攪拌摩擦焊機(jī)及其控制方法與流程

本發(fā)明涉及一種摩擦焊機(jī)，具體涉及一種攪拌摩擦焊機(jī)，還涉及這種攪拌摩擦焊機(jī)的控制方法。

背景技術(shù)：

攪拌摩擦焊(Friction Stir Welding，F(xiàn)SW)是基于摩擦焊技術(shù)的原理，由英國(guó)焊接研究所于1991年發(fā)明的一種固相連接技術(shù)。高速旋轉(zhuǎn)的攪拌頭壓入被焊工件，攪拌頭的軸肩和攪拌針與周圍的金屬材料發(fā)生摩擦產(chǎn)生摩擦熱，摩擦熱使攪拌頭附近區(qū)域的母材受熱而發(fā)生塑性變形，隨著攪拌頭沿著焊接方向前進(jìn)，熱塑化的金屬隨著攪拌頭的攪動(dòng)由前部轉(zhuǎn)移到后部，并且在攪拌頭軸肩的鍛壓作用下實(shí)現(xiàn)被焊金屬之間的固相連接。在現(xiàn)有技術(shù)中，驅(qū)動(dòng)攪拌頭插入待焊工件有兩種方式：滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)。

文獻(xiàn)1“授權(quán)公告號(hào)是CN202763278U的中國(guó)實(shí)用新型專利”公開了一種攪拌摩擦焊機(jī)，包括龍門刀架、垂直絲杠、垂直升降變速箱，龍門刀架直立的兩邊上設(shè)有垂直絲杠，垂直絲杠一端與所述垂直升降變速箱連接。該技術(shù)雖然能通過(guò)龍門刀架兩邊的滾珠絲杠調(diào)節(jié)主軸箱的軸向高度，控制攪拌頭的軸向進(jìn)給位移，然而滾珠絲杠易磨損，長(zhǎng)時(shí)間使用精度無(wú)法保證。主軸箱整體質(zhì)量大，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中慣性大。所以通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)-垂直升降變速箱-垂直絲杠-主軸箱來(lái)調(diào)節(jié)攪拌頭的位移和壓力，系統(tǒng)響應(yīng)速度慢，難以實(shí)現(xiàn)攪拌頭的位移、壓力的精確閉環(huán)控制。

文獻(xiàn)2“授權(quán)公告號(hào)是CN103273188B的中國(guó)發(fā)明專利”公開了一種二片式輪轂攪拌摩擦焊裝置，包括螺旋攪拌針、推力球軸承、推板、應(yīng)變式力傳感器、液壓油缸、旋轉(zhuǎn)壓力軸、游動(dòng)花鍵以及變頻調(diào)速電機(jī)，其中，所述螺旋攪拌針螺紋固定在旋轉(zhuǎn)壓力軸的第一端，旋轉(zhuǎn)壓力軸的第二端貫穿液壓油缸，第二端端部通過(guò)游動(dòng)花鍵與變頻調(diào)速電機(jī)相連接；所述旋轉(zhuǎn)壓力軸的第一端設(shè)有推力球軸承，所述推力球軸承與液壓油缸之間設(shè)有用于壓力檢測(cè)和控制的應(yīng)變式力傳感器；所述推力球軸承外部設(shè)有推力球軸承座，所述推力球軸承座與應(yīng)變式力傳感器之間設(shè)有用于傳導(dǎo)壓力的推板。該技術(shù)是針對(duì)片式輪轂的特定攪拌摩擦焊設(shè)備，將整個(gè)液壓系統(tǒng)(液壓缸)集成在主軸箱內(nèi)，主軸做成活塞桿，雖然能夠通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)主軸實(shí)現(xiàn)垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，但由于作為活塞桿的主軸在軸向運(yùn)動(dòng)的同時(shí)又要做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，缸體的密封性較差，會(huì)有漏油現(xiàn)象，產(chǎn)生泄露，從而難以實(shí)現(xiàn)攪拌頭的位移、壓力精確閉環(huán)控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有攪拌摩擦焊機(jī)控制精度差的不足，本發(fā)明提供一種攪拌摩擦焊機(jī)及其控制方法。本發(fā)明將旋轉(zhuǎn)與線性驅(qū)動(dòng)力直接施加于攪拌軸上，帶動(dòng)攪拌頭運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)動(dòng)子與線性動(dòng)子均固定于攪拌軸上，旋轉(zhuǎn)定子通電后通過(guò)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)子帶動(dòng)攪拌軸旋轉(zhuǎn)，線性定子通電后通過(guò)驅(qū)動(dòng)線性動(dòng)子帶動(dòng)攪拌軸做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。利用線性定動(dòng)子直接控制攪拌軸的位移和壓力，由于攪拌軸的質(zhì)量和慣性比主軸箱的質(zhì)量和慣性小得多，控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快。在Z軸位移方向上先通過(guò)滾珠絲杠粗調(diào)主軸箱高度，在Zˊ軸位移方向上再通過(guò)線性定動(dòng)子精調(diào)攪拌軸高度，從而實(shí)現(xiàn)攪拌頭位移與壓力的精確閉環(huán)控制。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種攪拌摩擦焊機(jī)，其特點(diǎn)是：包括攪拌頭10、主軸箱7、橫梁20、立柱21和底座28，所述攪拌軸15位于主軸箱7中部，所述攪拌頭10安裝在攪拌軸15底部，攪拌軸15上下兩端分別設(shè)置有線性旋轉(zhuǎn)襯套17及止推軸承16；所述攪拌軸15外設(shè)置有旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8，旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8兩端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)動(dòng)子繞組9；所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8對(duì)應(yīng)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2，旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2兩端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)定子繞組1；所述攪拌軸15外還設(shè)置有線性動(dòng)子鐵芯12，線性動(dòng)子鐵芯12上開有外槽口，并嵌入銅制線性動(dòng)子導(dǎo)條11；所述線性動(dòng)子鐵芯12對(duì)應(yīng)設(shè)置有線性定子鐵芯5，線性定子鐵芯5開有內(nèi)槽口，內(nèi)嵌有線性定子繞組6；所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8與旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2之間、線性動(dòng)子鐵芯12與線性定子鐵芯5之間分別留有氣隙19；所述旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2與線性定子鐵芯5外設(shè)置有冷卻管4，冷卻管4兩端連接有冷卻液進(jìn)口18與冷卻液出口14；在所述攪拌軸15與旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8之間、攪拌軸15與線性動(dòng)子鐵芯12之間、旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8與旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2之間、線性動(dòng)子鐵芯12與線性定子鐵芯5之間分別設(shè)置有非磁性層13；在所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8與線性動(dòng)子鐵芯12之間、旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2與線性定子鐵芯5之間、旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2與冷卻管4之間、線性定子鐵芯5與冷卻管4之間分別設(shè)置有電磁屏蔽層3；所述主軸箱7外設(shè)置有第三滾珠絲杠33；第三滾珠絲杠33通過(guò)掛接裝置34與橫梁20固連；所述橫梁20正下方設(shè)置有第一滑臺(tái)25，第一滑臺(tái)25對(duì)應(yīng)設(shè)置有第一滾珠絲杠24；所述第一滑臺(tái)25下方設(shè)置有第二滑臺(tái)27，第二滑臺(tái)27對(duì)應(yīng)設(shè)置有第二滾珠絲杠26。

