一种铝合金搅拌摩擦焊接头的研磨修复装置的制作方法

1.本实用新型涉及焊接头的打磨装置改进设计技术领域，尤其涉及一种铝合金搅拌摩擦焊接头的研磨修复装置。


背景技术：

2.在搅拌摩擦焊接中，搅拌头的设计是非常关键的，其大小与形状决定了加热、塑性流动和塑化材料被顶锻的模式，同时还决定了焊缝的尺寸、焊接速度和工具的强度；搅拌头材料决定了摩擦生热率、搅拌针的强度和焊接温度，而焊接温度则最终决定了何种材料能够进行搅拌摩擦焊接。搅拌头材料、搅拌头轴肩和搅拌针的型体是搅拌头优劣的3个主要决定性因素，关系到连接接头的性能与生产成本和效率，如图5所示为常见的焊接头结构。
3.对于焊接头在用于搅拌摩擦焊接铝合金板件或壳体件后，自身会沾附部分待焊接铝合金材料形成毛刺等附着物，也有放置一段时间后表面出现氧化物等情况，可能影响下次焊接的质量，常见的研磨焊接头的方式主要有两种：一种是用打磨纸将焊接头部的氧化物打磨掉；另一种是利用倒角刀将焊接头部削磨成渐变状(倒角)。这两种加工方法打磨出来的焊接头部容易产生毛刺，研磨效率较低，直接投入使用容易导致焊接头部尖端放电，以致炸焊，影响焊接质量。
4.现有技术中，公开号为cn207900838u的专利公开了一种研磨组件，所述研磨组件包括：驱动装置、联轴器和磨削轮，其中，所述驱动装置固定设置在安装板上，所述磨削轮通过所述联轴器固定设置在所述驱动装置的动力输出轴上。本实用新型提供的研磨组件，能够去除现有技术中这两种工艺打磨后焊接头上产生的毛刺，适用范围广，结构简单、成本低，去除毛刺效率高、效果好。
5.上述技术方案中，虽然可以实现焊接头研磨的功能，但是，需要手持或通过夹具将焊接头从伸入口伸入防护罩内进行打磨，焊接头无法准确定位，打磨质量无法保证。
6.为此，我们提出一种铝合金搅拌摩擦焊接头的研磨修复装置解决上述问题。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种铝合金搅拌摩擦焊接头的研磨修复装置，通过两个打磨棒依次研磨焊接头，提升工作效率。
8.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种铝合金搅拌摩擦焊接头的研磨修复装置，通过机械手抓取焊接头放置于打磨工位处加工，包括第一主轴，所述的第一主轴下方连接第一打磨棒，第一打磨棒悬设于第一旋转装夹气缸上方；
9.第二主轴，所述的第二主轴下方连接第二打磨棒，第二打磨棒悬设于第二旋转装夹气缸上方；
10.来料板，所述的来料板上插装有若干待研磨加工焊接头；
11.定位机构，所述的定位机构包括两个相对设置可左右伸缩的第一限位板和两个相对设置可前后伸缩的第二限位板，第一限位板和第二限位板之间构成的空腔内设有支撑
板，支撑板上开孔并活动放置有待加工焊接头；
12.成品箱，所述的成品箱包括放置板，放置板通过机架悬设于油槽上，油槽两侧部的机架上还设有升降气缸，升降气缸驱动油槽升高可浸润放置板上插装的焊接头。
13.进一步的，如上所述的第一主轴和第二主轴共用x轴和y轴，在x轴方向第一主轴和第二主轴可分别移动，在y轴方向第一主轴和第二主轴同步运动。
14.进一步的，如上所述的第一主轴和第二主轴在z轴方向分别通过丝杆机构升降运动，第一打磨棒和第二打磨棒分别通过伺服电机降速后驱动。
15.进一步的，如上第一旋转装夹气缸和第二旋转装夹气缸分别通过两个半圆卡板夹持焊接头并可使焊接头旋转运动。
16.进一步的，如上所述的来料板和成品箱分别位于定位机构的两侧安装。
17.进一步的，如上所述的来料板和放置板均为带镂空孔的板件，该镂空孔容纳焊接头的主体部并卡住焊接头。
18.进一步的，如上所述的支撑板安装在底板上，支撑板和底板之间设有双头气缸。
19.进一步的，如上所述的双头气缸的两端分别通过伸缩轴连接角块，角块的两端上分别固定第一限位板和第二限位板。
20.进一步的，如上所述的角块由两个互相垂直的直板构成，直板上安装第一限位板或第二限位板。
21.进一步的，如上所述的支撑板上加工有活动插装焊接头的主体部的通孔，第一限位板和第二限位板的形状为梯形且设有条形孔。
