搅拌头压下量的在线检测装置与检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种搅拌头压下量的在线检测装置，其包括温控箱、距离测量装置、工控机以及温度控制装置，距离测量装置以及温度控制装置与工控机双向通讯连接，距离测量装置包括第一激光测距仪以及第二激光测距仪，温度控制装置设置有两组，第一组温度控制装置包括第一温度传感器以及第一温度调节模块，第二组温度控制装置包括第二温度传感器以及第二温度调节模块，第一温度调节模块以及第二温度调节模块均包括半导体制冷片、微控制器以及外围电路。其利用三角激光测距技术对在焊接过程中搅拌头压下量进行在线测量的检测系统，通过对搅拌头压下量的实时检测可以了解到焊接压力的变化情况，从而进一步实现对焊接压力的有效控制，提高焊接的质量。

【技术实现步骤摘要】
搅拌头压下量的在线检测装置与检测方法
本专利技术涉及光电测量
，具体地涉及一种搅拌头压下量的在线检测装置与检测方法。
技术介绍
搅拌摩擦焊作为一种轻合金材料连接的优选焊接技术，使得国内外对搅拌摩擦焊技术的研究非常重视，研究也逐渐深入。研究的内容主要集中在焊机工艺、焊接材料和焊接设备等方面，研究热点包括搅拌头与工件摩擦产热模型、搅拌摩擦焊接过程模拟及预测、焊缝形成与热塑金属的迁移、搅拌摩擦焊作用力影响、焊缝中缺陷形成的机制和搅拌摩擦焊引发的残余应力与变形等方面，从研究热点可以看出焊接过程中压力和产热引起的温度变化，以及由温度变化引起的高温塑性区域和热辐射区域大小对焊接性能有着非常重要的影响。国内外很多机构开展了相关研究，在国外，美国的爱迪生焊接研究所与英国焊接研究所对FSW焊接工艺开展了大量研究；美国的洛克希德*马丁航空航天公司、马歇尔航天飞行中心、美国海军研究所、南卡罗里纳大学、德国的Stuttgart大学、澳大利亚的Adelaide大学、澳大利亚焊接研究所等都从不同的角度对搅拌摩擦焊进行了专门研究。在国内，北京赛福斯特技术有限公司、哈尔滨工业大学、上海交通大学、南京航空航天大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种搅拌头压下量的在线检测装置，其特征在于：其包括温控箱、距离测量装置、工控机以及温度控制装置，距离测量装置以及温度控制装置与所述工控机双向通讯连接，所述距离测量装置包括第一激光测距仪以及第二激光测距仪，所述温度控制装置设置有两组，第一组温度控制装置包括第一温度传感器以及第一温度调节模块，第二组温度控制装置包括第二温度传感器以及第二温度调节模块，第一温度调节模块以及第二温度调节模块均包括半导体制冷片、微控制器以及外围电路，所述微处理器与所述工控机通讯连接并受控于所述工控机，第一激光测距仪以及第二激光测距仪设置在所述温控箱内，第一温度调节模块和第二温度调节模块在所述温控箱的内壁上相对设置，所...

【技术特征摘要】
1.一种搅拌头压下量的在线检测装置，其特征在于：其包括温控箱、距离测量装置、工控机以及温度控制装置，距离测量装置以及温度控制装置与所述工控机双向通讯连接，所述距离测量装置包括第一激光测距仪以及第二激光测距仪，所述温度控制装置设置有两组，第一组温度控制装置包括第一温度传感器以及第一温度调节模块，第二组温度控制装置包括第二温度传感器以及第二温度调节模块，第一温度调节模块以及第二温度调节模块均包括半导体制冷片、微控制器以及外围电路，所述微处理器与所述工控机通讯连接并受控于所述工控机，第一激光测距仪以及第二激光测距仪设置在所述温控箱内，第一温度调节模块和第二温度调节模块在所述温控箱的内壁上相对设置，所述第一温度传感器和第二温度传感器分别安装在所述温控箱的上内壁或下内壁，所述第一温度传感器和第二温度传感器在设定的时间间隔内检测温控箱的温度信息，并将温度信息上传至工控机，所述工控机内部设置有温度阈值，所述工控机对接收到的温度信息与温度阈值进行比较，当温度信息超出温度阈值范围时向微控制器发送温度调控信号，所述微控制器根据接收到的温度调控信号控制半导体制冷片对温控箱的温度进行调节，在焊接过程中，第一激光测距仪以及第二激光测距仪发射出的激光透过通光口分别照射到搅拌支架与焊接母材的表面，反射光线再次通过通光口返回至第一激光测距仪以及第二激光测距仪的接收端。2.根据权利要求1所述的搅拌头压下量的在线检测装置，其特征在于：还包括显示装置，所述显示装置连接所述工控机的输出端。3.根据权利要求1所述的搅拌头压下量的在线检测装置，其特征在于：所述温控箱内壁设置有隔热层。4.根据权利要求1所述的搅拌头压下量的在线检测装置，其特征在于：第一激光测距仪以及第二激光测距仪分别通过金属支架固定于温控箱内的中间位置，搅拌支架的搅拌针深入到焊接母材的焊缝中。5.根据权利要求1所述的搅拌头压下量的在线检测装置，其特征在于：温度阈值范围为18℃-22℃。6.一种基于权利要求1所述的搅拌头压下量的在线检测装置进行在线检测的方法，其特征在于：其包括以下步骤：S1、开启距离测量之前对温控箱内的温度进行调节，采用人工调节方式，将制冷片的工作模式置于大功率工作模式下，在一分钟之内将温控箱内的温度调节至20℃，之后将调节方式设为自动调节方式，温度控制装置将温控箱内的温度控制在温度阈值内；S2、将测量装置移动至靠近焊接装备旁，使用工控机上的软件打开两激光测距仪，调节第一激光测距仪和第二激光测距仪，使它们分别照射到搅拌支架与焊接母材的表面，搅拌针首次进入焊缝时，将两台激光测距仪测量的距离值传至工控机，两组数据经过数据预处理后，分别计算出两组数据的平均值，并求得两个平均值的差值，将此差值设定为标定值；S3、搅拌针在焊缝中的深度保持不变，此时焊接母材处于不断移动当中，两台激光测距仪开始进行实时测量，并将距离数据传至工控机，对距离数据分别进行卡尔曼滤波及剔除野点，将处理后的距离数据与标定值进行比较，所得差值即为压下量的变化...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云刚，王永达，刘文杰，张玉存，高俊华，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13