所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8、旋轉(zhuǎn)動(dòng)子繞組9、旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2與旋轉(zhuǎn)定子繞組1分別在攪拌軸15上下部各設(shè)置一組；所述線性動(dòng)子鐵芯12、線性定子鐵芯5與線性定子繞組6在攪拌軸15中部設(shè)置一組。

所述第一滾珠絲杠24、第二滾珠絲杠26、第三滾珠絲杠33分別由第一伺服電機(jī)35、第二伺服電機(jī)29、第三伺服電機(jī)31驅(qū)動(dòng)；所述第三滾珠絲杠33與第三伺服電機(jī)31之間還安裝有抱閘裝置32。

在所述攪拌頭10、攪拌軸15、第一滑臺(tái)25處分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有角位移傳感器22、線位移傳感器30及壓力傳感器23。

所述攪拌軸15由第一攪拌軸43和第二攪拌軸44構(gòu)成，第二攪拌軸44上端固定設(shè)置有游動(dòng)花鍵42，游動(dòng)花鍵42與游動(dòng)花鍵套41相配合，游動(dòng)花鍵套41固定設(shè)置在第一攪拌軸43下端；所述第一攪拌軸43通過(guò)游動(dòng)花鍵套41及游動(dòng)花鍵42驅(qū)動(dòng)第二攪拌軸44旋轉(zhuǎn)進(jìn)而使攪拌頭10旋轉(zhuǎn)；所述第二攪拌軸44在游動(dòng)花鍵42與游動(dòng)花鍵套41之間留有的滑動(dòng)空間內(nèi)做軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，第一攪拌軸43保持軸向靜止即第一攪拌軸43只做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)不做軸向直線運(yùn)動(dòng)，第二攪拌軸44既做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)又做軸向直線運(yùn)動(dòng)。

一種上述攪拌摩擦焊機(jī)的控制方法，其特點(diǎn)是包括以下步驟：

步驟一、將待焊工件固定在第一滑臺(tái)25上，第三伺服電機(jī)31驅(qū)動(dòng)第三滾珠絲杠33帶動(dòng)整個(gè)主軸箱7向下運(yùn)動(dòng)，線性動(dòng)子鐵芯12處于線性定子鐵芯5的中間位置；

步驟二、給旋轉(zhuǎn)定子繞組1通入三相交流電，旋轉(zhuǎn)定子繞組1產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，靜止的旋轉(zhuǎn)動(dòng)子繞組9相對(duì)于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)開始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，旋轉(zhuǎn)動(dòng)子繞組9切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流又與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，電磁力產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8，及與旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8固定連接的攪拌軸15一起沿著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速就是攪拌軸15的同步轉(zhuǎn)速；變換輸入旋轉(zhuǎn)定子繞組1的電流頻率及電壓控制攪拌軸15的轉(zhuǎn)速；改變輸入旋轉(zhuǎn)動(dòng)子繞組9交流電的相序改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向，從而控制攪拌軸15的旋轉(zhuǎn)方向；

步驟三、待攪拌頭10將要接觸待焊工件前，第三滾珠絲杠33停止運(yùn)動(dòng)，抱閘裝置32啟動(dòng)，第三滾珠絲杠33自鎖并固定主軸箱7的高度位置；給線性定子繞組6通入三相交流電，在氣隙19中產(chǎn)生直線行波磁場(chǎng)，靜止的線性動(dòng)子導(dǎo)條11相對(duì)于行波磁場(chǎng)開始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)線性動(dòng)子導(dǎo)條11切割行波磁場(chǎng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流與氣隙19中的磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁推力，線性動(dòng)子鐵芯12及與線性動(dòng)子鐵芯12固定連接的攪拌軸15在電磁推力的作用下一起做直線運(yùn)動(dòng)；變換輸入線性定子繞組6的電流頻率及電壓控制攪拌軸15的直線運(yùn)動(dòng)速度；改變輸入線性動(dòng)子繞組交流電的相序改變行波磁場(chǎng)的方向從而控制攪拌軸15的運(yùn)動(dòng)速度；