22.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本装置通过设计来料板批量插装待研磨的焊接头，结合定位机构和旋转装夹气缸可以实现焊接头在研磨工位处的精准定位，其中，通过外购的机械手实现焊接头的转移动作，此外旋转装夹气缸可以多角度转动，与主轴三轴运动匹配，能使伺服电机带动打磨杆进行多方位的研磨操作，此外双主轴研磨可以进行粗磨和精磨，提升连续工作的效率，最后利用成品箱浸润防锈油或其他保护油脂进行研磨后焊接头的保养。
附图说明
23.图1为本实用新型的整机示意图；
24.图2为本实用新型的定位机构示意图；
25.图3为图2的爆炸示意图；
26.图4为本实用新型的成品箱示意图；
27.图5为本实用新型的焊接头结构图。
28.图中：1.第一主轴；11.第一打磨棒；2.第二主轴；21.第二打磨棒；3.旋转装夹气缸；4.来料板；5.定位机构；51.底板；52.双头气缸；53.角块；54.第一限位板；55.第二限位板；56.支撑板；6.成品箱；61.放置板；62.油槽；63.机架；64.升降气缸；7.焊接头；71.搅拌针；72.轴肩；73.定位环。
具体实施方式
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“连接”、“设置”等，应做广义理解，例如，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当元件被认为“安装在”另一个元件上，它可以直接安装在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。
31.对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.参照图1-5所示，实施例一，本实用新型的一种铝合金搅拌摩擦焊接头的研磨修复装置，通过外购的机械手抓取焊接头7放置于打磨工位处加工，具体的动作为，机械手可将来料板4上的焊接头7抓取至定位机构5上进行定位，然后在抓取至旋转装夹气缸3的夹持部处进行装夹固定，最后抓取至成品箱6内放置。本技术的焊接头7研磨修复装置包括第一主轴1，所述的第一主轴1下方连接第一打磨棒11，第一打磨棒11悬设于第一旋转装夹气缸上方，第一打磨棒11通过第一主轴1上安装的伺服电机降速后驱动，第一打磨棒11可通过第一主轴1在整机上的设置实现三维空间运动；第二主轴2，所述的第二主轴2下方连接第二打磨棒21，第二打磨棒21悬设于第二旋转装夹气缸上方，第二打磨棒21通过第二主轴2上安装的伺服电机降速后驱动，第二打磨棒21可通过第二主轴2在整机上的设置实现三维空间运动，旋转装夹气缸3设有两个分别用在粗磨打磨工位和精磨打磨工位；
34.来料板4，所述的来料板4上插装有若干待研磨加工的焊接头7；定位机构5，所述的定位机构5包括两个相对设置可左右伸缩的第一限位板54和两个相对设置可前后伸缩的第二限位板55，第一限位板54和第二限位板55之间构成的空腔内设有支撑板56，支撑板56上开孔并活动放置有待加工焊接头7；成品箱6，所述的成品箱6包括放置板61，放置板61通过机架63悬设于油槽62上，油槽62两侧部的机架63上还设有升降气缸64，升降气缸64驱动油槽62升高可浸润放置板61上插装的焊接头7。具体的，所述的来料板4和成品箱6分别位于定位机构5的两侧安装，所述的来料板4和放置板61均为带镂空孔的板件，该镂空孔容纳焊接头7的主体部并卡住焊接头7。
35.实施例二，在实施例一的技术方案的基础上，一种铝合金搅拌摩擦焊接头的研磨修复装置，对于焊接头7的打磨方式而言，主要是通过两个打磨棒自身转动进行焊接头7的研磨，可辅助冷却液进行冲洗焊接头7，减小焊接头7研磨时的发热量，控制其形变量，以保证研磨操作精准可靠。具体的，所述的第一主轴1和第二主轴2共用x轴和y轴，在x轴方向第
