例包括粘結(jié)、焊接，使用緊固件等。在接合某些材料諸如金屬的情況下，焊接被認(rèn)為是當(dāng)前使用的合適方法。
[0003]存在各種形式的焊接方法。焊接方法的示范性實施例包括激光焊接、弧焊、氣焊以及攪拌摩擦焊接(friction stir welding)。每種類型的焊接都靠特定不同的方法和系統(tǒng)來接合部件。
[0004]攪拌摩擦焊接與其他形式的焊接相比具有某些優(yōu)點。例如，攪拌摩擦焊接可以不需要將焊接部件加熱到其他焊接形式那么高的程度。此外，攪拌摩擦焊接可以不需要使用會將污染物引入焊接中的焊劑(flux)或氣體。然而，精確控制攪拌摩擦焊接可能有某些挑戰(zhàn)。
[0005]因此，需要改善的用于控制攪拌摩擦焊接的方法和系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]提供一種控制攪拌摩擦焊接的方法。該方法可包括開始攪拌摩擦焊接以及確定攪拌摩擦焊接設(shè)備和正在被攪拌摩擦焊接的部件中的至少一個部件的位置。在一些實施例中，光學(xué)傳感器可以用于確定攪拌摩擦焊接設(shè)備和/或一個或多個部件的位置。然而，可以采用傳感器的各種其他實施例。攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置可以基于所確定的攪拌摩擦焊接設(shè)備和至少一個部件的位置來調(diào)節(jié)。
[0007]因此，并非采用預(yù)設(shè)路徑，可以考慮到正在被焊接的部件的實際位置來沿一路徑引導(dǎo)攪拌摩擦焊接設(shè)備。就此而言，部件可能容易在攪拌摩擦焊接期間移動位置。因此，通過動態(tài)調(diào)節(jié)攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置，可以關(guān)于焊接的期望位置更準(zhǔn)確地定位所發(fā)生的焊接。
[0008]在一些實施例中，可在攪拌摩擦焊接設(shè)備的下游確定部件的位置。由此，攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置可以基于部件的位置而被有預(yù)見性地調(diào)節(jié)。在一些實施例中，部件位置的近似值可以基于在兩個或更多下游地點處確定的位置。在一些實施例中，隨著焊接設(shè)備向下游移動，近似值可以被調(diào)整以考慮部件位置的改變。這可以提供進(jìn)行焊接時的額外準(zhǔn)確性。
[0009]還提供用于攪拌摩擦焊接的相關(guān)系統(tǒng)和計算機(jī)代碼。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]所描述的實施例及其優(yōu)點可通過參考下面結(jié)合附圖進(jìn)行的描述來得到最佳的理解。這些圖不以任何方式限制在不偏離所述實施例的思想和范圍的情況下由本領(lǐng)域技術(shù)人員對所述實施例做出的形式和細(xì)節(jié)上的任何修改。
[0011]圖1示出采用固定裝置和攪拌摩擦焊接設(shè)備的攪拌摩擦焊接系統(tǒng)和方法；
[0012]圖2示出沿線2-2橫貫圖1的系統(tǒng)的剖視圖；
[0013]圖3示出當(dāng)攪拌摩擦焊接設(shè)備到達(dá)該位置時，沿線2-2橫貫圖1的系統(tǒng)的剖視圖；
[0014]圖4示出利用具有預(yù)設(shè)焊接路徑的常規(guī)路徑控制的攪拌摩擦焊接操作的示例結(jié)果;
[0015]圖5示出根據(jù)本公開一示范性實施例的攪拌摩擦焊接系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)包括部件傳感器和設(shè)備傳感器，其配置來執(zhí)行動態(tài)路徑校正；
[0016]圖6示出根據(jù)本公開一示范性實施例可包括在圖5的攪拌摩擦焊接系統(tǒng)中的致動器、電機(jī)和攪拌摩擦焊接設(shè)備；
[0017]圖7不出根據(jù)本公開一不范性實施例的圖5的系統(tǒng)的一部分的俯視不意圖；
[0018]圖8是圖7的細(xì)節(jié)8的放大視圖,其中示出根據(jù)本公開一示范性實施例的動態(tài)路徑校正；
[0019]圖9示出根據(jù)本公開一示范性實施例的攪拌摩擦焊接系統(tǒng)的部分透視圖，該系統(tǒng)包括多個設(shè)備傳感器和多個部件傳感器，這些傳感器配置為執(zhí)行動態(tài)路徑校正；
