对于新型搅拌摩擦焊焊接力监测系统的设计

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1、主题：数控及测量技术-NumericalControlandMeasurementlechnolog~新型搅拌摩擦焊焊接力监测系统的设计徐天天①王庆霞①杨建国①王寒①张华德②(①东华大学机械工程学院，上海201620；②上海航天设备制造总厂，上海201620)摘要：根据搅拌摩擦焊焊接力监测需求，研发了一套新型焊接力监测系统。整套系统由焊接力监测传感器及人机交互系统两大模块组成。详细介绍了这两大模块的组成结构及功能特点，并利用标准力传感器进行了焊接力实验，从实验数据表明，整套系统能准确地测量出焊接过程中焊接力的大小，为工艺参数的优化和焊接质量的提高提供数据支持。并且整套系统具有量程大、精确度

2、高、安装不受制于工件大小、可移植性高等特点，具有很好的应用前景。关键词：搅拌摩擦焊；焊接力；监测系统；组成结构中图分类号：TH16文献标识码：ADesignofnewtypeforcemonitoringsystemusedinfricitionstirweldingXUTiantian①WANGQingxia①，YANGJianguo①，WANGHan①，ZHANGHuade②，(@SchoolofMechanicalEngineering，DonghuaUniversity，Shanghai201620，CHN；@ShanghaiAerospaceEquipmentManufactur

3、ingPlant，Shanghai201620，CHN)Abstract：Accordingtotherequirementsoffrictionstirweldingforcemonitoring，anewtypeofweldingforcemoni-toringsystemisdeveloped．Thesystemconsistsoftheweldingforcemonitoringsensorandthehuman—computerinteractionsystem．Thispaperintroducesthestructureandthefunctionoftwomodules，a

4、ndcarriesontheweldingforceexperimentusingthestandardforcesensor．Theexperimentaldatashowsthatthesystemcanaccuratelymeasurethevalueoftheweldingforceduringtheprocessofwelding．Thesys—temcanalsoprovidedatatosupporttheoptimizationoftechnologicalparameterandtheimprovementofweldingquality．Andthesystemhasa

5、largemeasurementrange，highprecision，easytoinstallandisnotsubjecttothesizeofworkpiece，highportabilityandSOon．Ithastheverygoodappliedprospect．Keywords：frictionstirwelding；weldingforce；monitoringsystem；structure搅拌摩擦焊(frictionstirwelding，FSW)是英国焊组成，总体构成如图l所示。为了使整套系统的传感接研究所在20世纪90年代提出的一种新型的固相焊器安装方便且不受制

6、于工件大小的限制，综合各种因接方法。与传统的焊接方法相比具有很多的优点，现素，采用传感器装于焊机主轴前端的方案。人机交互已成功应用于多个领域。在搅拌摩擦焊接过程中，搅系统负责数据的显示、保存等功能。拌头与工件之间的焊接力(顶锻力、前进抗力和侧向以压电式测力传感器、nrf241el无线射频收发系力)是影响焊接质量的关键因素，能够精确测得焊接统、西门子PLC、MCGS触摸屏等为主要硬件，搭建焊力的变化，对优化焊接工艺、提高焊接质量和改进焊接接力监测系统的硬件平台；利用keil4、西门子step7、昆设备具有重要作用。因此本课题研发了一套新型焊接仑组态等软件开发焊接力监测系统的软件部分，从而力监

7、测系统，该系统无需改动焊机本体，安装方便，不实现整套系统的设计。受限于工件大小，直接精确地测得焊接力的大小，通过人机交互系统进行数据显示、数据保存、数据输出等功能，使焊接过程变得数字定量化，为后续优化焊接工艺和提高焊接质量提供数据支撑。1系统总体结构规划一三j整套系统主要由传感器及人机交互系统两大模块图l系统总体构成图·49·基于电感耦合原理，包括感应线圈(初级线圈、次级线2焊接力监测传感器的设计圈)、半桥整流、直流斩波