CN102717173A - 半自动熔化极、非熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半自动熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置，包括：熔池移动速度计算装置；方位角传感器；电压传感模块；本发明还公开了一种半自动非熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置，包括：熔池移动速度计算装置；方位角传感器。本发明解决了焊接生产场合中手工操作焊枪时对焊接速度的监控问题。

Description

半自动熔化极、非熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置

技术领域

本发明涉及焊接领域，特别涉及半自动熔化极、非熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置。 

背景技术

半自动熔化极电弧焊(如手动CO2焊、MIG焊、MAG焊)、半自动非熔化极电弧焊(如手动TIG焊等)广泛应用于工业生产过程中，如核电、压力容器的焊接生产现场，上述生产场合对焊接生产工艺及质量监控要求较高。然而半自动化焊接与全自动焊接方式不一样的是，全自动焊接是焊枪是自动行走的，因此能够方便地提取焊接速度；半自动焊接时，仅仅焊丝是自动送给的(熔化极)，焊枪的移动是焊工手动操作的，难以实时检测熔池移动速度(焊接速度)，如果实际焊接速度与规定焊接速度不一样，而实际焊接速度又难以实时监控，将对焊后焊接质量评估产生偏差，甚至会留下安全隐患。 

监控熔池移动速度与焊缝跟踪不同之处是：当前焊缝跟踪主要用于焊枪对中，即自动调节焊枪与中心的相对位置，使焊接沿着规定的轨迹进行，如申请号为201010149360.X、201110213866.7等中国专利申请所公开的方式中，均是适用于全自动焊接或给定焊接速度已知的场合，但目前还没有有效的、专门用于实时计算半自动熔化极电弧焊熔池移动速度的装置，因此迫切需要一种技术方案以解决上述问题。 

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供半自动熔化极、非熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置，解决焊接生产场合中手工操作焊枪时对焊接速度的监控问题，杜绝焊后对焊接质量评估的误判和潜在的安全隐患。 

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的第一种技术方案为一种半自动熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置，包括： 

位于第一位置的熔池移动速度计算装置； 

位于焊枪一端且安装在焊枪手柄上的方位角传感器，所述方位角传感器的位置为第二位置； 

熔池中心点位于焊枪出丝口的末端，所述熔池中心点的位置为第三位置，在该第三位置设有电压传感模块，用于测量焊接电压，并将该焊接电压传输给熔池移动速度计算装置； 

所述方位角传感器用于测量第三位置相对于第二位置的方位角，并将该方位角传输给熔池移动速度计算装置； 

所述熔池移动速度计算装置用于测量第一位置与第二位置的直线距离、第二位置相对于第一位置的方位角。 

进一步地，所述熔池移动速度计算装置包括第一微型处理器模块和与所述第一微型处理器模块相连的第一角度测量模块、测距模块和第一通信模块，所述方位角传感器包括第二微型处理器模块和与所述第二微型处理器模块相连的第二角度测量模块和第二通信模块；所述第一角度测量模块用于测量第二位置相对于第一位置的方位角并将该方位角传输给第一微型处理器模块，所述测距模块用于测量第一位置与第二位置的直线距离，所述第二角度测量模块用于测量第三位置相对于第二位置的方位角并通过第二微型处理器模块和第二通信模块将该方位角传输给第一通信模块。 

进一步地，所述测距模块为激光跟踪模块，所述方位角传感器还包括与第二微型处理器模块相连的反射器，该反射器的中心为第二位置；所述第一微型处理器模块用于控制激光跟踪模块向反射器发射激光，测量第一位置与第二位置的直线距离，并根据激光的反射角，调节激光的发射角，使激光跟踪反射器的移动轨迹。所述第一角度测量模块和第二角度测量模块均为三轴陀螺仪。 

所述反射器优选凹球面。所述方位角传感器可通过支架安装在焊枪手柄上。 

进一步地，所述电压传感模块包括依次相连电压传感器、模数转换模块和第三通信模块，所述电压传感器用于测量短路时的焊接电压，该电压经过模数转换模块处理后，通过第三通信模块传输给熔池移动速度计算装置。 