[0020]圖10示出根據(jù)本公開一示范性實施例的攪拌摩擦焊接系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)包括安裝到攪拌摩擦焊接設(shè)備的傳感器，該傳感器配置為執(zhí)行動態(tài)路徑校正；
[0021]圖11示出根據(jù)本公開一示范性實施例的控制攪拌摩擦焊接的方法；以及
[0022]圖12示出根據(jù)本公開一示范性實施例的電子設(shè)備的框圖。
【具體實施方式】
[0023]將在本章節(jié)中描述根據(jù)本申請的方法和裝置的代表性應(yīng)用。這些示例僅被提供來增加上下文背景并且?guī)椭斫馑枋龅膶嵤├?。因此，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯然的是，可以在沒有這些特定細(xì)節(jié)中的一些或全部的情況下實踐所描述的實施例。在另一些實例中，沒有詳細(xì)描述公知的工藝步驟以避免不必要地模糊了所描述的實施例。其他應(yīng)用是可行的，因此下面的示例不應(yīng)視為限制。
[0024]在下面的詳細(xì)描述中，參考了附圖，附圖形成說明的一部分，并且附圖中以圖示顯示了根據(jù)所描述的實施例的特定實施例。盡管以特定細(xì)節(jié)描述了這些實施例以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`所描述的實施例，但是應(yīng)理解，這些示例并非限制；可以使用其他實施例，可以在不偏離所述實施例的思想和范圍的情況下進(jìn)行修改。
[0025]攪拌摩擦焊接是一種接合兩個部件的方法，其相對于其他焊接形式可具有某些優(yōu)點。例如，攪拌摩擦焊接可以不將焊接部件加熱到其他焊接形式那么高的程度。就此而言，某些材料可能不能經(jīng)受與其他焊接形式相關(guān)聯(lián)的溫度。此外，使部件經(jīng)歷高熱可能導(dǎo)致部件翹曲。也可能由于熱而在接合處產(chǎn)生應(yīng)力，最終可能導(dǎo)致焊接故障。
[0026]此外，攪拌摩擦焊接的優(yōu)點在于，它可以不需要使用會將污染物引入焊接中的焊劑或氣體。將污染物引入到焊接中可能影響后面對部件執(zhí)行的其他操作。例如，當(dāng)污染物被引入到焊接中時，可能更難以使部件陽極化。
[0027]攪拌摩擦焊接是固態(tài)接合工藝(意味著金屬未被熔化(melt))，可以用于必須盡可能地保持原始金屬特性不變的應(yīng)用中。攪拌摩擦焊接通過將兩塊金屬在接合位置機(jī)械地相互混合，將它們轉(zhuǎn)變到軟化狀態(tài)，允許金屬利用機(jī)械壓力而被熔合(fuse)來起作用。該工藝主要用于鋁，盡管其他材料也可以被焊接，最經(jīng)常用于大的工件，大的工件不易在焊接后被熱處理以恢復(fù)韌性。
[0028]圖1示意性示出攪拌摩擦焊接工藝和系統(tǒng)的示范性實施例。如圖所示，第一部件100可以利用恒定旋轉(zhuǎn)的攪拌摩擦焊接設(shè)備104經(jīng)由攪拌摩擦焊接接合到第二部件102，攪拌摩擦焊接設(shè)備104包括靴部(shoe) 106和從其延伸的針108。固定裝置110可用于將第一部件100和第二部件102保持為期望的結(jié)構(gòu)。圖2是沿線2-2的剖視圖，如圖2所示，在一些實施例中，第一部件100和第二部件102可以配置為彼此垂直以形成接合。
[0029]如圖1所示，為了將第一部件100和第二部件102焊接在一起，攪拌摩擦焊接設(shè)備104可一開始例如通過沿路徑112向下引導(dǎo)設(shè)備而插入到接合中。攪拌摩擦焊接設(shè)備104然后可以沿路徑114橫向進(jìn)給，路徑114遵循第一部件100和第二部件102之間的期望焊接位置。針108可以稍微短于所需焊接深度，靴106騎在工作表面上。
[0030]在定義攪拌摩擦焊接設(shè)備104的耐磨焊接組件與焊接部件100、102之間生成摩擦熱。該熱與機(jī)械混合過程產(chǎn)生的熱以及材料內(nèi)的絕熱熱(adiabatic heat)—起使攪拌材料軟化而不熔化。隨著針108沿路徑114向前移動，塑化材料移動到后面，在那里，夾緊力可幫助焊縫的鍛制固化。攪拌摩擦焊接設(shè)備104在材料的塑化管狀筒中沿焊接線行進(jìn)的該過程可導(dǎo)致嚴(yán)重的固態(tài)變形，其涉及基材的動態(tài)再結(jié)晶。橫貫接合處的路徑114之后，攪拌摩擦焊接設(shè)備104可沿路徑116從材料抬起。因此，可產(chǎn)生第一部件100和第二部件102的焊接。
