[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

说明书

本发明公开了一种用于搅拌摩擦焊工艺的控制系统及试验平台，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，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，加速度测试模块通过电机测试模块连接于功率测试模块，控制模块采集的数据经过数控系统传递至PC。本发明每个模块都有与之相对应的传感器，传感器信号传递至数据采集卡，数据采集机箱将采集卡采集的数据上传至上位机进行读取和存储，实现实时监测设备测试情况。

技术领域

本发明公开了一种用于搅拌摩擦焊工艺的控制系统及试验平台，涉及搅拌摩擦焊技术领域。

背景技术

搅拌摩擦焊技术是一种新型的固相连接技术，该技术与普通熔焊相比具有更多显著优势。搅拌摩擦焊设备应用于航天、航空、高铁等领域，与普通熔焊相比，更易于实现加工自动化、智能化。

目前，在搅拌摩擦焊设备及工艺有大量的研究，但是基于工艺试验平台的控制系统却很少的研究。对搅拌摩擦焊工艺的研究大多依赖经验和工艺试验，并没有系统的工艺参数数据分析及控制研究。

发明内容

本发明针对上述背景技术中的缺陷，提供一种用于搅拌摩擦焊工艺的控制系统及试验平台，以实现焊接过程中工艺与设备状态的实时监测与在线反馈智能控制，实现对搅拌摩擦焊设备高性能和智能化设计，提高焊接质量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种用于搅拌摩擦焊工艺的控制系统，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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。