进一步地，所述第一通信模块、第二通信模块和第三通信模块均为无线通信模块。 

本发明采用的第二种技术方案为一种半自动非熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置，包括： 

位于第一位置的熔池移动速度计算装置； 

位于焊枪一端且安装在焊枪手柄上的方位角传感器，所述方位角传感器的位置为第二位置； 

熔池中心点位于焊枪出丝口的末端，所述熔池中心点的位置为第三位置； 

所述方位角传感器用于测量第三位置相对于第二位置的方位角，并将该方位角传输给熔池移动速度计算装置； 

所述熔池移动速度计算装置用于测量第一位置与第二位置的直线距离、第二位置相对于第一位置的方位角，并利用这些参数计算熔池移动速度。 

进一步地，所述熔池移动速度计算装置包括第一微型处理器模块和与所述第一微型处理器模块相连的第一角度测量模块、测距模块和第一通信模块，所述方位角传感器包括第二微型处理器模块和与所述第二微型处理器模块相连的第二角度测量模块和第二通信模块；所述第一角度测量模块用于测量第二位置相对于第一位置的方位角并将该方位角传输给第一微型处理器模块，所述测距模块用于测量第一位置与第二位置的直线距离，所述第二角度测量模块用于测量第三位置相对于第二位置的方位角并通过第二微型处理器模块和第二通信模块将该方位角传输给第一通信模块。 

进一步地，所述测距模块为激光跟踪模块，所述方位角传感器还包括与第二微型处理器模块相连的反射器，该反射器的中心为第二位置；所述第一微型处理器模块用于控制激光跟踪模块向反射器发射激光，测量第一位置与第二位置的直线距离，并根据激光的反射角，调节激光的发射角，使激光跟踪反射器的移动轨迹。所述第一角度测量模块和第二角度测量模块均为三轴陀螺仪。 

所述反射器优选凹球面。所述方位角传感器可通过支架安装在焊枪手柄上。 

进一步地，所述第一通信模块、第二通信模块均为无线通信模块。 

有益效果：本发明解决了焊接生产场合中手工操作焊枪时对焊接速度的监控问题，杜绝了错误的焊接速度对焊接质量评估的误判以及潜在的安全隐患；采用激光间接测量半自动熔化极、非熔化极电弧焊熔池的移动速度，避免了采用工具直接测量时电弧辐射、飞溅等不利因素的影响，利用激光进行检测，作用距离远、速度快、精度高、抗干扰能力强；在保持激光反射通路无遮蔽的前提下，熔池速度计算器对固定位置的要求较低；本发明在测量熔池移动速度的同时，还能记录半自动熔化极、非熔化极电弧焊熔池的移动轨迹、判断焊枪是否对中等。 

附图说明

图1为半自动熔化极电弧焊熔池移动速度的实时检测方法的原理图； 

图2为半自动熔化极电弧焊熔池移动速度的实时检测装置的结构示意图； 

图3为半自动熔化极电弧焊熔池移动速度的实时检测装置中B、C两点在焊枪上的位置及其余部件的示意图； 

图4为半自动非熔化极电弧焊熔池移动速度的实时检测装置的结构示意图； 

图5为半自动非熔化极电弧焊熔池移动速度的实时检测装置中B、C两点在焊枪上的位置及其余部件的示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。 

半自动熔化极电弧焊熔池移动速度的实时检测装置的原理： 

如图1所示，为了计算熔池中心点C的移动速度，首先定义三个点：静止 的参考点A、移动的中间点B、熔池中心点C；参考点A位于焊接区域外，中间点B位于手动焊枪的一端，而熔池中心点C位于手动焊枪出丝口的另一端；直线BC与焊丝伸出段重合。 

