[发明专利]一种用于搅拌摩擦焊工艺的控制系统及试验平台

权利要求书

1.一种用于搅拌摩擦焊工艺的控制系统，其特征在于，包括：采集卡，数据采集箱，数控系统，控制模块和拓展模块；温度测试模块和力测试模块分别与所述采集卡连接，采集卡与数据采集箱连接，力测试模块和温度测试模块的信号传递到采集卡，采集卡采集的数据经过数据采集箱传递至PC，在PC上对信号进行读取、储存和分析；控制模块和拓展模块分别和所述数控系统连接，工艺参数测试模块和功率测试模块分别与所述控制模块连接，功率测试模块和电机测试模块连接，电机测试模块和加速度测试模块连接，控制模块采集的数据经过数控系统传递至PC；

温度测试模块、力测试模块、工艺参数测试模块、功率测试模块、电机测试模块、加速度测试模块、拓展模块和控制模块设置于搅拌摩擦焊设备上；搅拌摩擦焊设备包括：主轴、搅拌头、电机和工作台；

温度测试模块：用于采集主轴的温度、焊缝的温度、被焊接母材的温度、工作台的温度及搅拌头的温度数据；

力测试模块：用于采集主轴的顶锻力、工作台纵向焊接进给抗力、工作台横向焊接张力及工作台轴向焊接压力数据；

工艺参数测试模块：用于采集主轴的旋转速度、工作台移动时的焊接速度、搅拌头的倾斜角及搅拌头的下压量数据；

功率测试模块：用于采集电机的功率、电压、电流和扭矩数据；

电机测试模块：用于对焊接设备的动作的进行控制；

加速度测试模块：用于采集电机工作时加速度的数据；

拓展模块：用于自动换刀控制；

控制模块：用于对各种采集数据进行处理和控制。

2.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊工艺的控制系统,其特征在于，所述温度测试模块包括：

主轴温度传感器，用于测量主轴温度；

焊缝温度传感器，用于测量焊缝温度；

母材温度传感器，用于测量母材温度；

工作台温度传感器，用于测量工作台温度；

搅拌头温度传感器，用于测量搅拌头温度。

3.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊工艺的控制系统,其特征在于，所述力测试模块包括：

主轴力传感器，用于采集数据包括主轴的顶锻力；

进给抗力传感器，用于采集焊接进给抗力；

焊接张力传感器，用于采集横向焊接张力；

轴向压力传感器，用于采集工作台轴向焊接压力。

4.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊工艺的控制系统,其特征在于，所述的工艺参数测试模块包括：

旋转速度传感器，用于测量主轴的旋转速度；

进给速度传感器，用于测量工作台移动时的焊接速度；

倾斜角传感器，用于测量搅拌头的倾斜角；

下压量传感器，用于测量搅拌头的下压量。

5.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊工艺的控制系统,其特征在于，所述功率测试模块包括：功率测试电压传感器，用于采集电机的功率、电压、电流和扭矩数据。

6.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊工艺的控制系统,其特征在于，所述电机测试模块包括：角度传感器，用于对焊接设备的动作的进行控制。

7.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊工艺的控制系统,其特征在于，所述加速度测试模块包括：主轴上的加速度传感器，采集电机工作时加速度的数据。

8.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊工艺的控制系统,其特征在于，所述拓展模块包括：设备左侧位置的自动换刀装置，用于设备的自动换刀控制。

9.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊工艺的控制系统,其特征在于，所述控制模块包括：电气测试系统和主轴上的可靠性和稳定性控制系统，用于控制设备的可靠性和稳定性。

10.一种基于权利要求1所述的用于搅拌摩擦焊工艺的控制系统的试验平台,其特征在于，包括：搅拌摩擦焊设备，所述搅拌摩擦焊设备包括：机身、电机、联轴器、万向节、主轴、搅拌头和工作台，所述电机连接于机身上，电机依次通过联轴器和万向节与主轴连接，所述主轴前端设置搅拌头，所述的搅拌头的下方设置工作台，工作台上设置工装板；

所述的主轴上设置功率测试电压传感器、主轴力传感器、加速度传感器、角度传感器和主轴温度传感器；

所述的搅拌头上设置搅拌头温度传感器；

所述工装板与工作台之间设置进给抗力传感器、焊接张力传感器和轴向压力传感器；

所述工作台表面分布焊缝温度传感器，母材温度传感器和工作台温度传感器和焊接张力传感器。