步驟四、攪拌頭10在攪拌軸15的帶動(dòng)下，旋轉(zhuǎn)并向下插入待焊工件；線性旋轉(zhuǎn)襯套17使攪拌軸15在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)能夠線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)，止推軸承16在攪拌軸15軸向受力及間隙過(guò)大時(shí)，限制攪拌軸15的運(yùn)動(dòng)范圍，防止攪拌軸15軸向竄動(dòng)過(guò)大；

步驟五、第一伺服電機(jī)35驅(qū)動(dòng)第一滾珠絲杠24并帶動(dòng)第一滑臺(tái)25做前后運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)待焊工件在X軸方向上的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)第一伺服電機(jī)35的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向控制待焊工件的X軸進(jìn)給速度與方向，實(shí)現(xiàn)后退與前進(jìn)；

步驟六、第二伺服電機(jī)29驅(qū)動(dòng)第二滾珠絲杠26并帶動(dòng)第二滑臺(tái)27及第一滑臺(tái)25做前后運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)待焊工件在Y軸方向上的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)第二伺服電機(jī)29的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向控制待焊工件的Y軸進(jìn)給速度與方向，實(shí)現(xiàn)后退與前進(jìn)；

步驟七、線位移傳感器30、角位移傳感器22和壓力傳感器23所采集的攪拌頭10軸向位移、轉(zhuǎn)速和壓力信息反饋到計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)整合尋優(yōu)后將指令發(fā)送到各個(gè)控制電機(jī)，形成計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明將旋轉(zhuǎn)與線性驅(qū)動(dòng)力直接施加于攪拌軸上，帶動(dòng)攪拌頭運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)動(dòng)子與線性動(dòng)子均固定于攪拌軸上，旋轉(zhuǎn)定子通電后通過(guò)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)子帶動(dòng)攪拌軸旋轉(zhuǎn)，線性定子通電后通過(guò)驅(qū)動(dòng)線性動(dòng)子帶動(dòng)攪拌軸做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。利用線性定動(dòng)子直接控制攪拌軸的位移和壓力，由于攪拌軸的質(zhì)量和慣性比主軸箱的質(zhì)量和慣性小得多，控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快。在Z軸位移方向上先通過(guò)滾珠絲杠粗調(diào)主軸箱高度，在Zˊ軸位移方向上再通過(guò)線性定動(dòng)子精調(diào)攪拌軸高度，解決了攪拌頭位移與壓力的精確控制問(wèn)題。

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中攪拌摩擦焊機(jī)的主視圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中攪拌摩擦焊機(jī)的右視圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例1中攪拌摩擦焊機(jī)的主軸箱結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例1中主軸箱氣隙的局部放大圖。

圖5本發(fā)明實(shí)施例2中攪拌摩擦焊機(jī)的主軸箱結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例3中攪拌摩擦焊機(jī)的主視圖。

圖7是本發(fā)明實(shí)施例3中攪拌摩擦焊機(jī)的右視圖。

圖8是本發(fā)明實(shí)施例3中攪拌摩擦焊機(jī)的主軸箱結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是本發(fā)明實(shí)施例3中主軸箱氣隙的局部放大圖。

圖10是本發(fā)明實(shí)施例4中攪拌摩擦焊機(jī)的主軸箱及旋轉(zhuǎn)油缸結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-旋轉(zhuǎn)定子繞組，2-旋轉(zhuǎn)定子鐵芯，3-電磁屏蔽層，4-冷卻管，5-線性定子鐵芯，6-線性定子繞組，7-主軸箱，8-旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯，9-旋轉(zhuǎn)動(dòng)子繞組，10-攪拌頭，11-線性動(dòng)子導(dǎo)條，12-線性動(dòng)子鐵芯，13-非磁性層，14-冷卻液出口，15-攪拌軸，16-止推軸承，17-線性旋轉(zhuǎn)襯套，18-冷卻液進(jìn)口，19-氣隙，20-橫梁，21-立柱，22-角位移傳感器，23-壓力傳感器，24-第一滾珠絲杠，25-第一滑臺(tái)，26-第二滾珠絲杠，27-第二滑臺(tái)，28-底座，29-第二伺服電機(jī)，30-線位移傳感器，31-第三伺服電機(jī)，32-抱閘裝置，33-第三滾珠絲杠，34-掛接裝置，35-第一伺服電機(jī)，36-旋轉(zhuǎn)油缸，37-伺服閥，38-活塞桿，39-旋轉(zhuǎn)油缸固定裝置，40-壓差傳感器，41-游動(dòng)花鍵套，42-游動(dòng)花鍵，43-第一攪拌軸，44-第二攪拌軸。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例參照?qǐng)D1-10。

實(shí)施例1：參照?qǐng)D1-4，本發(fā)明攪拌摩擦焊機(jī)及其位移、壓力控制方法，包括攪拌頭10、主軸箱7、橫梁20、立柱21、底座28，所述攪拌頭10安裝在攪拌軸15底部，攪拌軸15上下兩端設(shè)置有線性旋轉(zhuǎn)襯套17及止推軸承16；所述攪拌軸15外固定設(shè)置有旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8，旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8兩端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)動(dòng)子繞組9；所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8對(duì)應(yīng)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2，旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2兩端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)定子繞組1；所述攪拌軸15外還固定設(shè)置有線性動(dòng)子鐵芯12(次級(jí)鐵芯)，線性動(dòng)子鐵芯12上開有外槽口，并嵌入銅制線性動(dòng)子導(dǎo)條11(次級(jí)導(dǎo)條)；所述線性動(dòng)子鐵芯12對(duì)應(yīng)設(shè)置有線性定子鐵芯5(初級(jí)鐵芯)，線性定子鐵芯5開有內(nèi)槽口，內(nèi)嵌有線性定子繞組6(初級(jí)繞組)；所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8與旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2之間、線性動(dòng)子鐵芯12與線性定子鐵芯5之間分別留有氣隙19；所述旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2與線性定子鐵芯5外設(shè)置有冷卻管4，冷卻管4兩端連接有冷卻液進(jìn)口18與冷卻液出口14；在所述攪拌軸15與旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8之間、攪拌軸15與線性動(dòng)子鐵芯12之間、旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8與旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2之間、線性動(dòng)子鐵芯12與線性定子鐵芯5之間分別設(shè)置有非磁性層13；在所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8與線性動(dòng)子鐵芯12之間、旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2與線性定子鐵芯5之間、旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2與冷卻管4之間、線性定子鐵芯5與冷卻管4之間分別設(shè)置有電磁屏蔽層3。