然后分别以参考点A、中间点B为原点建立参考坐标系X1-Y1-Z1、中间坐标系X2-Y2-Z2，然后根据B点在参考坐标系X1-Y1-Z1中的位置、直线BC的长度D以及直线BC在坐标系X2-Y2-Z2中的方位角，通过式(1)计算C点在参考坐标系X1-Y1-Z1中的坐标[x，y，z]。 

$\left[\begin{array}{c}x\\ y\\ z\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{\cos \mathrm{\α}}_B& & \\ & {\cos \mathrm{\β}}_B& \\ & & {\cos \mathrm{\γ}}_B\end{array}\right]L+\left[\begin{array}{ccc}{\cos \mathrm{\α}}_C& & \\ & {\cos \mathrm{\β}}_C& \\ & & {\cos \mathrm{\γ}}_C\end{array}\right]D---\left(1\right)$

式(1)中，L为直线AB的长度，D为直线BC的长度，α_B、β_B、γ_B为B点在坐标系x1-y1-z1中的方位角，α_C、β_C、γ_C为C点在坐标系X2-Y2-Z2中的方位角。 

设某时刻K时，C点坐标为[x_k，y_k，z_k]；对应于下一时刻K+1，C点坐标为[x_k+1，y_k+1，z_k+1]，则熔池的移动速度V可用式(2)计算： 

$V=\frac{\sqrt{{(x_{k+1}-x_k)}^2+{(y_{k+1}-y_k)}^2+{(z_{k+1}-z_k)}^2}}{\mathrm{\ΔT}}---\left(2\right)$

式(2)中，ΔT为两相邻采样时刻的间隔。 

为进一步获得直线AB长度的L，B点在X1-Y1-Z1中的方位角、直线BC的长度D、C点在中间坐标系X2-Y2-Z2中的方位角，本发明半自动熔化极电弧焊熔池移动速度的实时检测装置可采用如下技术方案： 

如图1和图2所示，在参考点A处设置熔池移动速度计算器1(简称“计算器”)，该计算器包括激光跟踪装置、三轴数字陀螺仪(简称“三轴陀螺仪”)A、微型处理器模块A、无线通讯模块A。焊枪上的B点为一凹球面的中心，焊枪上还安装有三轴数字陀螺仪B、微型处理器模块B、无线通讯模块B。 

计算器中的激光跟踪装置发出激光照射凹球面，可获得反射，根据激光反射的时间可以获取直线AB的长度L；通过三轴陀螺仪A可以测出激光束在坐标系X1-Y1-Z1中的方位角α_B、β_B、γ_B。为了解决B点移动时的跟踪问题，采用微型处理器控制模块A实时计算直线AB的长度L和激光的反射角，利用反射角的变化调整激光的发射角，使激光始终照射在凹球面的中心B点。如此方案， 可持续获得L的大小和方位角α_B、β_B、γ_B。 

在直线BC上安装三轴陀螺仪B并测得初始方位角，即可获得C点相对于B点(在坐标系X2-Y2-Z2中)的方位角α_C、β_C、γ_C。在焊枪上安装微型处理器模块B和无线通讯模块B，微型处理器模块B接收三轴陀螺仪B测得的方位角α_C、β_C、γ_C信息并通过无线通讯模块B实时传输给无线通讯模块A，再传输给微型处理器模块A。 

由于直线BC与焊枪端部伸出的焊丝重合，B点与焊枪端部的距离d2已知，焊接电压传感器通过测量短路时的焊接电压，可计算出焊丝干伸长d1，从而可以计算出直线BC的长度D＝d1+d2。焊接电压信号可通过AD转换模块、无线通讯模块C传输至无线通讯模块A，再传输给微型处理器模块A。 

微型处理器模块A在获取了B点在X1-Y1-Z1中的坐标系中的方位角、直线AB的长度L、直线BC在中间坐标系X2-Y2-Z2中的方位角、直线BC的长度D之后，即可通过式(2)实时计算半自动熔化极电弧焊熔池的移动速度。 