[0031]然而，攪拌摩擦焊接可能出現(xiàn)某些問題，其會使得難以形成強(qiáng)壯并且美觀的焊接。就此而言，利用靜態(tài)固定裝置和預(yù)設(shè)(例如預(yù)編程的)設(shè)備路徑攪拌摩擦焊接的部件可能導(dǎo)致差的焊接接合，其部分歸因于所焊接的兩個部件上的不同應(yīng)力。當(dāng)攪拌摩擦焊接針橫貫預(yù)設(shè)設(shè)備路徑而未考慮部件位置改變時，尤其如此。
[0032]例如，如圖3所示，軸向力118可由攪拌摩擦焊接設(shè)備沿其旋轉(zhuǎn)軸施加。軸向力118在一些實施例中可以在2-4kN (千牛頓)左右，可導(dǎo)致部件的幾何構(gòu)型發(fā)生改變。就此而言，如圖3所示，在一些實施例中，固定裝置110可支承部件100、102的外邊緣100A、102A，而留下其內(nèi)邊緣100B、102B未得到支承。因此，部件的內(nèi)邊緣100B、102B在經(jīng)受軸向力118時可能遠(yuǎn)離固定裝置110向內(nèi)彎曲，如圖所示。
[0033]由于部件100、102之一或二者的移動，沿預(yù)設(shè)路徑移動的設(shè)備創(chuàng)建的焊接可能被不利地影響。例如，如果正在被焊接的部件之一或二者不再在預(yù)設(shè)路徑所要求的相同位置，則可能產(chǎn)生缺陷。就此而言，攪拌摩擦焊接期間部件的移動可能難以預(yù)測，因此即使預(yù)設(shè)路徑試圖預(yù)測部件的移動，使用預(yù)設(shè)路徑也會出現(xiàn)問題。
[0034]圖4示出攪拌摩擦焊接創(chuàng)建的焊接200的視圖。除了通過預(yù)設(shè)焊接路徑創(chuàng)建的實際焊接路徑204之外，還示出期望的焊接路徑202(例如，部件的中心線)。如圖所示，當(dāng)期望的焊接路徑202和部件的實際焊接路徑204對準(zhǔn)時，產(chǎn)生干凈整齊的焊接，例如在位置206處。然而，在期望焊接路徑202偏離實際焊接路徑204的地方，產(chǎn)生了孔洞、裂紋和/或其他缺陷，例如在位置208處。
[0035]因此，這里提供的本公開的實施例構(gòu)造為通過在設(shè)備移動期間主動調(diào)節(jié)設(shè)備的路徑來最小化這種缺陷。例如，圖5示出根據(jù)所述實施例的利用動態(tài)路徑校正進(jìn)行攪拌摩擦焊接的系統(tǒng)300。系統(tǒng)300可包括攪拌摩擦焊接設(shè)備302，設(shè)備302可被電機(jī)304旋轉(zhuǎn)。在一些實施例中，攪拌摩擦焊接設(shè)備302的位置和電機(jī)304可以由致動器306來控制。由此，致動器306可相對于正在焊接的部件來移動攪拌摩擦焊接設(shè)備302。
[0036]如圖6所示，在一實施例中，致動器306可包括機(jī)器人組件。例如，致動器306可包括一個或更多臂308、一個或更多關(guān)節(jié)310、以及基座312。因此，臂308可以繞關(guān)節(jié)310旋轉(zhuǎn)以將設(shè)備302定位在適當(dāng)位置以進(jìn)行攪拌摩擦焊接。然而，致動器的各種其他實施例(例如，臺架(gantry)系統(tǒng))可用于控制設(shè)備302的位置。
[0037]攪拌摩擦焊接系統(tǒng)300還可包括固定裝置314，如圖5所示。固定裝置314可配直為保持弟一部件316和弟二部件318。例如，如上所述，固定裝直314可以接觸部件316、318中的至少一個的外表面316A、318A。
[0038]如圖所示，系統(tǒng)300還可包括一個或更多傳感器320、322。在一實施例中，傳感器320,322可以安裝到固定裝置314。傳感器可包括設(shè)備傳感器320和部件傳感器322，設(shè)備傳感器320配置為確定攪拌摩擦焊接設(shè)備302的位置，部件傳感器322配置為確定第一部件316和第二部件318中的至少一個的位置。在所示實施例中，設(shè)備傳感器320配置為測量設(shè)備傳感器和攪拌摩擦焊接設(shè)備302之間的距離324，部件傳感器322配置為測量部件傳感器和第一部件316的外表面316A之間的距離326。
[0039]控制器328可以與電機(jī)304、致動器306、設(shè)備傳感器320以及部件傳感器322中的一個或更多通信。由此，控制器328可以指引電機(jī)304和致動器306中的一個或更多的操作并且從傳感器320、322接收信息。就此而言，致動器306、傳感器320和322、以及控制器328可以一起定義一路徑控制器件，其配置為控制攪拌摩擦焊接設(shè)備302相對于第一部件316和第二部件318行進(jìn)的路徑。