所述主軸箱7外設(shè)置有第三滾珠絲杠33；第三滾珠絲杠33通過(guò)掛接裝置34與橫梁20相連；所述橫梁20正下方設(shè)置有第一滑臺(tái)25，第一滑臺(tái)25對(duì)應(yīng)設(shè)置有第一滾珠絲杠24；所述第一滑臺(tái)25下方設(shè)置有第二滑臺(tái)27，第二滑臺(tái)27對(duì)應(yīng)設(shè)置有第二滾珠絲杠26。

所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8、旋轉(zhuǎn)動(dòng)子繞組9、旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2與旋轉(zhuǎn)定子繞組1分別在攪拌軸15上下部各設(shè)置一組；所述線性動(dòng)子鐵芯12、線性定子鐵芯5與線性定子繞組6在攪拌軸15中部設(shè)置一組。

所述第一滾珠絲杠24、第二滾珠絲杠26、第三滾珠絲杠33分別由第一伺服電機(jī)35、第二伺服電機(jī)29、第三伺服電機(jī)31驅(qū)動(dòng)；所述第三滾珠絲杠33與第三伺服電機(jī)31之間還安裝有抱閘裝置32。

在所述攪拌頭10、攪拌軸15、第一滑臺(tái)25處分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有角位移傳感器22、線位移傳感器30及壓力傳感器23。

攪拌摩擦焊機(jī)及其位移、壓力控制方法，其特點(diǎn)是該控制方法還包括以下步驟：

步驟1.將待焊工件固定在第一滑臺(tái)25上，第三伺服電機(jī)31驅(qū)動(dòng)第三滾珠絲杠33帶動(dòng)整個(gè)主軸箱7向下運(yùn)動(dòng)，線性動(dòng)子鐵芯12處于線性定子鐵芯5的中間位置；

步驟2.給旋轉(zhuǎn)定子繞組1通入三相交流電，旋轉(zhuǎn)定子繞組1產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，靜止的旋轉(zhuǎn)動(dòng)子繞組9相對(duì)于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)開始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，旋轉(zhuǎn)動(dòng)子繞組9將切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流又與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，電磁力產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8及與其固定連接的攪拌軸15一起沿著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速就是攪拌軸15的同步轉(zhuǎn)速；通過(guò)變換輸入旋轉(zhuǎn)定子繞組1的電流頻率及電壓來(lái)控制攪拌軸15的轉(zhuǎn)速；通過(guò)改變輸入旋轉(zhuǎn)動(dòng)子繞組9交流電的相序以改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向從而控制攪拌軸15的旋轉(zhuǎn)方向；

步驟3.待攪拌頭10將要接觸待焊工件前，第三滾珠絲杠33停止運(yùn)動(dòng)，抱閘裝置32啟動(dòng)，第三滾珠絲杠33自鎖并固定主軸箱7的高度位置；給線性定子繞組6通入三相交流電，在氣隙19中產(chǎn)生直線行波磁場(chǎng)，靜止的線性動(dòng)子導(dǎo)條11相對(duì)于行波磁場(chǎng)開始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)線性動(dòng)子導(dǎo)條11將切割行波磁場(chǎng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流與氣隙19中的磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁推力，線性動(dòng)子鐵芯12及與其固定連接的攪拌軸15在電磁推力的作用下一起做直線運(yùn)動(dòng)；通過(guò)變換輸入線性定子繞組6的電流頻率及電壓來(lái)控制攪拌軸15的直線運(yùn)動(dòng)速度；通過(guò)改變輸入線性動(dòng)子繞組交流電的相序以改變行波磁場(chǎng)的方向從而控制攪拌軸15的運(yùn)動(dòng)速度；

步驟4.攪拌頭10在攪拌軸15的帶動(dòng)下，旋轉(zhuǎn)并向下插入待焊工件；線性旋轉(zhuǎn)襯套17使攪拌軸15在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)又可以線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)，止推軸承16在攪拌軸15軸向受力及間隙過(guò)大時(shí)，限制攪拌軸15的運(yùn)動(dòng)范圍，防止攪拌軸15軸向竄動(dòng)過(guò)大；

步驟5.第一伺服電機(jī)35驅(qū)動(dòng)第一滾珠絲杠24并帶動(dòng)第一滑臺(tái)25做前后運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)待焊工件在X軸方向上的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)第一伺服電機(jī)35的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向即可控制工件的X軸進(jìn)給速度與方向，實(shí)現(xiàn)后退與前進(jìn)；

步驟6.第二伺服電機(jī)29驅(qū)動(dòng)第二滾珠絲杠26并帶動(dòng)第二滑臺(tái)27及第一滑臺(tái)25做前后運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)待焊工件在Y軸方向上的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)第二伺服電機(jī)29的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向即可控制工件的Y軸進(jìn)給速度與方向，實(shí)現(xiàn)后退與前進(jìn)；

