[发明专利]一种搅拌摩擦焊自动换刀系统

权利要求书

1.一种可自动换刀的搅拌摩擦焊主轴系统，包括旋转主轴和刀柄、轴套、静止轴肩，所述刀柄安装于旋转主轴上，所述刀柄具有安装搅拌头的空腔结构；其特征在于，所述刀柄上具有刀柄电磁铁结构，所述刀柄电磁铁结构由刀柄控制开关控制通断以实现搅拌头的吸合和拆卸；

所述轴套用于固定静止轴肩，所述轴套下端包括轴套电磁铁结构和通电孔，所述轴套电磁铁结构通过所述通电孔与外部电源相连；所述轴套电磁铁结构由轴套控制开关控制通断以实现静止轴肩的吸合和拆卸；

所述轴套与静止轴肩相接的端面具有内凹或者向外突出的第一卡位结构；所述静止轴肩与轴套相接的端面具有向外突出或内凹的第二卡位结构，所述第一卡位结构和所述第二卡位结构能相互嵌合；所述第一卡位结构或所述第二卡位结构的数量≥2，且数量相同；所述轴套电磁铁结构位于内凹的第一卡位结构内；

其中，在所述刀柄电磁铁结构的位置开有环形通电槽；所述环形通电槽外套装有轴承；所述轴承上设有轴承导电槽，所述轴承导电槽用于放置电线缆；所述轴承内圈固定有电刷结构，所述电刷结构的刷柄处与所述电线缆相接，刷头处与所述环形通电槽接触；所述刀柄电磁铁结构通过所述环形通电槽、所述轴承导电槽、所述电刷结构、所述电线缆与外部电源相连。

2.根据权利要求1所述的主轴系统，其特征在于，所述空腔结构的水平横截面为多边形。

3.根据权利要求2所述的主轴系统，其特征在于，还包括搅拌头，所述搅拌头夹持端与刀柄的接触区域为多棱柱结构。

4.根据权利要求3所述的主轴系统，其特征在于，所述多棱柱结构的水平横截面与所述空腔结构的水平横截面为相同的多边形。

5.根据权利要求3所述的主轴系统，其特征在于，所述搅拌头与所述刀柄的装配长度为5-50mm。

6.一种可自动换刀的搅拌摩擦焊机器人，包括主轴系统，机械臂，控制系统，所述主轴系统安装于机械臂上，控制系统包括刀柄控制开关和/或轴套控制开关，其特征在于，所述主轴系统为权利要求1-5任一项所描述的主轴系统，所述控制系统用于控制机械臂的运动以及所述刀柄控制开关和/或轴套控制开关的通断。

7.一种搅拌摩擦焊自动换刀系统，包括工具库和权利要求6所述的搅拌摩擦焊机器人，其特征在于，所述工具库至少划分为搅拌头放置区，静止轴肩放置区和铣刀放置区；所述控制系统控制搅拌摩擦焊机械臂在焊接区域和工具库之间运动，并控制所述刀柄电磁铁结构和所述轴套电磁铁结构的通断，实现在所述工具库中自动取放工具。

8.根据权利要求7所述的自动换刀系统，其特征在于，所述工具库中的工具具有识别标记。

9.一种搅拌摩擦焊接方法，用于权利要求1所述的主轴系统中，其特征在于，至少包括如下步骤：

接收安装搅拌头和静止轴肩信息；

移动主轴至选定的搅拌头位置，吸合并装夹所述搅拌头；

移动主轴至选定的静止轴肩位置，吸合并装夹所述静止轴肩；

接收焊接开始信息；

移动主轴至焊接工作区，进行焊接。

10.根据权利要求9所述的焊接方法，其特征在于，还包括如下步骤：

接收更换搅拌头和静止轴肩信息；

移动主轴至静止轴肩放置区预定位置，放置静止轴肩；

移动主轴至搅拌头放置区预定位置，放置搅拌头；

移动主轴至选定的搅拌头位置，吸合并装夹所述搅拌头；

移动主轴至选定的静止轴肩位置，吸合并装夹所述静止轴肩。

11.根据权利要求9所述的焊接方法，其特征在于，还包括如下步骤：

接收焊接结束信息；

接收安装铣刀信息；

移动主轴至静止轴肩放置区预定位置，放置静止轴肩；

移动主轴至搅拌头放置区预定位置，放置搅拌头；

移动主轴至选定的铣刀所在位置，吸合并装夹所述铣刀；

移动主轴至焊接工作区，进行铣削。