攪拌摩擦焊接設(shè)備激光對刀方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對刀方法，尤其涉及一種攪拌摩擦焊接設(shè)備激光對刀方法。
【背景技術(shù)】
[0002]攪拌摩擦焊接加工通常在每次開始焊接之前，操作人員都要通過手輪微調(diào)Y軸使攪拌針的中心和焊縫中心對齊，微調(diào)Z軸使攪拌針尖與焊接工件表面貼合，以此來設(shè)定焊接起始點。這種方法在目前看來至少存在四個缺點:
(I)每次焊接之前都要重復(fù)這個步驟，增加了操作人員的負擔(dān)，降低了生產(chǎn)效率；(2)由于手工對刀都是靠肉眼進行判斷，同一個人在不同的角度、不同的方位，所得到的對刀精度也不盡相同，更何況具有不同經(jīng)驗的人在從事對刀時，那精度更是參差不齊，嚴重降低了對刀精度的可靠性；(3)由于設(shè)備、工裝和工件對操作空間的限制，有時操作人員都無法進行有效的對刀，只是粗略地判斷一下，其精度可想而知；(4)焊縫力學(xué)性能不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單的攪拌摩擦焊接設(shè)備激光對刀方法。
[0004]為了有效克服這些缺點，發(fā)明了一種基于激光的自動對刀功能，具體的實現(xiàn)步驟分為兩大部分:對刀標定和激光自動對刀操作。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種攪拌摩擦焊接設(shè)備激光對刀方法，包括:所述焊接設(shè)備包括設(shè)置在移動機構(gòu)上的激光器和主軸，所述激光器與所述主軸之間間距為前置距離，所述移動機構(gòu)包括設(shè)置在一起的X軸、Y軸和Z軸，所述激光器和所述移動機構(gòu)之間通過調(diào)節(jié)板銜接，所述激光器連接顯示裝置，其特征在于，所述方法包括以下步驟:
(1)在所述主軸的刀柄上安裝一個攪拌針；
(2)在焊縫中心線上取一點標記為標定點，然后通過手持單元驅(qū)動移動機構(gòu)，使攪拌針端部緊貼工件表面的標定處；
(3)使用手持單元驅(qū)動Z軸抬起預(yù)定距離，再驅(qū)動X軸移動一個所述前置距離，使得激光器發(fā)出的激光束通過標定點，然后驅(qū)動Z軸降落所述預(yù)定距離；
(4)通過激光束掃描將標定點顯示在顯示裝置上，通過調(diào)節(jié)板移動激光器使顯示器上的坐標中心點與顯示在顯示裝置上的標定點重合；
(5)將刀柄上攪拌針更換成攪拌頭，通過移動機構(gòu)調(diào)整攪拌頭和攪拌針在Z軸上的長度差值，使攪拌頭端部緊貼焊縫表面，此時攪拌頭位置為起始位置；
(6 )以所述起始位置為參考點，通過軟件程序進行自動對刀。
[0006]本發(fā)明一個較佳實施例中，所述X軸方向為焊接前進方向、所述Y軸方向為焊縫左右方向，所述Z軸方向為焊縫高度方向。
[0007]本發(fā)明一個較佳實施例中，所述攪拌針的端部結(jié)構(gòu)尖而細。
[0008]本發(fā)明一個較佳實施例中，步驟(2)中所述預(yù)定距離為2mm。
[0009]本發(fā)明一個較佳實施例中，所述攪拌針或所述攪拌頭長度方向與Z軸方向一致。
[0010]本發(fā)明一個較佳實施例中，標定點通過記號筆標出。
[0011]本發(fā)明解決了【背景技術(shù)】中存在的缺陷，本發(fā)明具備以下有益效果:操作人員只要把激光器移動到焊接起始點附近，按下“自動對刀”按鈕，對刀工作就可以自行實現(xiàn)，無需每次焊接前進行人工對刀，對刀效率大大提高；不受人為因素影響，保證了對刀精度的高可靠性；通過對焊縫的力學(xué)性能測試，使用自動對刀功能焊出來的焊縫強度穩(wěn)定，強度值提高了12.5%。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0013]圖1是本發(fā)明的優(yōu)選實施例的激光器和主軸結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中為激光器，2為主軸，3為調(diào)節(jié)板，4為焊接表面，5為攪拌針，Dl為標定高度，D2為前置距離。
【具體實施方式】
[0014]現(xiàn)在結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明，這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0015]對刀標定:
1.在主軸刀柄上安裝專用攪拌針，這種專用攪拌針的頭部尖而細，可以有效地提高對刀精度；
2.在焊縫上取任意一點作為標定點，用記號筆作出標志。通過焊接設(shè)備的手持單元移動X/Y/Z軸(X軸一焊接前進方向、Y軸一焊縫左右方向，Z軸一焊縫高度方向)，使專用攪拌針對準標定焊縫點的中心并貼緊工件表面；
3.通過手輪將Z軸往上抬2.0mm，然后將X軸移動“前置距離”，使激光光束通過焊縫上的標定點，再把Z軸往下壓2.0mm ；
4.觀察激光系統(tǒng)的柵格顯示屏幕，黃色線代表激光束，綠色小十字標代表被識別的焊縫中心，屏幕的水平方向代表焊縫的左右方向，屏幕的垂直方向代表焊縫的高度方向。由于專用攪拌針的長度介于3mm-10mm攪拌頭長度的中間位置，為了滿足3mm-10mm各式攪拌頭的對刀需求，需要把標定點設(shè)置在柵格顯示屏幕的中心；