步驟7.線位移傳感器30、角位移傳感器22、壓力傳感器23所采集的攪拌頭10軸向位移、轉(zhuǎn)速、壓力信息反饋到計(jì)算機(jī)，再由計(jì)算機(jī)整合尋優(yōu)后將指令發(fā)送到各個(gè)控制電機(jī)，從而形成計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)。

實(shí)施例2：參照?qǐng)D5，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，主軸箱7內(nèi)部結(jié)構(gòu)及控制方法有所不同，其余結(jié)構(gòu)及控制方法相同。即將實(shí)施例1中的攪拌軸15分割為第一攪拌軸43和第二攪拌軸44，第一攪拌軸43只做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)不做軸向直線運(yùn)動(dòng)，第二攪拌軸44既做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)又做軸向直線運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明攪拌摩擦焊機(jī)及其位移、壓力控制方法，包括攪拌頭10、主軸箱7、橫梁20、立柱21、底座28，所述攪拌頭10安裝在第二攪拌軸44底部，第二攪拌軸44上下兩端設(shè)置有線性旋轉(zhuǎn)襯套17及止推軸承16；所述第二攪拌軸44外固定設(shè)置有線性動(dòng)子鐵芯12(次級(jí)鐵芯)，線性動(dòng)子鐵芯12上開有外槽口，并嵌入銅制線性動(dòng)子導(dǎo)條11(次級(jí)導(dǎo)條)；所述線性動(dòng)子鐵芯12對(duì)應(yīng)設(shè)置有線性定子鐵芯5(初級(jí)鐵芯)，線性定子鐵芯5開有內(nèi)槽口，內(nèi)嵌有線性定子繞組6(初級(jí)繞組)；所述第二攪拌軸44上端固定設(shè)置有游動(dòng)花鍵42，游動(dòng)花鍵42與游動(dòng)花鍵套41相配合，游動(dòng)花鍵套41固定設(shè)置在第一攪拌軸43下端；所述游動(dòng)花鍵42與游動(dòng)花鍵套41之間留有供第二攪拌軸44軸向移動(dòng)的滑動(dòng)空間；所述第一攪拌軸43上下兩端設(shè)置有止推軸承16；所述第一攪拌軸43外固定設(shè)置有旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8，旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8兩端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)動(dòng)子繞組9；所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8對(duì)應(yīng)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2，旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2兩端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)定子繞組1；所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8與旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2之間、線性動(dòng)子鐵芯12與線性定子鐵芯5之間分別留有氣隙19；所述旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2與線性定子鐵芯5外設(shè)置有冷卻管4，冷卻管4兩端連接有冷卻液進(jìn)口18與冷卻液出口14；在所述第一攪拌軸43與旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8之間、第二攪拌軸44與線性動(dòng)子鐵芯12之間、旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8與旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2之間、線性動(dòng)子鐵芯12與線性定子鐵芯5之間分別設(shè)置有非磁性層13；在所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8與線性動(dòng)子鐵芯12之間、旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2與線性定子鐵芯5之間、旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2與冷卻管4之間、線性定子鐵芯5與冷卻管4之間分別設(shè)置有電磁屏蔽層3。

所述主軸箱7外設(shè)置有第三滾珠絲杠33；第三滾珠絲杠33通過(guò)掛接裝置34與橫梁20相連；所述橫梁20正下方設(shè)置有第一滑臺(tái)25，第一滑臺(tái)25對(duì)應(yīng)設(shè)置有第一滾珠絲杠24；所述第一滑臺(tái)25下方設(shè)置有第二滑臺(tái)27，第二滑臺(tái)27對(duì)應(yīng)設(shè)置有第二滾珠絲杠26。

所述第一滾珠絲杠24、第二滾珠絲杠26、第三滾珠絲杠33分別由第一伺服電機(jī)35、第二伺服電機(jī)29、第三伺服電機(jī)31驅(qū)動(dòng)；所述第三滾珠絲杠33與第三伺服電機(jī)31之間還安裝有抱閘裝置32。

在所述攪拌頭10、第二攪拌軸44、第一滑臺(tái)25處分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有角位移傳感器22、線位移傳感器30及壓力傳感器23。

攪拌摩擦焊機(jī)及其位移、壓力控制方法，其特點(diǎn)是該控制方法還包括以下步驟：

步驟1.將待焊工件固定在第一滑臺(tái)25上，第三伺服電機(jī)31驅(qū)動(dòng)第三滾珠絲杠33帶動(dòng)整個(gè)主軸箱7向下運(yùn)動(dòng)，線性動(dòng)子鐵芯12處于線性定子鐵芯5的中間位置；

步驟2.給旋轉(zhuǎn)定子繞組1通入三相交流電，旋轉(zhuǎn)定子繞組1產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，靜止的旋轉(zhuǎn)動(dòng)子繞組9相對(duì)于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)開始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，旋轉(zhuǎn)動(dòng)子繞組9將切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流又與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，電磁力產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8及與其固定連接的第一攪拌軸43一起沿著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)，第一攪拌軸43通過(guò)游動(dòng)花鍵套41及游動(dòng)花鍵42驅(qū)動(dòng)第二攪拌軸44旋轉(zhuǎn)進(jìn)而使攪拌頭10同步旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速就是攪拌頭10的同步轉(zhuǎn)速；通過(guò)變換輸入旋轉(zhuǎn)定子繞組1的電流頻率及電壓來(lái)控制攪拌頭10的轉(zhuǎn)速；通過(guò)改變輸入旋轉(zhuǎn)動(dòng)子繞組9交流電的相序以改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向從而控制攪拌頭10的旋轉(zhuǎn)方向；