[0040]在操作期間，電機(jī)·304旋轉(zhuǎn)攪拌摩擦焊接設(shè)備302，致動器306定位攪拌摩擦焊接設(shè)備，使得攪拌摩擦焊接設(shè)備將第一部件316攪拌摩擦焊接到第二部件318。在一實施例中，控制器328可指示致動器306 —開始將攪拌摩擦焊接設(shè)備302定位在預(yù)設(shè)起始點，然后攪拌摩擦焊接設(shè)備可以開始沿預(yù)設(shè)路徑移動。然而，在另一實施例中，控制器328可指示致動器306 —開始將攪拌摩擦焊接設(shè)備302定位在起始點并且然后基于傳感器320、322確定的攪拌摩擦焊接設(shè)備以及部件316、318中的至少一個部件的位置來開始移動。
[0041]與如何確定一開始的起始點無關(guān)，控制器328可以配置為在將第一部件316攪拌摩擦焊接到第二部件318時，至少部分地基于攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置以及第一部件和第二部件中的至少一個的位置，指示致動器306調(diào)節(jié)攪拌摩擦焊接設(shè)備302的位置。就此而言，如上所述，設(shè)備傳感器320可以通過測量從設(shè)備傳感器到攪拌摩擦焊接設(shè)備的距離324來確定攪拌摩擦焊接設(shè)備302的位置，部件傳感器322可通過測量從部件傳感器到部件之一或二者的距離326來確定第一部件316和第二部件318中的至少一個的位置?？刂破?28然后可以計算攪拌摩擦焊接設(shè)備302與部件316、318中的至少一個部件的相對距離，并指示致動器306調(diào)節(jié)攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置以更準(zhǔn)確地對準(zhǔn)關(guān)于部件的期望焊接線路。例如，期望焊接線路可對應(yīng)于第一部件316的中心線330，如圖所示。就此而言，控制器328在確定將攪拌摩擦焊接設(shè)備定位在哪里時可以補(bǔ)償攪拌摩擦焊接設(shè)備302的寬度和第一部件316的寬度。
[0042]為了調(diào)節(jié)攪拌摩擦焊接設(shè)備302的位置以更準(zhǔn)確地對準(zhǔn)關(guān)于部件316、318的期望焊接線路(例如，對準(zhǔn)中心線330)，隨著攪拌摩擦焊接設(shè)備橫貫正在被焊接在一起的部件的長度，可以反應(yīng)性地進(jìn)行調(diào)節(jié)。換言之，攪拌摩擦焊接設(shè)備302的位置可以在攪拌摩擦焊接設(shè)備到達(dá)沿攪拌摩擦焊接設(shè)備行進(jìn)的路徑的一地點之后，在該地點處被調(diào)節(jié)，部件316、318的位置和攪拌摩擦焊接設(shè)備在該地點由傳感器320、322確定。
[0043]然而，并非反應(yīng)性調(diào)節(jié)攪拌摩擦焊接設(shè)備302的位置，在另一實施例中，路徑控制器件可以在攪拌摩擦焊接設(shè)備下游(例如，沿攪拌摩擦焊接設(shè)備行進(jìn)的焊接方向在攪拌摩擦焊接設(shè)備的前頭)確定部件316、318的位置。因此，控制器328可指示致動器306來調(diào)節(jié)攪拌摩擦焊接設(shè)備302的位置以有預(yù)見性地考慮在攪拌摩擦焊接設(shè)備前面的部件316、318的位置。
[0044]因此，如圖7所示，圖7是系統(tǒng)300的一部分的俯視示意圖，系統(tǒng)可包括多個部件傳感器322，其繞正在被焊接的部件316、318的周邊安裝。圖8示出攪拌摩擦焊接期間圖7的細(xì)節(jié)8的放大視圖。如圖所示，利用傳統(tǒng)的攪拌摩擦焊接技術(shù)，攪拌摩擦焊接設(shè)備302可以沿預(yù)設(shè)路徑332行進(jìn)。然而，如上所述，部件316、318中的一個或二者可能在攪拌摩擦焊接期間移動位置，使得預(yù)設(shè)路徑332不再對準(zhǔn)部件的中心線330 (或其他期望的焊接配置)。
[0045]因此，設(shè)備傳感器320可以配置為通過測量設(shè)備傳感器與攪拌摩擦焊接設(shè)備之間的距離324來確定攪拌摩擦焊接設(shè)備302的當(dāng)前位置。此外，部件傳感器322可配置為測量部件傳感器與部件316、318中的至少一個部件之間的距離326。為了有預(yù)見性地調(diào)節(jié)攪拌摩擦焊接設(shè)備302的位置，部件傳感器322可確定攪拌摩擦焊接設(shè)備下游的部件316、318中的至少一個部件的位置(例如，所示實施例中的第一部件)。就此而言，箭頭334示出攪拌摩擦焊接設(shè)備302行進(jìn)的大致方向，且因此指向下游。
