[發明專利]一種基于電弧聲波信號傳感監測電弧弧長的方法

有效

• 申請號: 201710095561.8
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106695072B
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 羅怡;張成洋;朱亮;韓靜韜;熊偉;王子琪;蔣志高
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學
• 主分類號: B23K9/095
• 分類號: B23K9/095
• 代理公司: 重慶華科專利事務所50123
• 代理人: 康海燕

1.一種基于電弧聲波信號傳感監測電弧弧長的方法，所述方法實時檢測加工過程中的電弧聲波信號，其特征在于，利用電弧聲波與電弧弧長的定量關系，實現對電弧焊接或電弧增材制造過程電弧弧長的監測，所述方法的步驟如下：

（1）安裝聲波傳感器于電弧側上方；

（2）打開電弧電源，開始對目標對象的加工制造;

（3）實時采集輸出電弧能量連續沖擊基板或制造區域的熔池而激發產生的聲波信號，并繪制出信號的動態波形圖；

（4）加工制造結束，關停電弧能量輸出，并停止聲波信號在線檢測;

（5）設定電弧聲波信號振幅門限值，提取高于門限值的電弧聲波信號時域波形，得到電弧聲波信號時域特征波形；

（6）利用小波分析方法對電弧聲波信號時域特征波形進行消噪；

（7）利用小波包分析方法提取電弧聲波信號時域特征波形中的低頻成分，并繪制出電弧聲波信號低頻成分特征波形圖；

（8）將電弧聲波信號低頻成分特征波形帶入電弧弧長數學模型計算得出加工過程中的電弧弧長變化時域波形；

（9）由電弧弧長變化時域波形得出加工過程中任意加工時刻電弧弧長值；

所述電弧弧長數學模型的獲得方法如下：

（1）安裝基板，并可靠水平固定，將電弧焊槍夾持于三維數控工作平臺的行走機構上，調整電弧焊槍方向，使其與基板平面垂直；

（2）沿x方向設定任一速度和行程，使電弧在燃燒過程中勻速行走，并同時使電弧弧長沿z方向連續改變；

（3）實時采集電弧弧長變化過程中的電弧聲波信號，繪制出電弧聲波信號時域波形；

（4）x方向行程結束，停止電弧工作和電弧聲波信號采集；

（5）設定電弧聲波信號振幅門限值，提取高于門限值的電弧聲波信號時域波形，得到電弧聲波信號時域特征波形；

（6）利用小波分析方法對電弧聲波信號時域特征波形進行消噪；

（7）利用小波包分析方法提取電弧弧長變化過程中電弧聲波信號時域特征波形中的低頻成分，從而繪制出電弧聲波信號低頻成分時域特征波形圖；

（8）利用電弧行走在x方向的行程和z方向的弧長變化形成的三角函數關系進行換算，得出電弧弧長-電弧聲波振幅關系曲線圖；

（9）對電弧弧長-電弧聲波振幅關系曲線進行曲線擬合，得到電弧弧長與電弧聲波信號之間的關系模型，即電弧弧長數學模型。

2.根據權利要求1所述的基于電弧聲波信號傳感監測電弧弧長的方法，其特征在于：所述電弧聲波信號振幅門限值需不小于電弧聲波信號平均振幅的1/3。