半自动非熔化极电弧焊熔池移动速度的实时检测装置的原理： 

如图1所示，为了计算熔池中心点C的移动速度，首先定义三个点：静止的参考点A、移动的中间点B、熔池中心点C；参考点A位于焊接区域外，中间点B位于手动焊枪的一端，而熔池中心点C位于手动焊枪出丝口的另一端；直线BC与焊枪中心线重合。 

然后分别以参考点A、中间点B为原点建立参考坐标系X1-Y1-Z1、中间坐标系X2-Y2-Z2，然后根据B点在参考坐标系X1-Y1-Z1中的位置、直线BC的长度D以及直线BC在坐标系X2-Y2-Z2中的方位角，通过式(3)计算C点在参考坐标系X1-Y1-Z1中的坐标[x，y，z]。 

$\left[\begin{array}{c}x\\ y\\ z\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{\cos \mathrm{\α}}_B& & \\ & {\cos \mathrm{\β}}_B& \\ & & {\cos \mathrm{\γ}}_B\end{array}\right]L+\left[\begin{array}{ccc}{\cos \mathrm{\α}}_C& & \\ & {\cos \mathrm{\β}}_C& \\ & & {\cos \mathrm{\γ}}_C\end{array}\right]D---\left(3\right)$

式(1)中，L为直线AB的长度，D为直线BC的长度，α_B、β_B、γ_B为B点在坐标系x1-y1-z1中的方位角，α_C、β_C、γ_C为C点在坐标系X2-Y2-Z2中的方位角。 

设某时刻K时，C点坐标为[x_k，y_k，z_k]；对应于下一时刻K+1，C点坐标为[x_k+1，y_k+1，z_k+1]，则熔池的移动速度V可用式(4)计算： 

$V=\frac{\sqrt{{(x_{k+1}-x_k)}^2+{(y_{k+1}-y_k)}^2+{(z_{k+1}-z_k)}^2}}{\mathrm{\ΔT}}---\left(4\right)$

式(4)中，ΔT为两相邻采样时刻的间隔。 

为进一步获得直线AB长度的L，B点在X1-Y1-Z1中的方位角、直线BC的长度D、C点在中间坐标系X2-Y2-Z2中的方位角，本发明半自动非熔化极电弧焊熔池移动速度的实时检测装置可采用如下技术方案： 

如图1和图4所示，在参考点A处设置熔池移动速度计算器1(简称“计算器”)，该计算器包括激光跟踪装置、三轴数字陀螺仪(简称“三轴陀螺仪”)A、微型处理器模块A、无线通讯模块A。焊枪上的B点为一凹球面的中心，焊枪上还安装有三轴数字陀螺仪B、微型处理器模块B、无线通讯模块B。 

计算器中的激光跟踪装置发出激光照射凹球面，可获得反射，根据激光反射的时间可以获取直线AB的长度L；通过三轴陀螺仪A可以测出激光束在坐标系X1-Y1-Z1中的方位角α_B、β_B、γ_B。为了解决B点移动时的跟踪问题，采用微型处理器控制模块A实时计算直线AB的长度L和激光的反射角，利用反射角的变化调整激光的发射角，使激光始终照射在凹球面的中心B点。如此方案，可持续获得L的大小和方位角α_B、β_B、γ_B。 

在直线BC上安装三轴陀螺仪B并测得初始方位角，即可获得C点相对于B点(在坐标系X2-Y2-Z2中)的方位角α_C、β_C、γ_C。在焊枪上安装微型处理器模块B和无线通讯模块B，微型处理器模块B接收三轴陀螺仪B测得的方位角α_C、β_C、γ_C信息并通过无线通讯模块B实时传输给无线通讯模块A，再传输给微型处理器模块A。 

由于直线BC与焊枪中心轴线重合，B点与焊枪端部的距离d2已知，非熔化电极的长度d1也是已知的，从而可以计算出直线BC的长度D＝d1+d2。 

微型处理器模块A在获取了B点在X1-Y1-Z1中的坐标系中的方位角、直线AB的长度L、直线BC在中间坐标系X2-Y2-Z2中的方位角、直线BC的长度D之后，即可通过式(2)实时计算半自动非熔化极电弧焊熔池的移动速度。 