步驟3.待攪拌頭10將要接觸待焊工件前，第三滾珠絲杠33停止運(yùn)動(dòng)，抱閘裝置32啟動(dòng)，第三滾珠絲杠33自鎖并固定主軸箱7的高度位置；給線性定子繞組6通入三相交流電，在氣隙19中產(chǎn)生直線行波磁場(chǎng)，靜止的線性動(dòng)子導(dǎo)條11相對(duì)于行波磁場(chǎng)開始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)線性動(dòng)子導(dǎo)條11將切割行波磁場(chǎng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流與氣隙19中的磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁推力，線性動(dòng)子鐵芯12及與其固定連接的第二攪拌軸44在電磁推力的作用下一起做直線運(yùn)動(dòng)；通過(guò)變換輸入線性定子繞組6的電流頻率及電壓來(lái)控制第二攪拌軸44的直線運(yùn)動(dòng)速度；通過(guò)改變輸入線性動(dòng)子繞組交流電的相序以改變行波磁場(chǎng)的方向從而控制第二攪拌軸44的運(yùn)動(dòng)速度；

步驟4.攪拌頭10在第二攪拌軸44的帶動(dòng)下，旋轉(zhuǎn)并向下插入待焊工件；第二攪拌軸44在游動(dòng)花鍵42與游動(dòng)花鍵套41之間留有的滑動(dòng)空間內(nèi)做軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而第一攪拌軸43保持軸向靜止，第二攪拌軸44及線性動(dòng)子鐵芯12做軸向運(yùn)動(dòng)；線性旋轉(zhuǎn)襯套17使第二攪拌軸44在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)又可以線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)，止推軸承16在第二攪拌軸44軸向受力及間隙過(guò)大時(shí)，限制第二攪拌軸44的運(yùn)動(dòng)范圍，防止第二攪拌軸44軸向竄動(dòng)過(guò)大；

步驟5.第一伺服電機(jī)35驅(qū)動(dòng)第一滾珠絲杠24并帶動(dòng)第一滑臺(tái)25做前后運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)待焊工件在X軸方向上的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)第一伺服電機(jī)35的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向即可控制工件的X軸進(jìn)給速度與方向，實(shí)現(xiàn)后退與前進(jìn)；

步驟6.第二伺服電機(jī)29驅(qū)動(dòng)第二滾珠絲杠26并帶動(dòng)第二滑臺(tái)27及第一滑臺(tái)25做前后運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)待焊工件在Y軸方向上的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)第二伺服電機(jī)29的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向即可控制工件的Y軸進(jìn)給速度與方向，實(shí)現(xiàn)后退與前進(jìn)；

步驟7.線位移傳感器30、角位移傳感器22、壓力傳感器23所采集的攪拌頭10軸向位移、轉(zhuǎn)速、壓力信息反饋到計(jì)算機(jī)，再由計(jì)算機(jī)整合尋優(yōu)后將指令發(fā)送到各個(gè)控制電機(jī)，從而形成計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)。

實(shí)施例3：參照?qǐng)D6-9，本發(fā)明攪拌摩擦焊機(jī)及其位移、壓力控制方法，包括攪拌頭10、主軸箱7、橫梁20、立柱21、底座28，所述攪拌頭10安裝在攪拌軸15底部，攪拌軸15上下兩端設(shè)置有線性旋轉(zhuǎn)襯套17及止推軸承16；所述攪拌軸15外固定設(shè)置有旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8，旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8兩端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)動(dòng)子繞組9；所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8對(duì)應(yīng)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2，旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2兩端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)定子繞組1；所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8與旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2之間留有氣隙19；所述旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2外設(shè)置有冷卻管4，冷卻管4兩端連接有冷卻液進(jìn)口18與冷卻液出口14；在所述攪拌軸15與旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8之間、旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8與旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2之間分別設(shè)置有非磁性層13；在所述旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2與冷卻管4之間設(shè)置有電磁屏蔽層3；所述攪拌軸15上端通過(guò)活塞桿38與旋轉(zhuǎn)油缸36相連，旋轉(zhuǎn)油缸36外壁設(shè)置有旋轉(zhuǎn)油缸固定裝置39，旋轉(zhuǎn)油缸固定裝置39設(shè)置于主軸箱7上。

所述主軸箱7及旋轉(zhuǎn)油缸固定裝置39外壁設(shè)置有第三滾珠絲杠33；第三滾珠絲杠33通過(guò)掛接裝置34與橫梁20相連；所述橫梁20正下方設(shè)置有第一滑臺(tái)25，第一滑臺(tái)25對(duì)應(yīng)設(shè)置有第一滾珠絲杠24；所述第一滑臺(tái)25下方設(shè)置有第二滑臺(tái)27，第二滑臺(tái)27對(duì)應(yīng)設(shè)置有第二滾珠絲杠26。

所述第一滾珠絲杠24、第二滾珠絲杠26、第三滾珠絲杠33分別由第一伺服電機(jī)35、第二伺服電機(jī)29、第三伺服電機(jī)31驅(qū)動(dòng)；所述第三滾珠絲杠33與第三伺服電機(jī)31之間還安裝有抱閘裝置32；所述旋轉(zhuǎn)油缸36由伺服閥37控制。

在所述攪拌頭10、攪拌軸15、伺服閥37的進(jìn)油及回油管路處分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有角位移傳感器22、線位移傳感器30及壓差傳感器40。

攪拌摩擦焊機(jī)及其位移、壓力控制方法，其特點(diǎn)是該控制方法還包括以下步驟：

步驟1.將待焊工件固定在第一滑臺(tái)25上，第三伺服電機(jī)31驅(qū)動(dòng)第三滾珠絲杠33帶動(dòng)整個(gè)主軸箱7向下運(yùn)動(dòng)，活塞桿38處于旋轉(zhuǎn)油缸36的中間位置；