[0046]在一實施例中，第一部件傳感器322A可通過在攪拌摩擦焊接設(shè)備302下游的第一位置處測量到第一部件316的外邊緣316A的距離326A來確定第一部件316的位置。此外，第二部件傳感器322B可以通過在第一位置下游的第二位置處測量到第一部件316的外邊緣316A的距離326B來確定第一部件316的位置。因此，可以計算(例如由控制器計算)部件316、318中的至少一個部件的位置近似值。在一實施例中，近似值336可包括在當(dāng)前時間部件的中心線330的線性近似。例如，線性近似336的斜度可以基于在第一位置和第二位置處所確定的部件316、318中的至少一個的位置。然而，可以采用各種其他近似，其可以是非線性的(例如，通過在三個或者更多下游地點處對位置求近似)。
[0047]此外，在一些實施例中，近似值336可以被調(diào)整以確定第一部件316和第二部件318中的至少一個的預(yù)期位置。就此而言，第一部件316和第二部件318的位置可以隨著攪拌摩擦焊接設(shè)備302繼續(xù)向下游移動而從它們當(dāng)前的位置偏移。因此，近似值336可以在一些實施例中被調(diào)整以基于如下因子考慮第一部件316和第二部件318中的至少一個的預(yù)期位置，所述因子諸如為部件的剛度、部件對熱的響應(yīng)、經(jīng)驗上確定的對攪拌摩擦焊接設(shè)備的移動的響應(yīng)，等等。
[0048]然而，與是否針對部件316、318中的至少一個的預(yù)期位置調(diào)整近似值336無關(guān)，近似值與沒有考慮部件移動的預(yù)設(shè)焊接路徑(例如，預(yù)設(shè)路徑332)相比可以更準(zhǔn)確地遵循期望焊接路徑(例如，中心線330)。因此，可以產(chǎn)生更強(qiáng)壯更美觀的焊接。上述過程可以隨著攪拌摩擦焊接設(shè)備302向下游移動而迭代地重復(fù)。因此，攪拌摩擦焊接設(shè)備302所遵循的路徑可以在攪拌摩擦焊接設(shè)備焊接部件316、318的同時動態(tài)地被調(diào)節(jié)。[0049]根據(jù)本公開的系統(tǒng)400的一實施例示于圖9中，為了清晰而沒有示出致動器、控制器和攪拌摩擦焊接設(shè)備。如圖所示，系統(tǒng)400可包括固定裝置402，其包括多個部分402A-D。對應(yīng)的多個擠壓組件404A-D可配置為將固定裝置402的部分402A-D向內(nèi)移動以擠壓接收在其中的部件，從而輔助攪拌摩擦焊接操作。在一些實施例中，擠壓組件404A-D中的每個可安裝到相應(yīng)的基座。多個設(shè)備傳感器408和多個部件位置傳感器410可安裝到固定裝置402。設(shè)備傳感器408可以位于固定裝置402上方以對準(zhǔn)攪拌摩擦焊接設(shè)備，部件位置傳感器410可位于固定裝置402的內(nèi)壁處以與接收在其中的一個或更多部件對準(zhǔn)。然而，可以提供根據(jù)本公開操作的各種其他系統(tǒng)。
[0050]此外，雖然上述實施例總體上涉及使用單獨的設(shè)備傳感器和部件傳感器，但是在一替選實施例中，傳感器可以直接或間接安裝到攪拌摩擦焊接設(shè)備。就此而言，作為示例，圖10示出系統(tǒng)500的實施例，其基本類似于圖5的系統(tǒng)300，除了沒有包括單獨的設(shè)備和部件傳感器，而是系統(tǒng)包括安裝到攪拌摩擦焊接設(shè)備302的傳感器502之外。由此，在傳感器502與部件316、318中的至少一個部件之間測量的距離504可以由控制器328用來確定攪拌摩擦焊接設(shè)備與至少一個部件之間的相對距離。就此而言，在一些實施例中，確定攪拌摩擦焊接設(shè)備302的位置和確定部件316、318中的至少一個部件的位置可以通過確定它們之間的距離來同時進(jìn)行。然而，注意，使用單獨的設(shè)備和部件傳感器在難以將安裝到攪拌摩擦焊接設(shè)備上的傳感器定位在部件附近時可以是優(yōu)選的。
[0051]還應(yīng)注意，這里描述的各種傳感器320、322、502在一實施例中可包括光學(xué)傳感器。然而，可以采用傳感器的各種其他實施例，諸如近距離傳感器、位移傳感器、換能器、感應(yīng)傳感器、超聲傳感器、電容性傳感器以及磁傳感器。