实施例1： 

如图1和图2所示，本发明半自动熔化极电弧焊熔池移动速度的实时检测装置中，熔池移动速度计算器1安放于一参考点A，熔池中心点C相对于中间点B的方位角传感器2安装在焊枪手柄上，焊接电压传感模块3安装在熔池中心点C上；熔池移动速度计算器1包括：微型处理器模块A 11、三轴数字陀螺仪A 12、 激光跟踪装置13、无线通讯模块A14；方位角传感器2包括：微型处理器模块B21、三轴数字陀螺仪B 22、凹球面23、无线通讯模块B 24；焊接电压传感模块3包括：无线通讯模块C31、AD转换模块32、焊接电压传感器33。 

微型处理器模块A11的作用有以下四点： 

①控制激光跟踪装置13向凹球面23发射激光，计算直线AB的长度L，并根据激光的反射角，调节激光的发射角，使激光跟踪中间点B的移动轨迹。 

②获取三轴数字陀螺仪A12的输出，该输出作为发出的激光束相对于A点的方位角α_B、β_B、γ_B。 

③通过无线通讯模块A14、无线通讯模块B24，获取熔池中心点C相对于B点的方位角α_C、β_C、γ_C； 

④通过无线通讯模块A14、无线通讯模块C31，获取焊接电压，用于计算焊丝干伸长d1，由于B点与焊枪端部的距离d2已知，可以计算出直线BC的长度D＝d1+d2。 

微型处理器模块A11、微型处理器模块B21可采用市面上的STC单片机开发板，为公开技术。 

三轴数字陀螺仪A12、三轴数字陀螺仪B22可采用市面上的L3G4200D型三轴数字陀螺仪，为公开技术。 

激光跟踪装置13可采用市面上的Leica AT401跟踪仪或自行制作，为公开技术。 

凹球面23可采用光洁的金属制作。 

无线通讯模块A 14、无线通讯模块B 24、无线通讯模块C 31可采用市面上的SI4432模块，为公开技术。 

AD转换模块32可选用以AD9854核心的数字化AD转换模块，为公开技术。 

焊接电压传感器33可采用市面常用的LEM系列传感器，为公开技术。 

如图3所示，本发明半自动熔化极电弧焊熔池移动速度的实时检测装置中，熔池中心点C相对于中间点B的方位角传感器2通过支架7安装在焊枪手柄8上，B点为凹球面的中心，C点为熔池的中心，而B、C两点的连线穿过焊枪出丝口5的中心线4，且与焊丝伸出段6重合。 

装置被安装之后，B点与焊枪端部的距离d2即已知，而焊丝干伸长d1可通过检测短路时的焊接电压后即可计算出来；焊接电压传感器33的信号通过AD转换模块32后，输入无线通讯模块C31，然后通过无线信号发送至无线通讯模块A14，最后传输至微型处理器模块A11。根据半自动熔化极电弧焊短路时焊接 电压与焊丝干伸长成正比的原则(参见论文《短路过渡焊接焊丝干伸长传感器》，作者鲍云杰、朱志明、吴文凯，焊接学报，2001年22卷第3期，第55-58页)，可获取焊丝干伸长d1。 

在采集所需要的各参数后，在微型处理器模块A11中根据式(1)、(2)可以计算出熔池中心的移动速度V。 

本实施例解决了重要焊接生产场合中手工操作焊枪时对焊接速度的监控问题，杜绝了错误的实际焊接速度对焊接质量评估的误判以及潜在的安全隐患；采用激光间接测量半自动熔化极电弧焊熔池的移动速度，避免了采用工具直接测量时电弧辐射、飞溅等不利因素影响，利用激光进行检测，作用距离远、速度快、精度高、抗干扰能力强；在保持激光反射通路无遮蔽的前提下，熔池速度计算器对固定位置可以灵活设定；本实施例在测量熔池移动速度的同时，还能记录熔池的移动轨迹。 

