[發明專利]基于溫度梯度傳感的焊接溫度場檢測裝置與質量控制方法

無效

• 申請號: 201110409845.2
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN102513746A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 陳樹君;蔣凡;盧振洋;于洋
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00;G01J5/00;G05B19/19
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

1.一種基于溫度梯度傳感的焊接溫度場檢測裝置，其特征在于：包括紅外測溫傳感單元、上層控制單元(1)、運動控制單元(2)以及運動執行機構(3)；

所述紅外測溫傳感單元由多個非接觸式紅外測溫傳感器(7)構成，分為兩組垂直于焊接方向分布在焊槍(5)兩側，所述紅外測溫傳感單元和上層控制單元(1)連接，用于將紅外測溫傳感單元內每個非接觸式紅外測溫傳感器(7)測量的溫度及非接觸式紅外測溫傳感器(7)的位置參數提供給上層控制單元(1)；

所述上層控制單元(1)分別與紅外測溫傳感單元、運動控制單元(2)通過通訊電纜連接，接收紅外測溫傳感單元的信號，結合每個非接觸式紅外測溫傳感器(7)的位置參數對兩組紅外測溫傳感單元采集的多個溫度信號進行分析處理，向運動控制單元(2)發送運動控制指令；

運動控制單元(2)分別和兩組運動執行機構(3)通過通訊電纜連接，兩組運動執行機構(3)分別與焊槍(5)以及被焊工件(6)相連，用于接收上層控制單元(1)的運動控制信號，對焊槍(5)相對于焊縫的偏差、焊接速度或電弧高度進行控制。

2.根據權利要求1所述的一種基于溫度梯度傳感的焊接溫度場檢測裝置，其特征在于：所述的多個非接觸式紅外測溫傳感器(7)在平面上呈線性、矩陣或散點分布。

3.根據權利要求1所述的一種基于溫度梯度傳感的焊接溫度場檢測裝置，其特征在于：所述的多個非接觸式紅外測溫傳感器(7)的位置能夠在焊槍(5)平面上進行二維調整。

4.根據權利要求1所述的一種基于溫度梯度傳感的焊接溫度場檢測裝置，其特征在于：所述的非接觸式紅外測溫傳感器(7)在焊接過程中相對于焊槍(5)位置固定。

5.根據權利要求1-4之一所述的基于溫度梯度傳感的焊接溫度場檢測裝置的質量控制方法，其特征在于：

步驟一：將兩組紅外測溫傳感單元使用傳感器裝卡定位裝置垂直于焊接方向固定在焊槍(5)兩側；將每組紅外測溫單元中的多個非接觸式紅外測溫傳感器(7)都設置成線性、矩陣或散點分布，以焊槍(5)為原點，得出多個非接觸式紅外測溫傳感器(7)的位置信息；

步驟二：紅外測溫單元中的所有非接觸式紅外測溫傳感器(7)都指向被焊工件(6)，每個非接觸式紅外測溫傳感器(7)相對焊縫垂直位置固定，按其位置分布指向被焊工件(6)平面相對焊縫垂直位置不同的固定點，用于在焊接過程中測量上述不同固定點的溫度；該固定點位置相對焊槍(5)固定，在被焊工件(6)移動或焊槍(5)移動時在被焊工件(6)表面移動；

步驟三：將上層控制單元(1)分別與兩組紅外測溫傳感單元和運動控制單元(2)通過通訊電纜連接，將運動控制單元(2)分別和兩組運動執行機構(3)通過通訊電纜連接，將兩組運動執行機構(3)分別與焊槍(5)以及被焊工件(6)相連；

步驟四：將非接觸式紅外測溫傳感器(7)的位置參數和每個非接觸式紅外測溫傳感器(7)對應固定點的溫度信號傳送給上層控制單元(1)，得出被焊工件(6)表面的溫度場分布和溫度梯度，通過對兩組紅外測溫傳感單元的溫度信號進行分析來確定當前焊槍(5)的偏移量，向運動控制單元(2)發送運動控制指令調整焊槍(5)位置，并通過對每組紅外測溫傳感單元中不同位置上的非接觸式紅外測溫傳感器(7)給出的溫度信號進行分析來確定熔池狀態，向運動控制單元(2)發送運動控制指令調整焊接速度或電弧高度。