[0052]還提供控制攪拌摩擦焊接的相關(guān)方法。如圖11所示，該方法可包括在操作600用攪拌摩擦焊接設(shè)備開始將第一部件攪拌摩擦焊接到第二部件。此外，該方法可包括在操作602中確定攪拌摩擦焊接設(shè)備在攪拌摩擦焊接期間的位置。該方法還包括在操作604中確定第一部件和第二部件中的至少一個部件的位置。此外，該方法還包括在操作606中，至少部分地基于所述攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置和所述第一和第二部件中的至少一個部件的位置，在將第一部件攪拌摩擦焊接到第二部件的同時，調(diào)整攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置。
[0053]在一些實施例中，在操作604中確定攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置可包括用光學(xué)傳感器確定攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置。類似地，在操作602中確定第一部件和第二部件中的至少一個的位置可包括用光學(xué)傳感器確定第一部件和第二部件中的至少一個的位置。此外，在操作602中確定第一部件和第二部件中的至少一個的位置可包括確定在所述攪拌摩擦焊接設(shè)備下游的第一部件和第二部件中的至少一個的位置。確定在所述攪拌摩擦焊接設(shè)備下游的第一部件和第二部件中的至少一個的位置可包括在攪拌摩擦焊接設(shè)備下游的第一地點和該第一地點下游的第二地點處確定第一部件和第二部件中的至少一個的位置。
[0054]該方法還可包括計算第一部件和第二部件中的至少一個的位置的近似值。計算近似值可包括計算第一部件和第二部件中的至少一個的位置的線性近似值。此外，該方法可包括調(diào)整該近似值以確定攪拌摩擦焊接設(shè)備到達(dá)該第一地點時第一部件和第二部件中的至少一個的預(yù)期位置。
[0055]圖12是示于與所述實施例一起使用的電子設(shè)備600的框圖。在一示范性實施例中，電子設(shè)備600可體現(xiàn)在控制器328中或體現(xiàn)為控制器328以用于攪拌摩擦焊接系統(tǒng)。就此而言，電子設(shè)備600可配置為控制或執(zhí)行上述攪拌摩擦焊接操作。
[0056]電子設(shè)備700示出代表性計算設(shè)備的電路系統(tǒng)。電子設(shè)備700可包括處理器702，其可以是微處理器或控制器，用于控制電子設(shè)備700的總體操作。在一實施例中，處理器702可以特別地配置為執(zhí)行這里描述的功能。電子設(shè)備700還可包括存儲器704。存儲器704可以包括非暫時性有形存儲器，其可以是例如易失性和/或非易失性存儲器。存儲器704可配置為存儲信息、數(shù)據(jù)、文件、應(yīng)用、指令等。例如，存儲器704可以配置為對供處理器702處理的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖。附加地或替代地，存儲器704可配置為存儲供處理器702執(zhí)行的指令。
[0057]電子設(shè)備700還可包括用戶接口 706，其允許電子設(shè)備700的用戶與電子設(shè)備交互。例如，用戶接口 706可采取各種形式，諸如按鈕、小鍵盤、撥號盤、觸摸屏、音頻輸入接口、視覺/圖像捕獲輸入接口、傳感器數(shù)據(jù)形式的輸入、等等。再此外，用戶接口 706可配置為通過顯示器、揚聲器或其他輸出設(shè)備向用戶輸出信息。通信接口 708可用于通過例如有線或無線網(wǎng)絡(luò)諸如局域網(wǎng)(LAN)、城域網(wǎng)(MAN)和/或廣域網(wǎng)(WAN)例如互聯(lián)網(wǎng)來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
[0058]電子設(shè)備700還可包括焊接模塊710。處理器702可體現(xiàn)為、包括、或者以其他方式控制焊接模塊710。焊接模塊710可以配置為用于控制攪拌摩擦焊接操作。
[0059]所述實施例的各個方面、實施例、實施方式或特征可以單獨或以任何組合的方式使用。所述實施例的各方面可以通過軟件、硬件或者軟件與硬件的組合來實現(xiàn)。所描述的實施例還可以體現(xiàn)為計算機(jī)可讀介質(zhì)上的用于控制機(jī)加工操作的計算機(jī)可讀代碼。就此而言，計算機(jī)可讀儲存介質(zhì)在這里使用時指的是非暫時性物理儲存介質(zhì)，例如易失性或非易失性存儲器，其可以由計算機(jī)系統(tǒng)讀取。計算機(jī)可讀介質(zhì)的例子包括只讀存儲器、隨機(jī)存取存儲器、CD-R0M、DVD、磁帶和光學(xué)數(shù)據(jù)儲存器。計算機(jī)可讀介質(zhì)還可以分布于網(wǎng)絡(luò)耦合的計算機(jī)系統(tǒng)上，從而計算機(jī)可讀代碼以分布方式存儲或執(zhí)行。