步驟2.給旋轉(zhuǎn)定子繞組1通入三相交流電，旋轉(zhuǎn)定子繞組1產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，靜止的旋轉(zhuǎn)動(dòng)子繞組9相對(duì)于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)開始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，旋轉(zhuǎn)動(dòng)子繞組9將切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流又與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，電磁力產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8及與其固定連接的攪拌軸15一起沿著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn)油缸36的活塞桿38也跟著轉(zhuǎn)動(dòng))，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速就是攪拌軸15的同步轉(zhuǎn)速；通過(guò)變換輸入旋轉(zhuǎn)定子繞組1的電流頻率及電壓來(lái)控制攪拌軸15的轉(zhuǎn)速；通過(guò)改變輸入旋轉(zhuǎn)動(dòng)子繞組9交流電的相序以改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向從而控制攪拌軸15的旋轉(zhuǎn)方向；

步驟3.待攪拌頭10將要接觸待焊工件前，第三滾珠絲杠33停止運(yùn)動(dòng)，抱閘裝置32啟動(dòng)，第三滾珠絲杠33自鎖并固定主軸箱7的高度位置；液壓油經(jīng)伺服閥37進(jìn)入旋轉(zhuǎn)油缸36內(nèi)，驅(qū)動(dòng)活塞桿38并帶動(dòng)攪拌軸15做直線運(yùn)動(dòng)；通過(guò)控制進(jìn)入旋轉(zhuǎn)油缸36內(nèi)液壓油流量控制活塞桿38的進(jìn)給速度進(jìn)而達(dá)到控制攪拌頭10插入被焊工件速度；通過(guò)伺服閥37調(diào)節(jié)攪拌軸15的Zˊ軸進(jìn)給方向，實(shí)現(xiàn)后退與前進(jìn)；

步驟4.攪拌頭10在攪拌軸15的帶動(dòng)下，旋轉(zhuǎn)并向下插入待焊工件；線性旋轉(zhuǎn)襯套17使攪拌軸15在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)又可以線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)(旋轉(zhuǎn)油缸36的活塞桿38可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)及線性運(yùn)動(dòng))，止推軸承16在攪拌軸15軸向受力及間隙過(guò)大時(shí)，限制攪拌軸15的運(yùn)動(dòng)范圍，防止攪拌軸15軸向竄動(dòng)過(guò)大；

步驟5.第一伺服電機(jī)35驅(qū)動(dòng)第一滾珠絲杠24并帶動(dòng)第一滑臺(tái)25做前后運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)待焊工件在X軸方向上的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)第一伺服電機(jī)35的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向即可控制工件的X軸進(jìn)給速度與方向，實(shí)現(xiàn)后退與前進(jìn)；

步驟6.第二伺服電機(jī)29驅(qū)動(dòng)第二滾珠絲杠26并帶動(dòng)第二滑臺(tái)27及第一滑臺(tái)25做前后運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)待焊工件在Y軸方向上的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)第二伺服電機(jī)29的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向即可控制工件的Y軸進(jìn)給速度與方向，實(shí)現(xiàn)后退與前進(jìn)；

步驟7.線位移傳感器30、角位移傳感器22、壓差傳感器40所采集的攪拌頭10軸向位移、轉(zhuǎn)速、壓力信息反饋到計(jì)算機(jī)，再由計(jì)算機(jī)整合尋優(yōu)后將指令發(fā)送到各個(gè)控制電機(jī)，從而形成計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)。

實(shí)施例4：參照?qǐng)D10，在實(shí)施例3的基礎(chǔ)上，主軸箱7內(nèi)部結(jié)構(gòu)及控制方法有所不同，其余結(jié)構(gòu)及控制方法相同。即將實(shí)施例3中的攪拌軸15分割為第一攪拌軸43和第二攪拌軸44，第一攪拌軸43只做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)不做軸向直線運(yùn)動(dòng)，第二攪拌軸44既做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)又做軸向直線運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明攪拌摩擦焊機(jī)及其位移、壓力控制方法，包括攪拌頭10、主軸箱7、橫梁20、立柱21、底座28，所述攪拌頭10安裝在第二攪拌軸44底部，第二攪拌軸44上設(shè)置有線性旋轉(zhuǎn)襯套17；所述第一攪拌軸43外固定設(shè)置有旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8，旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8兩端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)動(dòng)子繞組9；所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8對(duì)應(yīng)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2，旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2兩端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)定子繞組1；所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8與旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2之間留有氣隙19；所述旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2外設(shè)置有冷卻管4，冷卻管4兩端連接有冷卻液進(jìn)口18與冷卻液出口14；在所述第一攪拌軸43與旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8之間、旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8與旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2之間分別設(shè)置有非磁性層13；在所述旋轉(zhuǎn)定子鐵芯2與冷卻管4之間設(shè)置有電磁屏蔽層3；所述第二攪拌軸44上端固定設(shè)置有游動(dòng)花鍵42，游動(dòng)花鍵42與游動(dòng)花鍵套41相配合，游動(dòng)花鍵套41固定設(shè)置在第一攪拌軸43下端；所述游動(dòng)花鍵42與游動(dòng)花鍵套41之間留有供第二攪拌軸44軸向移動(dòng)的滑動(dòng)空間；所述游動(dòng)花鍵42與活塞桿38固定連接，活塞桿38從具有中空結(jié)構(gòu)的第一攪拌軸43內(nèi)部穿過(guò)與旋轉(zhuǎn)油缸36相連，活塞桿38上設(shè)置有線性旋轉(zhuǎn)襯套17；所述旋轉(zhuǎn)油缸36外壁設(shè)置有旋轉(zhuǎn)油缸固定裝置39，旋轉(zhuǎn)油缸固定裝置39設(shè)置于主軸箱7上。