实施例2： 

如图1和图4所示，本发明半自动非熔化极电弧焊熔池移动速度的实时检测装置中，熔池移动速度计算器1安放于一参考点A，熔池中心点C相对于中间点B的方位角传感器2安装在焊枪手柄上；熔池移动速度计算器1包括：微型处理器模块A 11、三轴数字陀螺仪A 12、激光跟踪装置13、无线通讯模块A14；方位角传感器2包括：微型处理器模块B 21、三轴数字陀螺仪B 22、凹球面23、无线通讯模块B 24。 

微型处理器模块A11的作用有以下四点： 

①控制激光跟踪装置13向凹球面23发射激光，计算直线AB的长度L，并根据激光的反射角，调节激光的发射角，使激光跟踪中间点B的移动轨迹。 

②获取三轴数字陀螺仪A12的输出，该输出作为发出的激光束相对于A点的方位角α_B、β_B、γ_B。 

③通过无线通讯模块A14、无线通讯模块B 24，获取熔池中心点C相对于B点的方位角α_C、β_C、γ_C； 

④由于B点与焊枪端部的距离d2已知，非熔化电极的长度d1也是已知的，可以计算出直线BC的长度D＝d1+d2。 

微型处理器模块A11、微型处理器模块B21可采用市面上的STC单片机开发板，为公开技术。 

三轴数字陀螺仪A12、三轴数字陀螺仪B22可采用市面上的L3G4200D型三轴数字陀螺仪，为公开技术。 

激光跟踪装置13可采用市面上的Leica AT401跟踪仪或自行制作，为公开技术。 

凹球面23可采用光洁的金属制作。 

无线通讯模块A14、无线通讯模块B24可采用市面上的SI4432模块，为公开技术。 

如图5所示，本发明半自动非熔化极电弧焊熔池移动速度的实时检测装置中，熔池中心点C相对于中间点B的方位角传感器2通过支架7安装在焊枪手柄8上，B点为凹球面的中心，C点为熔池的中心，而B、C两点的连线穿过焊枪主体50的中心线4且与非熔化电极60重合。 

装置被安装之后，B点与焊枪端部的距离d2和非熔化电极的长度d1即已知。 

在采集所需要的各参数后，在微型处理器模块A11中根据式(1)、(2)可以计算出熔池中心的移动速度V。 

本实施例解决了重要焊接生产场合中手工操作焊枪时对焊接速度的监控问题，杜绝了错误的实际焊接速度对焊接质量评估的误判以及潜在的安全隐患；采用激光间接测量半自动非熔化极电弧焊熔池的移动速度，避免了采用工具直接测量时电弧辐射、飞溅等不利因素影响，利用激光进行检测，作用距离远、速度快、精度高、抗干扰能力强；在保持激光反射通路无遮蔽的前提下，熔池速度计算器对固定位置可以灵活设定；本实施例在测量熔池移动速度的同时，还能记录熔池的移动轨迹。 

Claims (16)

1.一种半自动熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置，包括：

位于第一位置的熔池移动速度计算装置；

位于焊枪一端且安装在焊枪手柄上的方位角传感器，所述方位角传感器的位置为第二位置；

熔池中心点位于焊枪出丝口的末端，所述熔池中心点的位置为第三位置，在该第三位置设有电压传感模块，用于测量焊接电压，并将该焊接电压传输给熔池移动速度计算装置；

所述方位角传感器用于测量第三位置相对于第二位置的方位角，并将该方位角传输给熔池移动速度计算装置；

所述熔池移动速度计算装置用于测量第一位置与第二位置的直线距离、第二位置相对于第一位置的方位角。

2.根据权利要求1所述一种半自动熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置，其特征在于：所述熔池移动速度计算装置包括第一微型处理器模块和与所述第一微型处理器模块相连的第一角度测量模块、测距模块和第一通信模块，所述方位角传感器包括第二微型处理器模块和与所述第二微型处理器模块相连的第二角度测量模块和第二通信模块；所述第一角度测量模块用于测量第二位置相对于第一位置的方位角并将该方位角传输给第一微型处理器模块，所述测距模块用于测量第一位置与第二位置的直线距离，所述第二角度测量模块用于测量第三位置相对于第二位置的方位角并通过第二微型处理器模块和第二通信模块将该方位角传输给第一通信模块。