[0060]為了說明，前面的描述使用了特定的術(shù)語來提供對所述實施例的透徹理解。然而本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，不需要特定細(xì)節(jié)來實踐所述實施例。因此，前面對具體實施例的描述是用于示范和說明。它們無意是窮舉的或?qū)⑺鰧嵤├拗频剿_的精確形式。本領(lǐng)域技術(shù)人員在上述教導(dǎo)下將意識到，許多修改和變化是可行的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制攪拌摩擦焊接的方法，包括: 開始用攪拌摩擦焊接設(shè)備將第一部件攪拌摩擦焊接到第二部件； 在所述攪拌摩擦焊接期間，確定所述攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置； 確定所述第一部件和所述第二部件中的至少一個部件的位置；以及至少部分地基于所述攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置以及所述第一部件和所述第二部件中的至少一個部件的位置，在將所述第一部件攪拌摩擦焊接到所述第二部件的同時，調(diào)整所述攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，確定所述攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置包括用光學(xué)傳感器來確定所述攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，確定所述第一部件和所述第二部件中的至少一個部件的位置包括用光學(xué)傳感器來確定所述第一部件和所述第二部件中的至少一個部件的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，確定所述第一部件和所述第二部件中的至少一個部件的位置包括在所述攪拌摩擦焊接設(shè)備的下游確定所述第一部件和所述第二部件中的至少一個部件的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中，在所述攪拌摩擦焊接設(shè)備的下游確定所述第一部件和所述第二部件中的至少一個部件的位置包括在所述攪拌摩擦焊接設(shè)備的下游的第一地點處和在所述第一地點的下游的第二地點處確定所述第一部件和所述第二部件中的至少一個部件的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，還包括計算所述第一部件和所述第二部件中的至少一個部件的位置的近似值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的 方法，其中，計算所述近似值包括計算所述第一部件和所述第二部件中的至少一個部件的位置的線性近似值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，還包括當(dāng)所述攪拌摩擦焊接設(shè)備到達(dá)所述第一地點時，調(diào)整所述近似值以確定所述第一部件和所述第二部件中的至少一個部件的預(yù)期位置。
9.一種用于攪拌摩擦焊接的系統(tǒng)，包括: 固定裝置，配置為保持第一部件和第二部件； 攪拌摩擦焊接設(shè)備，配置為將所述第一部件攪拌摩擦焊接到所述第二部件； 路徑控制設(shè)備，配置為控制所述攪拌摩擦焊接設(shè)備相對于所述第一部件和所述第二部件行進(jìn)的路徑，所述路徑控制設(shè)備包括: 致動器，配置為相對于所述第一部件和所述第二部件移動所述攪拌摩擦焊接設(shè)備；一個或更多傳感器，配置為確定所述攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置和確定所述第一部件和所述第二部件中的至少一個的位置；以及 控制器，配置為至少部分地基于所述攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置以及所述第一部件和所述第二部件中的至少一個部件的位置，在將所述第一部件攪拌摩擦焊接到所述第二部件的同時，指示所述致動器調(diào)整所述攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中，所述一個或更多傳感器包括安裝到所述攪拌摩擦焊接設(shè)備的傳感器。