本發(fā)明涉及摩擦攪拌焊接，具體為一種高精度摩擦攪拌焊接機(jī)。

背景技術(shù)：

1、摩擦攪拌焊接是一種固態(tài)焊接工藝，在工具的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給作用下，焊接工具的攪拌頭將在接頭區(qū)域內(nèi)進(jìn)行機(jī)械攪拌。這種攪拌使得金屬材料在固態(tài)狀態(tài)下被重組，從而實(shí)現(xiàn)接合，主要用于連接鋁合金和其他金屬材料，尤其是在航空航天、汽車和船舶制造等領(lǐng)域。

2、摩擦攪拌焊接相較于傳統(tǒng)焊接方式具有熱量分布均勻，可降低材料的熱應(yīng)力和變形，能實(shí)現(xiàn)接頭強(qiáng)度接近母材的水平，同時(shí)由于焊件在固態(tài)下連接，避免了熔化過(guò)程中的缺陷（如氣孔、裂紋等）等優(yōu)點(diǎn)。

3、操作較為簡(jiǎn)單、低成本、低變形量、高接頭強(qiáng)度的摩擦攪拌焊接成了很多焊接工件的首選焊接方式，但是上述焊接優(yōu)點(diǎn)主要是針對(duì)于焊縫較為平直的工件，在焊接弧形等不規(guī)則的焊縫時(shí)，摩擦攪拌焊接的優(yōu)勢(shì)則無(wú)法發(fā)揮出來(lái)，甚至于無(wú)法實(shí)現(xiàn)焊接，一般來(lái)說(shuō)，不規(guī)則的焊縫通常采用手工電弧焊或氣體保護(hù)焊進(jìn)行焊接，這兩種焊接方式都能很好地適應(yīng)各種形狀和尺寸的焊縫，并且操作靈活，能夠滿足不同工藝要求，但是手工電弧焊存在精度不佳，人工強(qiáng)度大，效率低的問(wèn)題，而氣體保護(hù)焊受環(huán)境、焊接位置以及成本等影響較大，最主要的是由于氣體保護(hù)焊通常使用較高的熱量輸入，這可能導(dǎo)致較大的焊接變形，特別是在薄板焊接中；

4、因此如何使用操作較為簡(jiǎn)單、低成本、低變形量、高接頭強(qiáng)度的摩擦攪拌焊接方式實(shí)現(xiàn)對(duì)焊縫不規(guī)整工件的焊接是當(dāng)下焊接領(lǐng)域所需解決的問(wèn)題。

5、針對(duì)上述問(wèn)題，急需在原有摩擦攪拌焊接機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明技術(shù)方案針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)解決方案過(guò)于單一的技術(shù)問(wèn)題，提供了顯著不同于現(xiàn)有技術(shù)的解決方案，具體地本發(fā)明的目的在于提供一種高精度摩擦攪拌焊接機(jī)，以解決上述背景技術(shù)提出操作較為簡(jiǎn)單、低成本、低變形量、高接頭強(qiáng)度的摩擦攪拌焊接成了很多焊接工件的首選焊接方式，但是上述焊接優(yōu)點(diǎn)主要是針對(duì)于焊縫較為平直的工件，在焊接弧形等不規(guī)則的焊縫時(shí)，摩擦攪拌焊接的優(yōu)勢(shì)則無(wú)法發(fā)揮出來(lái)，甚至于無(wú)法實(shí)現(xiàn)焊接的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種高精度摩擦攪拌焊接機(jī)，包括由上直角板和下直角板連接組成的c形機(jī)架、與上直角板懸掛式活動(dòng)連接的攪拌摩擦焊頭以及安裝于c形機(jī)架開口區(qū)域內(nèi)的定位機(jī)構(gòu)，所述攪拌摩擦焊頭的非作業(yè)端安裝有與下直角板伸縮式活動(dòng)連接且能夠依據(jù)焊縫自適應(yīng)偏擺并靈活調(diào)節(jié)攪拌摩擦焊頭焊接方位的糾偏擺件，且糾偏擺件的下端鉸接有與下直角板活動(dòng)連接的伸縮柱。

