[發(fā)明專利]激光點(diǎn)焊監(jiān)測方法及監(jiān)測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310099852.6
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN104070292A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 文效忠;盧光銓;陳清遠(yuǎn);鄭嘉慶
• 申請（專利權(quán)）人: 香港理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K26/70
• 分類號(hào): B23K26/70;B23K26/22
• 代理公司: 深圳市順天達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛

1.一種激光點(diǎn)焊監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

在激光點(diǎn)焊的過程中，收集熔池產(chǎn)生的輻射信號(hào)；

對收集的輻射信號(hào)進(jìn)行帶通過濾，獲得帶通信號(hào)；

對帶通信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉轉(zhuǎn)換，獲得熔池特征信號(hào)；

若熔池特征信號(hào)中包括點(diǎn)焊特征頻率峰，則輸出點(diǎn)焊成功信號(hào)；否則輸出點(diǎn)焊失敗信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光點(diǎn)焊監(jiān)測方法，其特征在于，還包括以下步驟：

在對帶通信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉轉(zhuǎn)換后進(jìn)行歸一化功率譜轉(zhuǎn)換。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光點(diǎn)焊監(jiān)測方法，其特征在于，還包括以下步驟：

在激光點(diǎn)焊完成后，繼續(xù)收集熔池的產(chǎn)生的輻射信號(hào)，并根據(jù)該等輻射信號(hào)確定熔池的溫度隨時(shí)間的變化，形成與時(shí)間對應(yīng)的熔池溫度變化曲線；

截取熔池溫度變化曲線中熔池開始冷卻至冷卻結(jié)束的信號(hào)區(qū)間，獲得熔池冷卻時(shí)間；

當(dāng)熔池冷卻時(shí)間處于點(diǎn)焊特征冷卻區(qū)間時(shí)，輸出點(diǎn)焊功率匹配信號(hào)；否則輸出點(diǎn)焊功率異常信號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光點(diǎn)焊監(jiān)測方法，其特征在于，收集熔池的輻射信號(hào)的步驟包括：

使用光纖將熔池在點(diǎn)焊過程中輻射出來的信號(hào)耦合至信號(hào)檢測器，以獲得熔池的輻射信號(hào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光點(diǎn)焊監(jiān)測方法，其特征在于，收集熔池的產(chǎn)生的輻射信號(hào)的步驟包括：

使用光纖將熔池在點(diǎn)焊結(jié)束后輻射出來的信號(hào)耦合至信號(hào)檢測器，以獲得熔池的冷卻信號(hào)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光點(diǎn)焊監(jiān)測方法，其特征在于，所述點(diǎn)焊特征冷卻區(qū)間為6毫秒至10毫秒。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光點(diǎn)焊監(jiān)測方法，其特征在于，所述點(diǎn)焊特征冷卻區(qū)間為7毫秒至9毫秒。

8.一種激光點(diǎn)焊監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

第一信號(hào)收集器，用于在激光點(diǎn)焊的過程中，收集熔池產(chǎn)生的輻射信號(hào)；

帶通濾波器，用于對收集的輻射信號(hào)進(jìn)行帶通過濾，獲得帶通信號(hào)；

快速傅立葉轉(zhuǎn)換器，用于對帶通信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉轉(zhuǎn)換，獲得熔池特征信號(hào)；

第一信號(hào)輸出器，用于在熔池特征信號(hào)中包括點(diǎn)焊特征頻率峰時(shí)，輸出點(diǎn)焊成功信號(hào)；否則輸出點(diǎn)焊失敗信號(hào)；

第一信號(hào)收集器，帶通濾波器，快速傅立葉轉(zhuǎn)換器，第一信號(hào)輸出器依次連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的激光點(diǎn)焊監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，還包括歸一化功率譜轉(zhuǎn)換器，用于在帶通信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉轉(zhuǎn)換后，將信號(hào)進(jìn)行歸一化功率譜轉(zhuǎn)換；歸一化功率譜轉(zhuǎn)換器連接在快速傅立葉轉(zhuǎn)換器，第一信號(hào)輸出器之間的。

10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的激光點(diǎn)焊監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

第二信號(hào)收集器，在激光點(diǎn)焊完成后，繼續(xù)收集熔池的產(chǎn)生的輻射信號(hào)，并根據(jù)該等輻射信號(hào)確定熔池的溫度隨時(shí)間的變化，形成與時(shí)間對應(yīng)的熔池溫度變化曲線；

冷卻信號(hào)分析器，用于截取熔池溫度變化曲線中熔池開始冷卻至冷卻結(jié)束的信號(hào)區(qū)間，獲得熔池冷卻時(shí)間；

第二信號(hào)輸出器，用于當(dāng)熔池冷卻時(shí)間處于點(diǎn)焊特征冷卻區(qū)間時(shí)，輸出點(diǎn)焊功率匹配信號(hào)；否則輸出點(diǎn)焊功率異常信號(hào)；

第二信號(hào)收集器、冷卻信號(hào)分析器、第二信號(hào)輸出器依次連接。

11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的激光點(diǎn)焊監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，第一信號(hào)收集器包括用于采集熔池在點(diǎn)焊過程中輻射出來的信號(hào)的光纖，以及與光纖耦合，用于獲得熔池的輻射信號(hào)的第一信號(hào)檢測器。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的激光點(diǎn)焊監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，第二信號(hào)收集器包括用于采集熔池在點(diǎn)焊結(jié)束后輻射出來的信號(hào)的光纖，以及與光纖耦合，用于獲得熔池的冷卻信號(hào)的第二信號(hào)檢測器。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的激光點(diǎn)焊監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，點(diǎn)焊特征冷卻區(qū)間為6毫秒至10毫秒。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的激光點(diǎn)焊監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，點(diǎn)焊特征冷卻區(qū)間為7毫秒至9毫秒。