[發明專利]WAAM金屬組織演變圖像、數據采集系統及采集方法

有效

• 申請號: 202111062899.6
• 申請日: 2021-09-10
• 公開（公告）號: CN113828900B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 王文權;張新戈;徐臨超
• 申請（專利權）人: 吉林大學重慶研究院
• 主分類號: G01B17/08
• 分類號: G01B17/08;B23K9/32;G01B17/00
• 代理公司: 濟南聯合竟成知識產權代理事務所(普通合伙) 37371
• 代理人: 倫文知

1.WAAM金屬組織演變圖像、數據采集系統，其特征在于，包括操作臺（1），所述操作臺（1）的頂部焊接有機架（2），所述機架（2）內腔的右側設置有可滑動的H形滑塊（11），所述H形滑塊（11）的左側和底部均安裝有超聲波探測頭（12），所述機架（2）內腔的頂部設置有電弧設備（3），所述操作臺（1）的頂部設置有墊板（4），所述墊板（4）的頂部設置有增材金屬板（9），所述操作臺（1）頂部的左側設置有紅外攝錄機（10），所述操作臺（1）的內腔焊接有固定板（16），所述固定板（16）的頂部設置有環繞組件（5），所述環繞組件（5）包括承力柱（51），所述承力柱（51）的表面設置有可轉動的齒環（52），所述墊板（4）和操作臺（1）之間設置有可轉動的連桿（53），所述連桿（53）底部的左側設置有行星齒輪（54），所述行星齒輪（54）和齒環（52）相嚙合，所述操作臺（1）內腔的后側設置有驅動組件（6），所述機架（2）內腔的右側設置有升降組件（7），所述墊板（4）頂部的前側設置有限位組件（8）；

所述驅動組件（6）包括安裝在操作臺（1）內腔底部的驅動電機（61），所述驅動電機（61）的輸出軸貫穿至固定板（16）的頂部并固定連接有驅動盤（62），所述承力柱（51）的表面轉動連接有與齒環（52）焊接的受力盤（63），所述驅動盤（62）和受力盤（63）通過皮帶傳動連接；

所述升降組件（7）包括開設在機架（2）內腔右側底部的矩形滑槽（71），所述H形滑塊（11）滑動連接在矩形滑槽（71）的內腔，所述機架（2）內腔右側的頂部開設有矩形凹槽（72），所述矩形凹槽（72）的內腔安裝有步進電機（73），所述步進電機（73）的輸出軸固定連接有升降螺桿（74），所述升降螺桿（74）的底端貫穿至矩形滑槽（71）的內腔并通過軸承與矩形滑槽（71）內腔的底部轉動連接；

所述H形滑塊（11）螺紋連接在升降螺桿（74）的表面，所述機架（2）右側的底部焊接有遮板（75），位于H形滑塊（11）底部的超聲波探測頭（12）與遮板（75）的頂部相接觸；

所述機架（2）的右側安裝有電機控制器（17），所述電機控制器（17）與步進電機（73）電性連接；

所述限位組件（8）包括焊接在墊板（4）頂部前側的矩形固定套（81），所述矩形固定套（81）的內腔設置有可滑動的限位卡件（82），所述限位卡件（82）卡合在增材金屬板（9）頂部的前側；

所述操作臺（1）的頂部焊接有固定柱（83），所述限位卡件（82）上開設有與固定柱（83）相適配的矩形通孔（84），所述矩形通孔（84）內腔的后側焊接有彈簧（85），所述彈簧（85）的前端與固定柱（83）焊接；

所述墊板（4）頂部兩側的后端均焊接有三角定位套（14），所述增材金屬板（9）的后側卡合在三角定位套（14）的內腔；

所述連桿（53）底部的左側焊接有導輪（15），所述操作臺（1）的頂部開設有與導輪（15）相適配的環形滑槽（13），所述導輪（15）的頂部和底部分別與連桿（53）和行星齒輪（54）焊接。

2.一種采用權利要求1所述的WAAM金屬組織演變圖像、數據采集系統的WAAM金屬組織演變圖像、數據采集方法，其特征在于，它包括如下步驟：

一、將增材金屬板（9）放置在墊板（4）的頂部，使得增材金屬板（9）的后側卡入三角定位套（14）的內腔，向前拉動限位卡件（82），使得彈簧（85）被壓縮，直至增材金屬板（9）的底部與墊板（4）的頂部緊密貼合后松開限位卡件（82），在彈簧（85）的復位作用下，使得限位卡件（82）卡合在增材金屬板（9）的前側，此時增材金屬板（9）得以限位固定；

二、開啟電弧設備（3），對增材金屬板（9）的表面進行電弧增材，在電弧增材的過程中，開啟驅動電機（61），并在驅動盤（62）和受力盤（63）的配合使用下，使得齒環（52）在承力柱（51）的表面旋轉，行星齒輪（54）與齒環（52）嚙合使得行星齒輪（54）帶動紅外攝錄機（10）繞墊板（4）做旋轉運動，通過紅外攝錄機（10）對電弧增材過程進行全程攝錄，攝錄方向和角度可由驅動電機（61）的運轉時間和速度進行改變；

三、在電弧增材作業完成后，開啟步進電機（73）和超聲波探測頭（12），左側的超聲波探測頭（12）對增材物質表面平整度進行探測，步進電機（73）通過升降螺桿（74）驅動H形滑塊（11）在矩形滑槽（71）的內腔中向上運動，同時位于H形滑塊（11）底部的超聲波探測頭（12）對與遮板（75）的間距進行探測，在左側的超聲波探測頭（12）無法檢測到增材物質時，電機控制器（17）控制步進電機（73）停止運轉，此時，左側的超聲波探測頭（12）將增材物質表面平整度的檢測數據傳輸至電腦端，并在電腦顯示器上以頻譜圖形式進行展示，位于H形滑塊（11）底部的超聲波探測頭（12）將自身與遮板（75）之間的距離數據傳輸至電腦端，此數據即為增材物質的高度。