[發(fā)明專利]鈦/鋁合金T型接頭背面筋板位置的檢測方法和檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710274059.3
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN107228617B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓贊東;都東;魏昂昂;王力;常保華
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G01B7/004
• 分類號: G01B7/004
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 羅文群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鈦/鋁合金T型接頭背面筋板位置的檢測方法和檢測裝置，屬于焊接自動化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

三明治結(jié)構(gòu)板是一種新的夾層結(jié)構(gòu)形式，一般由上下兩塊面板和中間筋板構(gòu)成，具有比強度高、比剛度大等優(yōu)點，在火箭發(fā)動機(jī)制造、造船、海洋平臺制造等行業(yè)有良好的應(yīng)用前景。但其制造過程比較復(fù)雜，特別是面板和筋板的連接成為阻礙其廣泛應(yīng)用的最大障礙。目前一般采用焊接工藝進(jìn)行面板與筋板的連接，常采用的主要是深熔焊接，形成的焊縫由于形似字母T所以稱為T型接頭。但由于焊接過程中上面板遮擋了筋板，因此如何在快速準(zhǔn)確的檢測到T型接頭背面筋板的位置并引導(dǎo)相關(guān)加工設(shè)備尤其是焊接設(shè)備的運動就成為了該結(jié)構(gòu)制造過程的關(guān)鍵。

中國專利《借助于電磁輻射測定一細(xì)長物體相對于一障礙體表面位置用的方法和裝置》(專利號：008000166)提出了一種測定一細(xì)長而狹窄的物體相對于一障礙體表面位置的方法，該方法提出，在沿著該物體縱向方向作逼近運動的情況下，一被精確準(zhǔn)直的輻射束從遠(yuǎn)離該物體的障礙體一側(cè)被傾斜照準(zhǔn)到物體上，同時以直角在其上面進(jìn)行振蕩或掃描運動；從物體反向散射的輻射在物體的同一側(cè)被收集起來，通過收集到的信號的峰值變化可以確定物體也就是筋板的中心位置。該發(fā)明還提出一種實現(xiàn)這種方法的裝置。但是該方法提到的電磁輻射(實際生產(chǎn)中經(jīng)常使用包括X射線、γ射線等)均有一定輻射性，容易對現(xiàn)場技術(shù)人員的身體健康產(chǎn)生較大影響，同時對現(xiàn)場的各類防護(hù)設(shè)施有一定的要求，無形中提高了成本，不利于方法的應(yīng)用和推廣；另外，上述方法要求電磁輻射源發(fā)出的輻射束與探測裝置觀察區(qū)之間相干的位置必須位于障礙物之下的一段距離，以確保探測裝置能夠收集到來自于需探測的細(xì)長筋板反向散射的輻射信號，這就對輻射源以及探測裝置與障礙物的相對位置提出了限制要求；同時，由于電磁輻射等在障礙物中的吸收衰減再加上反向散射較弱等原因，上述方法也并不適用于檢測障礙物和筋板間隙較大的情況，因為這種情況下有可能導(dǎo)致探測裝置無法收集到筋板反向散射的信號。而且該電磁輻射束檢測方法由于射線束直徑較小、反向散射較弱等，對于筋板與上面板間隙較為敏感，

另有中國專利《前置式雙傳感器渦流傳感焊縫自動跟蹤控制方法》(授權(quán)公開號：104070267B)，該專利提出了一種前置式雙傳感器渦流傳感焊縫自動跟蹤控制方法，該方法利用到達(dá)雙傳感器渦流傳感器頭部線圈的阻抗Z，由該線圈的測量值與金屬板間距離H和相對面積S的變化值所構(gòu)成的電壓值信號U輸出，從而獲得焊接過程中電壓值信號U與金屬板間距離H以及電壓值信號U與相對面積S的線性關(guān)系，從而實現(xiàn)焊縫自動跟蹤控制。該方法僅實現(xiàn)了表面焊縫的定位，未能支持背面筋板之類結(jié)構(gòu)的檢測。上述方法中使用兩個傳感器分別測量與金屬板間的距離H和相對面積S，將高度傳感器探測的距離H補償給面積傳感器，再通過面積傳感器的左右面積變化來明確焊縫位置，該方法中位置信息獲取路徑需經(jīng)過一定的運算，信息獲取略有延遲；此外，跟蹤過程中有可能會出現(xiàn)誤差現(xiàn)象，比如當(dāng)高度傳感器探測到了焊縫的深度信息，但是面積傳感器還未探測該深度信息，這時如果將H補償給面積傳感器，則會造成獲取到的一些位置信息不夠準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出鈦/鋁合金T型接頭背面筋板位置的檢測方法和檢測裝置，針對已有技術(shù)的不足之處，通過一種相對安全的方法，快速準(zhǔn)確檢測到鈦/鋁合金T型接頭背面筋板的位置，以便引導(dǎo)相應(yīng)的加工設(shè)備進(jìn)行夾板結(jié)構(gòu)的制造。

本發(fā)明提出的鈦/鋁合金T型接頭背面筋板位置的檢測方法，包括以下步驟：

(1)在待檢測鈦/鋁合金T型接頭面板的上方布置一個掃描機(jī)構(gòu)，掃描機(jī)構(gòu)中的檢測傳感器包括激勵線圈和探測線圈對，使掃描機(jī)構(gòu)的軸線與待檢測鈦/鋁合金T型接頭的面板垂直；探測線圈對的中心連線與待檢測鈦/鋁合金T型接頭的筋板垂直，探測線圈對的一對同名端進(jìn)行等電勢連接，探測線圈對的另一對同名端用于探測待檢測鈦/鋁合金T型接頭的筋板中的渦流信號U_in；

(2)對檢測傳感器中的激勵線圈施加一個低頻高幅值正弦交流激勵信號I_in；