3、優(yōu)選的，所述上直角板的兩條直角邊分別貼合垂直設(shè)置有上縱板和上橫板，且上縱板的端部螺紋貫穿有安裝于上直角板上表面的單向絲桿，并且單向絲桿的端部安裝有伺服電機(jī)。

4、優(yōu)選的，所述上橫板的端部滑動(dòng)貫穿有安裝于上直角板上表面的上導(dǎo)向柱，且上縱板和上橫板為相互貼合的空間錯(cuò)位式垂直分布。

5、優(yōu)選的，所述上縱板和上橫板的內(nèi)部均貫通開設(shè)有滑槽，且上縱板和上橫板內(nèi)部滑槽的空間重疊區(qū)域卡合設(shè)置有機(jī)械臂，所述機(jī)械臂的外壁對(duì)稱固定有貼合于上縱板上表面和上橫板下表面的擋環(huán)，且機(jī)械臂的伸縮調(diào)節(jié)端連接有高速電機(jī)，并且攪拌摩擦焊頭與高速電機(jī)的輸出端連接。

6、優(yōu)選的，所述攪拌摩擦焊頭的外壁軸承安裝有環(huán)形定位件，且糾偏擺件的端部水平貫穿式設(shè)置有插桿，并且插桿的端部與環(huán)形定位件側(cè)壁固定連接，所述環(huán)形定位件滑動(dòng)設(shè)置于糾偏擺件上端貫通開設(shè)的滑軌中；

7、所述插桿的外壁纏繞有第一彈簧，且第一彈簧的一端焊接于插桿的端部，并且第一彈簧的另一端固定于糾偏擺件的外壁。

8、優(yōu)選的，所述糾偏擺件為u形設(shè)置，且糾偏擺件的u形端口之間緊繃式垂直設(shè)置有內(nèi)外兩個(gè)均位于焊縫中用以定位攪拌摩擦焊頭的導(dǎo)正線，并且導(dǎo)正線為耐高溫的高強(qiáng)度材質(zhì)，所述伸縮柱的中軸線與內(nèi)側(cè)導(dǎo)正線的中軸線重合。

9、優(yōu)選的，所述下直角板的兩條直角邊分別貼合垂直設(shè)置有下縱板和下橫板，且下縱板和下橫板的端部均滑動(dòng)貫穿有安裝于下直角板兩條直角邊上表面的下導(dǎo)向柱。

10、優(yōu)選的，所述下縱板和下橫板為相互貼合的空間錯(cuò)位式垂直分布，且下縱板和下橫板的內(nèi)部均貫通開設(shè)有滑槽，并且伸縮柱的下端卡合設(shè)置于下縱板和下橫板內(nèi)部滑槽的空間重疊區(qū)域；

11、所述伸縮柱的外壁對(duì)稱固定有貼合于下縱板上表面和下橫板下表面的擋環(huán)。

12、優(yōu)選的，所述定位機(jī)構(gòu)包括固定安裝的t形板、安裝于t形板邊側(cè)的雙向絲桿以及對(duì)稱式螺紋安裝于雙向絲桿外壁上用以?shī)A持工件的側(cè)夾板，所述t形板的側(cè)壁開設(shè)有用以限位側(cè)夾板的凹槽，且t形板的中心處螺紋安裝有調(diào)節(jié)桿，且調(diào)節(jié)桿的端部對(duì)稱式鉸接有用以分別承托兩個(gè)焊接工件的l形承托板。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