一主轴1和第二主轴2可分别移动，在y轴方向第一主轴1和第二主轴2同步运动，即在龙门梁的梁上分别固定两个单独动作的主轴，通过单独的横向丝杆机构和马达驱动而直线运动，这两个主轴在竖直方向共用龙门梁的柱子，龙门梁整体沿y轴移动时两个主轴的动作一致。
36.进一步的，所述的第一主轴1和第二主轴2在z轴方向分别通过丝杆机构升降运动，丝杆机构的动作为常规技术方案，利用马达将旋转动作转换为直线运动，在此不做赘述，第一打磨棒11和第二打磨棒21分别通过伺服电机降速后驱动，由于两个打磨棒均安装在两个主轴上，对于主轴而言，可以在x轴、y轴和z轴三个方向进行运动，使得打磨棒可以接触到焊接头7的外轮廓以便进行研磨修复。此外，第一旋转装夹气缸和第二旋转装夹气缸分别通过两个半圆卡板夹持焊接头7并可使焊接头7旋转运动，对于旋转装夹气缸3而言，由于焊接头7在上一步骤中已通过定位机构5进行定位，只需要保证两个半圆卡板这一夹持部在初始状态调好位置，后续机械手则直接将焊接头7转移至夹持部处进行夹紧操作，此外由于旋转装夹气缸3的自身具备旋转功能，打磨棒研磨过程中，焊接头7在旋转装夹气缸3的带动下可以进行一定角度的转动，用以辅助打磨棒对其进行多方位的打磨操作。
37.实施例三，一种铝合金搅拌摩擦焊接头的研磨修复装置，焊接头7的结构如图5所示，搅拌针71位于轴肩72上的中心位置，轴肩72下部设置定位环73，定位环73下方为主体部，焊接头7研磨修复装置包括第一主轴1，所述的第一主轴1下方连接第一打磨棒11，第一打磨棒11悬设于第一旋转装夹气缸上方；第二主轴2，所述的第二主轴2下方连接第二打磨棒21，第二打磨棒21悬设于第二旋转装夹气缸上方；来料板4，所述的来料板4上插装有若干待研磨加工焊接头7；定位机构5，所述的定位机构5包括两个相对设置可左右伸缩的第一限位板54和两个相对设置可前后伸缩的第二限位板55，第一限位板54和第二限位板55之间构成的空腔内设有支撑板56，支撑板56上开孔并活动放置有待加工焊接头7；成品箱6，所述的成品箱6包括放置板61，放置板61通过机架63悬设于油槽62上，油槽62两侧部的机架63上还设有升降气缸64，升降气缸64驱动油槽62升高可浸润放置板61上插装的焊接头7。
38.对于定位机构5而言，所述的支撑板56安装在底板51上，支撑板56上加工有通孔，该通孔的直径大于焊接头7的主体部并小于定位环73的外径，可以使所述的支撑板56上加工有活动插装焊接头7的主体部的通孔，支撑板56和底板51之间设有双头气缸52，所述的双头气缸52的两端分别通过伸缩轴连接角块53，角块53的两端上分别固定第一限位板54和第二限位板55，其中所述的角块53由两个互相垂直的直板构成，两个直板之间通过倒角板连接，避免尖角让工人磕碰受伤，直板上安装第一限位板54或第二限位板55。第一限位板54和第二限位板55的形状为梯形且设有条形孔，四个限位板的设计，两两相对设置，在双头气缸52的作用下可以互相靠拢或远离，限位板的梯形边设计使其两两不会触碰，即在触碰定位焊接头7的定位环73前，各个限位板彼此不会接触以免卡死。定位机构5对焊接头7的定位，取决于焊接头7的尺寸以及四个限位板尺寸的设计，在双头气缸52提供动力的情况下完成定位和复位，特别的，为避免损坏焊接头7，还可以在限位板的侧部包裹一层弹性体或硅胶层。
39.对于成品箱6的结构而言，左右两个机架63之间固定u型板，u型板的底部为带镂空孔的放置板61，同时单个机架63上还分别安装有升降气缸64，升降气缸64的伸缩轴上通过托板支撑油槽62，油槽62尺寸大于u型板的底部尺寸，使得油槽62在升降气缸64的支撑下可以提升并浸润放置板61，油槽62中盛装防锈油或其他保护油脂进行研磨后焊接头7的保养。
40.本实用新型装置中，涉及到的各部件的装配和配合关系，各种气缸和机械手以及电机等为现有技术或材料，所属的技术人员根据所需的产品型号和规格，可以直接从市面购买或者订做。
41.文中出现的电器元件均与外界的主控器及220v市电或工业用电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制作用的常规已知设备。
