[發明專利]焊接層間溫度與焊接道數的采集裝置

有效

• 申請號: 202011211284.0
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112355521B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 王中紅;劉建武;李孟杰;畢建偉;陳霖;范偉;宋衛臣;康明;孫延波;王華林;王秀珍;王雅麗;魏中格;戴群;王秋露;路通達
• 申請（專利權）人: 中國石油化工集團有限公司;中石化石油工程技術服務有限公司;中石化石油工程設計有限公司
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 周鶴

1.一種焊接層間溫度與焊接道數的采集裝置，裝設于半自動焊槍的手柄前部；其特征在于，所述采集裝置包括：焊槍連接部、采集裝置裝設部、采集電路板、焊接管理平臺及焊渣擋板部；所述焊槍連接部結合于所述采集裝置裝設部的上端且用以套設固定于所述半自動焊槍的手柄前部；所述采集裝置裝設部的前側面是面向所述半自動焊槍的前端，所述采集裝置裝設部的后側面開設有采集板安裝室，所述采集板安裝室朝所述前側面開設有貫通采集板安裝室與前側面的數個溫度傳感器安裝孔，所述溫度傳感器安裝孔中裝設有溫度傳感器，所述采集板安裝室內裝設所述采集電路板，數個所述溫度傳感器與所述采集電路板電性連接，所述采集電路板還具有三軸加速度傳感器，所述三軸加速度傳感器用以感測所述半自動焊槍的移動軌跡，所述采集電路板與設置于所述采集裝置外部的所述焊接管理平臺電性連接，所述采集電路板將數個所述溫度傳感器感測的焊接層間溫度以及所述三軸加速度傳感器感測的所述移動軌跡傳輸至所述焊接管理平臺，由所述焊接管理平臺記錄所述焊接層間溫度并計算所述半自動焊槍的焊接道數；所述焊渣擋板部結合于所述采集裝置裝設部的下端，用以防止焊渣濺射到操作人員的手部；

所述三軸加速度傳感器水平初始狀態的三軸方向是與三維笛卡爾坐標系相一致，且于采集三軸加速度前先設定所述三軸加速度傳感器采集三軸加速度的頻率；

所述三軸加速度傳感器感測所述半自動焊槍的移動軌跡，并由所述焊接管理平臺計算焊接道數的步驟為：

采集加速度：由所述三軸加速度傳感器根據設定的所述頻率采集其X軸、Y軸及Z軸相對于三維笛卡爾坐標系的加速度，并傳輸至所述焊接管理平臺；

計算加速度平均值：所述焊接管理平臺將每次依序接收的10組X軸、Y軸及Z軸的加速度數據按照Y軸的加速度由小到大的順序重新排序為10組第一次排序后的加速度數據，然后依序計算相鄰的2組加速度數據中Y軸的加速度的差值的絕對值，之后按照所述差值的絕對值由小到大的順序將產生每個所述差值的絕對值的2組加速度數據進行排序且將相同的加速度數據進行合并，以形成10組第二次排序后的加速度數據，取前5組第二次排序后的加速度數據并計算X軸、Y軸及Z軸的加速度平均值；

計算Y軸方向弧度值：由所述焊接管理平臺根據每次計算得到的所述加速度平均值計算所述三軸加速度傳感器的Y軸與三維笛卡爾坐標系Y軸之間的弧度值：其中，αy為Y軸與三維笛卡爾坐標系Y軸之間的弧度值，AVx為X軸的加速度平均值，AVy為Y軸的加速度平均值，AVz為Z軸的加速度平均值；

計算半自動焊槍的移動軌跡坐標：由所述焊接管理平臺根據每次計算得到的所述三軸加速度傳感器的Y軸與三維笛卡爾坐標系Y軸之間的弧度值，計算半自動焊槍相對于待焊接管體圓心的移動軌跡坐標：Xwg＝Φp×cosαy，Ywg＝Φp×sinαy，其中，Xwg為半自動焊槍相對于待焊接管體橫向截面圓心處的X軸坐標值，Ywg為半自動焊槍相對于待焊接管體橫向截面圓心處的Y軸坐標值，Φp為待焊接管體的管體半徑；并建立半自動焊槍移動軌跡坐標集合{Xwg，Ywg∣(Xwg₁，Ywg₁)，(Xwg₂，Ywg₂)…(Xwgn，Ywgn)}，n為計算(Xwg，Ywg)坐標的次序值；

判斷是否完成一道焊接：所述焊接管理平臺根據輸入設定的包含焊道起始端與終止端的至少兩個焊道坐標值{(X₁，Y₁)…(Xn，Yn),n＝2}計算得到檢測點坐標范圍{(X₁±X₁×10％，Y₁±Y₁×10％)…(Xn±Xn×10％，Yn±Yn×10％),n＝2}，然后判斷當所述半自動焊槍移動軌跡坐標集合中的部分坐標符合依次序出現在所述檢測點坐標范圍內時則完成一道焊接；否則未完成一道焊接；

計算焊接道數：對完成一道焊接的次數進行累加。

2.根據權利要求1所述的焊接層間溫度與焊接道數的采集裝置，其特征在于，所述焊槍連接部為橫向截面為U形的半管體，且所述焊槍連接部以其U形開口的兩端部結合于所述采集裝置裝設部的上端面，并且所述焊槍連接部與所述采集裝置裝設部的上端面之間圍合形成套設所述手柄前部的套設通道；所述采集裝置裝設部為上端厚度大于下端厚度的塊狀體，所述采集裝置裝設部的前側面與上端面之間形成銳角夾角；所述焊渣擋板部為片狀體且與所述采集裝置裝設部的后側面之間形成鈍角夾角而結合于所述采集裝置裝設部的下端。