14、當(dāng)工件之間的焊縫為直線形時(shí)，兩根導(dǎo)正線同步位于直線焊縫中，由于導(dǎo)正線緊繃可以理解為兩根細(xì)柱體，且兩根導(dǎo)正線所組成的面與糾偏擺件平行，因此水平插入直線焊縫中的兩根導(dǎo)正線也會(huì)使糾偏擺件處于與直線焊縫對(duì)直的狀態(tài)，隨后，啟動(dòng)伺服電機(jī)，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)單向絲桿旋轉(zhuǎn)，在螺紋作用以及c形機(jī)架上表面的貼合限位作用下上縱板會(huì)沿著單向絲桿的外壁水平移動(dòng)，且移動(dòng)方向與焊縫所在直線平行或者說(shuō)重合，此時(shí)上縱板通過(guò)推動(dòng)機(jī)械臂沿著上橫板內(nèi)部的滑槽水平傳輸同時(shí)帶動(dòng)高速電機(jī)以及攪拌摩擦焊頭沿著直線焊縫水平傳輸，且在此期間糾偏擺件以及受到糾偏擺件導(dǎo)向的攪拌摩擦焊頭均會(huì)保持與直線焊縫貼合的水平移動(dòng)狀態(tài)不會(huì)發(fā)生角度偏轉(zhuǎn)，一方面當(dāng)攪拌摩擦焊頭的落料深度調(diào)節(jié)時(shí)，伸縮柱可適應(yīng)糾偏擺件的高度變化；另一方面伸縮柱可追隨糾偏擺件在下縱板和下橫板所圍成的矩形區(qū)域內(nèi)進(jìn)行任意移動(dòng)，以此可實(shí)現(xiàn)對(duì)直線形焊縫的焊接；

15、當(dāng)需要焊接不規(guī)則弧形焊縫時(shí)，同樣使兩根導(dǎo)正線位于焊接的初始位置，此時(shí)由于兩根導(dǎo)正線所處在的焊縫為弧形焊縫，兩根導(dǎo)正線所在的平面為該區(qū)域弧形焊縫的切線位置，因此通過(guò)兩根導(dǎo)正線延展出來(lái)位于同一平面內(nèi)的糾偏擺件也會(huì)偏擺到與該弧形焊縫相切的角度，當(dāng)糾偏擺件角度發(fā)生變化時(shí)，糾偏擺件會(huì)以內(nèi)側(cè)導(dǎo)正線和下方伸縮柱的公用中軸線為軸進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，而糾偏擺件偏轉(zhuǎn)時(shí)其內(nèi)部的通槽會(huì)適應(yīng)性的朝著偏擺的方向推動(dòng)環(huán)形定位件，而環(huán)形定位件受到機(jī)械臂的位置限制不能發(fā)生橫向移動(dòng)，因此環(huán)形定位件在受到推動(dòng)作用后會(huì)通過(guò)攪拌摩擦焊頭反推高速電機(jī)以及機(jī)械臂，從而使得機(jī)械臂帶動(dòng)上橫板沿著上導(dǎo)向柱的外壁適應(yīng)性滑動(dòng)并帶動(dòng)插桿適應(yīng)性伸縮以滿足糾偏擺件的旋轉(zhuǎn)需要；

16、隨后，啟動(dòng)伺服電機(jī)和高速電機(jī)，同理單向絲桿通過(guò)上縱板對(duì)機(jī)械臂以及下方的攪拌摩擦焊頭產(chǎn)生沿著焊縫方向的水平推力，但是攪拌摩擦焊頭的偏擺角度（縱向位移）由糾偏擺件調(diào)控，而糾偏擺件的角度由兩根導(dǎo)正線調(diào)控，同時(shí)兩根導(dǎo)正線又會(huì)時(shí)刻處于與所在弧形焊縫相切的角度，因此外部的u形糾偏擺件會(huì)時(shí)刻保證與焊縫弧度相切的角度，也就是說(shuō)攪拌摩擦焊頭會(huì)時(shí)刻處于糾偏擺件與弧形接縫的切點(diǎn)位置，而且兩根導(dǎo)正線在沿著焊縫行走時(shí)會(huì)隨著弧形接縫的弧度變化而時(shí)刻發(fā)生角度變化，因此攪拌摩擦焊頭也會(huì)在糾偏擺件的迫使下時(shí)刻變化切點(diǎn)位置（橫向位置），從而使得攪拌摩擦焊頭能夠嚴(yán)格按照弧形接縫的切點(diǎn)位置移動(dòng)，焊接精度較高，適用于高精度工件的不規(guī)則焊縫連接，且自動(dòng)化程度較高，能夠嚴(yán)格按照弧形接縫的切點(diǎn)位置移動(dòng)并能夠跟隨弧度的變化而自適應(yīng)變化，也能夠適應(yīng)弧形接縫和直線接縫交替的焊縫焊接。