42.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种铝合金搅拌摩擦焊接头的研磨修复装置，通过机械手抓取焊接头(7)放置于打磨工位处加工，其特征在于，包括第一主轴(1)，所述的第一主轴(1)下方连接第一打磨棒(11)，第一打磨棒(11)悬设于第一旋转装夹气缸上方；第二主轴(2)，所述的第二主轴(2)下方连接第二打磨棒(21)，第二打磨棒(21)悬设于第二旋转装夹气缸上方；来料板(4)，所述的来料板(4)上插装有若干待研磨加工焊接头(7)；定位机构(5)，所述的定位机构(5)包括两个相对设置可左右伸缩的第一限位板(54)和两个相对设置可前后伸缩的第二限位板(55)，第一限位板(54)和第二限位板(55)之间构成的空腔内设有支撑板(56)，支撑板(56)上开孔并活动放置有待加工焊接头(7)；成品箱(6)，所述的成品箱(6)包括放置板(61)，放置板(61)通过机架(63)悬设于油槽(62)上，油槽(62)两侧部的机架(63)上还设有升降气缸(64)，升降气缸(64)驱动油槽(62)升高可浸润放置板(61)上插装的焊接头(7)。2.根据权利要求1所述的一种铝合金搅拌摩擦焊接头的研磨修复装置，其特征在于，所述的第一主轴(1)和第二主轴(2)共用x轴和y轴，在x轴方向第一主轴(1)和第二主轴(2)可分别移动，在y轴方向第一主轴(1)和第二主轴(2)同步运动。3.根据权利要求2所述的一种铝合金搅拌摩擦焊接头的研磨修复装置，其特征在于，所述的第一主轴(1)和第二主轴(2)在z轴方向分别通过丝杆机构升降运动，第一打磨棒(11)和第二打磨棒(21)分别通过伺服电机降速后驱动。4.根据权利要求3所述的一种铝合金搅拌摩擦焊接头的研磨修复装置，其特征在于，所述的第一旋转装夹气缸和第二旋转装夹气缸分别通过两个半圆卡板夹持焊接头(7)并可使焊接头(7)旋转运动。5.根据权利要求4所述的一种铝合金搅拌摩擦焊接头的研磨修复装置，其特征在于，所述的来料板(4)和成品箱(6)分别位于定位机构(5)的两侧安装。6.根据权利要求5所述的一种铝合金搅拌摩擦焊接头的研磨修复装置，其特征在于，所述的来料板(4)和放置板(61)均为带镂空孔的板件，该镂空孔容纳焊接头(7)的主体部并卡住焊接头(7)。7.根据权利要求1所述的一种铝合金搅拌摩擦焊接头的研磨修复装置，其特征在于，所述的支撑板(56)安装在底板(51)上，支撑板(56)和底板(51)之间设有双头气缸(52)。8.根据权利要求7所述的一种铝合金搅拌摩擦焊接头的研磨修复装置，其特征在于，所述的双头气缸(52)的两端分别通过伸缩轴连接角块(53)，角块(53)的两端上分别固定第一限位板(54)和第二限位板(55)。9.根据权利要求8所述的一种铝合金搅拌摩擦焊接头的研磨修复装置，其特征在于，所述的角块(53)由两个互相垂直的直板构成，直板上安装第一限位板(54)或第二限位板(55)。10.根据权利要求9所述的一种铝合金搅拌摩擦焊接头的研磨修复装置，其特征在于，所述的支撑板(56)上加工有活动插装焊接头(7)的主体部的通孔，第一限位板(54)和第二限位板(55)的形状为梯形且设有条形孔。

技术总结
本实用新型公开了一种铝合金搅拌摩擦焊接头的研磨修复装置，包括第一主轴，第一主轴连接第一打磨棒，第一打磨棒悬设于第一旋转装夹气缸上方；第二主轴，第二主轴连接第二打磨棒，第二打磨棒悬设于第二旋转装夹气缸上方；来料板，来料板上插装有若干待研磨加工焊接头；定位机构，定位机构包括两个相对设置可左右伸缩的第一限位板和两个相对设置可前后伸缩的第二限位板，第一限位板和第二限位板之间构成的空腔内设有支撑板，支撑板上开孔并活动放置有待加工焊接头；成品箱，成品箱包括放置板，放置板通过机架悬设于油槽上，油槽两侧部设有升降气缸，油槽升高可浸润放置板上插装的焊接头。本装置通过两个打磨棒依次研磨焊接头，提升工作效率。提升工作效率。提升工作效率。


技术研发人员：张志函
受保护的技术使用者：东莞精明五金科技有限公司
技术研发日：2023.03.30
技术公布日：2023/9/1