[发明专利]一种搅拌摩擦焊参数检测装置及方法

权利要求书

1.基于一种搅拌摩擦焊参数检测装置的参数检测方法，

所述一种搅拌摩擦焊参数检测装置，包括激光测距传感器(1)、码盘传感器(2)、传感器支架(3)和旋转电机(4)；

所述传感器支架(3)为圆环状，该传感器支架(3)套装于搅拌头(5)外部，且传感器支架(3)的支架中轴与搅拌头(5)的搅拌头中轴位于同一条直线上；

所述旋转电机(4)，用于带动传感器支架(3)以所述支架中轴为旋转轴进行旋转；

所述激光测距传感器(1)固定于传感器支架(3)侧壁，该激光测距传感器(1)所发射的激光束与所述搅拌头中轴平行，所述激光测距传感器(1)用于测得焊接工件(6)上的检测点与所述激光测距传感器(1)的距离；所述检测点为所述激光束与所述焊接工件(6)表面的交点；

所述码盘传感器(2)位于旋转电机(4)上，该码盘传感器(2)用于测得所述检测点的二维位置信息；

其特征在于，所述方法包括搅拌头倾角检测方法，步骤如下：

步骤一、建立空间直角坐标系，所述建立空间直角坐标系的方法如下：

步骤一一、在一个检测周期中，设位于搅拌头(5)前进方向后端的激光束形成线段AD、位于搅拌头前进方向前端的激光束形成线段BC，且A点和B点位于焊接工件(6)上、C点和D点分别为激光束在前端的发射端点和激光束在后端的发射端点；

步骤一二、以线段CD与搅拌头中轴的交点为所述空间直角坐标系原点、直线CD的方向为所述空间直角坐标系x轴方向、搅拌头中轴方向为所述空间直角坐标系z轴方向，所述空间直角坐标系y轴方向垂直于xoz平面；

步骤二、利用码盘传感器(2)获得检测点的二维位置信息、以及利用激光测距传感器(1)获取高度信息，通过有效的检测点拟合焊接工件(6)上表面在所述空间直角坐标系上的平面方程ax+by+cz+d＝0；所述有效的检测点为激光束与焊接工件(6)表面未加工区域的交点；

步骤三、通过所述平面方程ax+by+cz+d＝0得到焊接工件(6)表面的法向量(a,b,c)，所述法向量(a,b,c)与所述空间直角坐标系z轴之间的夹角θ即为搅拌头倾角。

2.根据权利要求1所述的参数检测方法，其特征在于，所述方法还包括焊缝偏差值检测方法，步骤如下：

步骤四一、得到搅拌头(5)前进方向所在直线EF；

步骤四二、在一个检测周期中，激光测距传感器(1)在焊缝位置测得一个高度信息峰值，所述高度信息峰值对应检测点在拟合工件平面的投影点与直线EF的距离即为焊缝偏差值。

3.根据权利要求1所述的参数检测方法，其特征在于，所述方法还包括下压量检测方法，步骤如下：

步骤五一、求得A点坐标；

步骤五二、计算A点坐标到所述平面方程的距离即为下压量。