5.通過激光器安裝調(diào)節(jié)板上的機械調(diào)整裝置，微調(diào)激光器左右(Y方向)和垂直(Z方向)上的位置，使焊縫中心(綠色小十字標)顯示在屏幕中心，并按下“示教”按鈕，這時激光束的中心和專用攪拌針在X方向的同一直線上，同時激光器在標定高度的位置時，專用攪拌針正好貼合在焊接工件表面；
6.激光自動對刀操作:
(O以焊接3mm鋁板為例，在主軸上安裝3mm規(guī)格的攪拌頭，之前用游標卡尺實測3mm規(guī)格的攪拌頭的長度為2.95mm，在“下壓量”一欄中輸入數(shù)值2.95.由于專用攪拌針的長度為5.0mm,那么要使3_規(guī)格攪拌頭貼緊工件表面，那么Z軸將要在標定高度的位置往下移2.05mm
即:3mm攪拌頭的基準高度=標定高度-2.05 ;(2)通過快速移動X、Y、Z軸，將激光器移動到焊縫焊接起始點附近，觀察屏幕，通過手輪微調(diào)各運動軸，讓被識別焊縫中心的綠色小十字標顯示在柵格顯示屏幕中心區(qū)域附近；
(3)按下“自動對刀”，執(zhí)行如下對刀程序 G91G54
GOIY=$A_DBR [O] F300 // 焊縫中心對刀
//$A_DBR [O] 一實際焊縫中心在激光束上的位置與激光束中心的偏差值 G01Z=-$A_DBR[4]F300 //攪拌頭與工件表面對刀
//$A_DBR[4]—實際焊縫與激光器的高度與3_攪拌頭的基準高度的偏差值； $P_UIFR[I]=CTRANS(Y, $AA_IM[Y], Z, $AA_IM[Z])
Il設(shè)定工件坐標系原點 M30
(4)程序運行完成，3_規(guī)格攪拌頭在焊縫中心，并貼緊表面工件，自動對刀實現(xiàn)。
[0016]以上依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定技術(shù)性范圍。
【主權(quán)項】
1.一種攪拌摩擦焊接設(shè)備激光對刀方法，所述焊接設(shè)備包括設(shè)置在移動機構(gòu)上的激光器和主軸，所述激光器與所述主軸之間間距為前置距離，所述移動機構(gòu)包括設(shè)置在一起的X軸、Y軸和Z軸，所述激光器和所述移動機構(gòu)之間通過調(diào)節(jié)板銜接，所述激光器連接顯示裝置，其特征在于，所述方法包括以下步驟: (1)在所述主軸的刀柄上安裝一個攪拌針； (2)在焊縫中心線上取一點標記為標定點，然后通過手持單元驅(qū)動移動機構(gòu)，使攪拌針端部緊貼工件表面的標定處； (3)使用手持單元驅(qū)動Z軸抬起預(yù)定距離，再驅(qū)動X軸移動一個所述前置距離，使得激光器發(fā)出的激光束通過標定點，然后驅(qū)動Z軸降落所述預(yù)定距離； (4)通過激光束掃描將標定點顯示在顯示裝置上，通過調(diào)節(jié)板移動激光器使顯示器上的坐標中心點與顯示在顯示裝置上的標定點重合； (5)將刀柄上攪拌針更換成攪拌頭，通過移動機構(gòu)調(diào)整攪拌頭和攪拌針在Z軸上的長度差值，使攪拌頭端部緊貼焊縫表面，此時攪拌頭位置為起始位置； (6 )以所述起始位置為參考點，通過軟件程序進行自動對刀。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攪拌摩擦焊接設(shè)備激光對刀方法，其特征在于:所述X軸方向為焊接前進方向、所述Y軸方向為焊縫左右方向，所述Z軸方向為焊縫高度方向。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攪拌摩擦焊接設(shè)備激光對刀方法，其特征在于:所述攪拌針的夂而部結(jié)構(gòu)尖而細。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攪拌摩擦焊接設(shè)備激光對刀方法，其特征在于:步驟(2)中所述預(yù)定距離為2mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攪拌摩擦焊接設(shè)備激光對刀方法，其特征在于:所述攪拌針或所述攪拌頭長度方向與Z軸方向一致。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攪拌摩擦焊接設(shè)備激光對刀方法，其特征在于:標定點通過記號筆標出。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種攪拌摩擦焊接設(shè)備激光對刀方法，包括以下步驟：在主軸的刀柄上安裝一個攪拌針；在焊縫中心線上取一點標記為標定點，然后通過手持單元驅(qū)動移動機構(gòu)，使攪拌針端部緊貼工件表面的標定處；使用手持單元驅(qū)動Z軸抬起預(yù)定距離，再驅(qū)動X軸移動一個前置距離，使得激光器發(fā)出的激光束通過標定點，然后驅(qū)動Z軸降落預(yù)定距離；通過激光束掃描將標定點顯示在顯示裝置上，通過調(diào)節(jié)板移動激光器使顯示器上的坐標中心點與顯示在顯示裝置上的標定點重合；將刀柄上攪拌針更換成攪拌頭，通過移動機構(gòu)調(diào)整攪拌頭和攪拌針在Z軸上的長度差值，使攪拌頭端部緊貼焊縫表面，此時攪拌頭位置為起始位置；以起始位置為參考點，通過軟件程序進行自動對刀。
【IPC分類】B23K20/12
【公開號】CN105195889
【申請?zhí)枴緾N201510675554
【發(fā)明人】張曉進, 韋葉, 蔡智亮, 董肖節(jié), 周法權(quán), 楊國舜
【申請人】航天工程裝備（蘇州）有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年10月19日