[发明专利]用于搅拌摩擦点焊设备的伺服控制旋转夹紧装置

说明书

技术领域

本发明通常涉及用于在搅拌摩擦点焊过程期间可调整地将工件夹紧在一起的系统和方法。

背景技术

搅拌摩擦点焊(FSSW)是固态焊接技术，其能形成点焊而不用熔化工件。在FSSW过程中，带有波状外形搅拌针(rotating tip)的搅拌头(rotating tool)抵靠两个或更多工件插入，例如平的金属板件，从而最终的摩擦将工件连结在一起。在该过程中，搅拌头的搅拌针穿过顶部工件并进入下方的工件。在搅拌头的搅拌针离开顶部工件的接合表面并进入下方工件的接合表面时，搅拌头会使得上方工件升起离开下方工件并使上方工件不期望地偏离下方工件。

发明内容

一种用于焊接设备的压力施加装置，可以包括环形套圈、壳体部件、压力脚。壳体部件可以与环形套圈联接且可相对于环形套圈选择性地旋转。压力脚可以至少部分地位于壳体部件中且具有不连续的接触表面，所述不连续的接触表面用于接触工件和对工件施加夹紧压力。该脚也可以具有用于容纳焊接头的中央开口，不连续的接触表面可以具有第一和第二接触表面，所述第一和第二接触表面分别设置在中央开口的基本上相对的侧面上。

电动机可以联接到壳体部件，例如通过多个齿轮，且可以配置为使壳体部件相对于环形套圈旋转。该设备可以进一步包括处理器，所述处理器配置为可控地驱动电动机以让壳体部件旋转。在一种构造中，处理器可被配置为在部件和焊接设备的相对平移之后重新评估壳体部件的旋转位置。

压力施加装置可以进一步包括偏压部件，所述偏压部件至少部分地位于壳体部件中且配置为施加抵靠压力脚的力。另外，压力脚可以相对于壳体部件不可旋转。该环形套圈可以配置为将压力施加装置可固定地安装到焊接设备。

在另一实施例中，压力施加装置可以用于搅拌摩擦点焊设备，该设备可以包括焊接头、旋转驱动部分、支撑特征结构和/或插入部分。旋转驱动部分可以联接到焊接头且配置为在搅拌摩擦点焊过程中让焊接头旋转。类似地，插入部分可以配置为将焊接头沿深度方向朝向支撑特征结构驱动。

在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。

附图说明

图1是搅拌摩擦点焊设备的侧视图。

图2是可用于搅拌摩擦点焊设备的装置的示例性实施例的透视截面图。

图3是图2的示例性装置的剖视图，其中装置被显示为运行中。

图4是在部件上的第一位置执行焊接操作的搅拌摩擦点焊设备的透视图。

图5是在部件上的第二位置执行焊接操作的、图4的搅拌摩擦点焊设备的透视图。

具体实施方式

参见附图，其中在各种附图中相同的附图标记用于表示相同的部件，图1示出了搅拌摩擦点焊(FSSW)设备10的侧视图。如所示的，FSSW设备10可以附接到焊接臂12，该焊接臂12可大致具有“C”形的形状。焊接臂12可还具有焊接夹具/支撑特征结构14，该焊接夹具/支撑特征结构14设置在臂12的端部上并基本上对着FSSW设备10。FSSW设备可以具有可旋转焊接头(welding tool)16、旋转驱动部分18和插入部分20。旋转驱动部分18可以包括例如电动机，该电动机可以使焊接头16以高速率的角速度旋转。在FSSW过程期间，插入部分20可以将焊接头沿轴向深度方向22朝向支撑特征结构14驱动，其中所述插入部分20可以接触要被焊接的工件。

在FSSW过程期间，压力施加装置30可以用于FSSW设备10以将多个工件中的一个或多个相对于其他工件维持在基本平坦或齐平的取向。更具体地，压力施加装置30可被安装或以其他方式附接到FSSW设备10的可操作端部——即，该端部是FSSW设备10的位于焊接头16附近的部分——从而该压力施加装置30对着要被焊接的上方工件施加稳定力。在FSSW设备10的旋转焊接头16穿过上方工件并进入下方工件时，通过装置30施加的稳定力可以阻止上方工件偏斜。尽管目前的描述在FSSW设备10的背景下做出，但是应理解本文公开的压力施加装置30可用于本领域公知的其他类型的焊接设备而并不仅限于FSSW焊机。