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中，所述一個或更多傳感器包括安裝到所述固定裝置的多個傳感器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中，所述傳感器包括設(shè)備傳感器和部件傳感器，所述設(shè)備傳感器配置為確定所述攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置，所述部件傳感器配置為確定所述第一部件和所述第二部件中的至少一個的位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中，所述傳感器繞所述第一部件和所述第二部件的周邊安裝。
14.一種攪拌摩擦焊接系統(tǒng),包括: 用于開始用攪拌摩擦焊接設(shè)備將第一部件攪拌摩擦焊接到第二部件的裝置； 用于在所述攪拌摩擦焊接期間，確定所述攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置的裝置； 用于確定所述第一部件和所述第二部件中的至少一個部件的位置的裝置；以及 用于至少部分地基于所述攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置以及所述第一部件和所述第二部件中的至少一個部件的位置，在將所述第一部件攪拌摩擦焊接到所述第二部件的同時，調(diào)整所述攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置的裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的攪拌摩擦焊接系統(tǒng)，其中，用于確定所述攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置的裝置包括用于用光學(xué)傳感器來確定所述攪拌摩擦焊接設(shè)備的位置的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求 14的攪拌摩擦焊接系統(tǒng)，其中，用于確定所述第一部件和所述第二部件中的至少一個部件的位置的裝置包括用于用光學(xué)傳感器來確定所述第一部件和所述第二部件中的至少一個部件的位置的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的攪拌摩擦焊接系統(tǒng)，其中，用于確定所述第一部件和所述第二部件中的至少一個部件的位置的裝置包括用于在所述攪拌摩擦焊接設(shè)備的下游確定所述第一部件和所述第二部件中的至少一個部件的位置的裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的攪拌摩擦焊接系統(tǒng)，其中，用于在所述攪拌摩擦焊接設(shè)備的下游確定所述第一部件和所述第二部件中的至少一個部件的位置的裝置包括用于在所述攪拌摩擦焊接設(shè)備的下游的第一地點處和在所述第一地點的下游的第二地點處確定所述第一部件和所述第二部件中的至少一個部件的位置的裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的攪拌摩擦焊接系統(tǒng)，還包括用于計算所述第一部件和所述第二部件中的至少一個部件的位置的近似值的裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的攪拌摩擦焊接系統(tǒng)，其中，用于計算所述近似值的裝置包括用于計算所述第一部件和所述第二部件中的至少一個部件的位置的線性近似值的裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的攪拌摩擦焊接系統(tǒng)，還包括用于在所述攪拌摩擦焊接設(shè)備到達(dá)所述第一地點時，調(diào)整所述近似值以確定所述第一部件和所述第二部件中的至少一個部件的預(yù)期位置的裝置。
【文檔編號】B23K20/12GK103586575SQ201310227046
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年6月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月9日
【發(fā)明者】A·卡斯蒂洛, U·納瑪蘭 申請人:蘋果公司