所述主軸箱7及旋轉(zhuǎn)油缸固定裝置39外壁設(shè)置有第三滾珠絲杠33；第三滾珠絲杠33通過(guò)掛接裝置34與橫梁20相連；所述橫梁20正下方設(shè)置有第一滑臺(tái)25，第一滑臺(tái)25對(duì)應(yīng)設(shè)置有第一滾珠絲杠24；所述第一滑臺(tái)25下方設(shè)置有第二滑臺(tái)27，第二滑臺(tái)27對(duì)應(yīng)設(shè)置有第二滾珠絲杠26。

所述第一滾珠絲杠24、第二滾珠絲杠26、第三滾珠絲杠33分別由第一伺服電機(jī)35、第二伺服電機(jī)29、第三伺服電機(jī)31驅(qū)動(dòng)；所述第三滾珠絲杠33與第三伺服電機(jī)31之間還安裝有抱閘裝置32；所述旋轉(zhuǎn)油缸36由伺服閥37控制。

在所述攪拌頭10、第二攪拌軸44、伺服閥37的進(jìn)油及回油管路處分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有角位移傳感器22、線位移傳感器30及壓差傳感器40。

攪拌摩擦焊機(jī)及其位移、壓力控制方法，其特點(diǎn)是該控制方法還包括以下步驟：

步驟1.將待焊工件固定在第一滑臺(tái)25上，第三伺服電機(jī)31驅(qū)動(dòng)第三滾珠絲杠33帶動(dòng)整個(gè)主軸箱7向下運(yùn)動(dòng)，活塞桿38處于旋轉(zhuǎn)油缸36的中間位置；

步驟2.給旋轉(zhuǎn)定子繞組1通入三相交流電，旋轉(zhuǎn)定子繞組1產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，靜止的旋轉(zhuǎn)動(dòng)子繞組9相對(duì)于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)開始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，旋轉(zhuǎn)動(dòng)子繞組9將切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流又與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，電磁力產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)子鐵芯8及與其固定連接的第一攪拌軸43一起沿著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn)油缸36的活塞桿38也跟著轉(zhuǎn)動(dòng))，第一攪拌軸43通過(guò)游動(dòng)花鍵套41及游動(dòng)花鍵42驅(qū)動(dòng)第二攪拌軸44旋轉(zhuǎn)進(jìn)而使攪拌頭10同步旋轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn)油缸36的活塞桿38也同時(shí)被游動(dòng)花鍵42驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn))，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速就是攪拌頭10的同步轉(zhuǎn)速；通過(guò)變換輸入旋轉(zhuǎn)定子繞組1的電流頻率及電壓來(lái)控制攪拌頭10的轉(zhuǎn)速；通過(guò)改變輸入旋轉(zhuǎn)動(dòng)子繞組9交流電的相序以改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向從而控制攪拌頭10的旋轉(zhuǎn)方向；

步驟3.待攪拌頭10將要接觸待焊工件前，第三滾珠絲杠33停止運(yùn)動(dòng)，抱閘裝置32啟動(dòng)，第三滾珠絲杠33自鎖并固定主軸箱7的高度位置；液壓油經(jīng)伺服閥37進(jìn)入旋轉(zhuǎn)油缸36內(nèi)，驅(qū)動(dòng)活塞桿38并通過(guò)游動(dòng)花鍵42帶動(dòng)第二攪拌軸44做直線運(yùn)動(dòng)；通過(guò)控制進(jìn)入旋轉(zhuǎn)油缸36內(nèi)液壓油流量控制活塞桿38的進(jìn)給速度進(jìn)而達(dá)到控制攪拌頭10插入被焊工件速度；通過(guò)伺服閥37調(diào)節(jié)第一攪拌軸43的Zˊ軸進(jìn)給方向，實(shí)現(xiàn)后退與前進(jìn)；

步驟4.攪拌頭10在第二攪拌軸44的帶動(dòng)下，旋轉(zhuǎn)并向下插入待焊工件；線性旋轉(zhuǎn)襯套17使第二攪拌軸44在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)又可以線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)(旋轉(zhuǎn)油缸36的活塞桿38可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)及線性運(yùn)動(dòng))，止推軸承16在第一攪拌軸43軸向受力及間隙過(guò)大時(shí)，限制第一攪拌軸43的運(yùn)動(dòng)范圍，防止第一攪拌軸43軸向竄動(dòng)過(guò)大；

步驟5.第一伺服電機(jī)35驅(qū)動(dòng)第一滾珠絲杠24并帶動(dòng)第一滑臺(tái)25做前后運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)待焊工件在X軸方向上的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)第一伺服電機(jī)35的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向即可控制工件的X軸進(jìn)給速度與方向，實(shí)現(xiàn)后退與前進(jìn)；

步驟6.第二伺服電機(jī)29驅(qū)動(dòng)第二滾珠絲杠26并帶動(dòng)第二滑臺(tái)27及第一滑臺(tái)25做前后運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)待焊工件在Y軸方向上的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)第二伺服電機(jī)29的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向即可控制工件的Y軸進(jìn)給速度與方向，實(shí)現(xiàn)后退與前進(jìn)；

步驟7.線位移傳感器30、角位移傳感器22、壓差傳感器40所采集的攪拌頭10軸向位移、轉(zhuǎn)速、壓力信息反饋到計(jì)算機(jī)，再由計(jì)算機(jī)整合尋優(yōu)后將指令發(fā)送到各個(gè)控制電機(jī)，從而形成計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)。