3.根据权利要求2所述一种半自动熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置，其特征在于：所述测距模块为激光跟踪模块，所述方位角传感器还包括与第二微型处理器模块相连的反射器，该反射器的中心为第二位置；所述第一微型处理器模块用于控制激光跟踪模块向反射器发射激光，测量第一位置与第二位置的直线距离，并根据激光的反射角，调节激光的发射角，使激光跟踪反射器的移动轨迹。

4.根据权利要求3所述一种半自动熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置，其特征在于：所述反射器为凹球面。

5.根据权利要求1所述一种半自动熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置，其特征在于：所述方位角传感器通过支架安装在焊枪手柄上。

6.根据权利要求1所述一种半自动熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置，其特征在于：所述电压传感模块包括依次相连电压传感器、模数转换模块和第三通信模块，所述电压传感器用于测量短路时的焊接电压，该电压经过模数转换模块处理后，通过第三通信模块传输给熔池移动速度计算装置。

7.根据权利要求2所述一种半自动熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置，其特征在于：所述第一通信模块和第二通信模块均为无线通信模块。

8.根据权利要求6所述一种半自动熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置，其特征在于：所述第三通信模块为无线通信模块。

9.根据权利要求2所述一种半自动熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置，其特征在于：所述第一角度测量模块和第二角度测量模块均为三轴陀螺仪。

10.一种半自动非熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置，包括：

位于第一位置的熔池移动速度计算装置；

位于焊枪一端且安装在焊枪手柄上的方位角传感器，所述方位角传感器的位置为第二位置；

非熔化电极位于焊枪的末端，所述熔池中心点的位置为第三位置；

所述方位角传感器用于测量第三位置相对于第二位置的方位角，并将该方位角传输给熔池移动速度计算装置；

所述熔池移动速度计算装置用于测量第一位置与第二位置的直线距离、第二位置相对于第一位置的方位角。

11.根据权利要求10所述一种半自动非熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置，其特征在于：所述熔池移动速度计算装置包括第一微型处理器模块和与所述第一微型处理器模块相连的第一角度测量模块、测距模块和第一通信模块，所述方位角传感器包括第二微型处理器模块和与所述第二微型处理器模块相连的第二角度测量模块和第二通信模块；所述第一角度测量模块用于测量第二位置相对于第一位置的方位角并将该方位角传输给第一微型处理器模块，所述测距模块用于测量第一位置与第二位置的直线距离，所述第二角度测量模块用于测量第三位置相对于第二位置的方位角并通过第二微型处理器模块和第二通信模块将该方位角传输给第一通信模块。

12.根据权利要求11所述一种半自动非熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置，其特征在于：所述测距模块为激光跟踪模块，所述方位角传感器还包括与第二微型处理器模块相连的反射器，该反射器的中心为第二位置；所述第一微型处理器模块用于控制激光跟踪模块向反射器发射激光，测量第一位置与第二位置的直线距离，并根据激光的反射角，调节激光的发射角，使激光跟踪反射器的移动轨迹。

13.根据权利要求12所述一种半自动非熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置，其特征在于：所述反射器为凹球面。

14.根据权利要求10所述一种半自动非熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置，其特征在于：所述方位角传感器通过支架安装在焊枪手柄上。

15.根据权利要求11所述一种半自动熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置，其特征在于：所述第一通信模块和第二通信模块均为无线通信模块。

16.根据权利要求11所述一种半自动熔化极电弧焊熔池移动速度的检测装置，其特征在于：所述第一角度测量模块和第二角度测量模块均为三轴陀螺仪。

Images