CN109623113A - 一种基于双耳效应的焊缝位置检测方法及装置 - Google Patents

一种基于双耳效应的焊缝位置检测方法及装置 Download PDF

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高延峰
龚岩峰
肖建华
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Abstract

本发明公开了一种基于双耳效应的焊缝位置检测方法及装置，其中，方法包括(1)获取焊接电弧声音；(2)以焊缝为对称轴，将左声音接收器与右声音接收器对称设置在焊炬的两侧；将左声音接收器采集到的焊接电弧声音与右声音接收器采集到的焊接电弧声音进行比对，确定焊炬在焊缝中的位置及其偏差情况；(3)根据焊炬在焊缝中的位置及其焊炬的偏差情况，调整焊炬焊接位置使其处于焊缝中心；装置包括声音接收器、声音传输器以及控制器。本发明能够准确判断焊炬在焊缝上的实际位置及偏差情况，并根据焊炬的实际位置及偏差情况，调整焊炬位置使其处于焊缝中心，提高焊接焊缝成形的质量。

Description

一种基于双耳效应的焊缝位置检测方法及装置
技术领域
本发明涉及弧焊焊接技术领域，具体涉及一种基于双耳效应的焊缝位置检测方法及装置。
背景技术
随着机械、电力和材料等行业的发展，焊接技术已成为一种非常重要的金属热加工技术。现代化生产对焊接技术提出了进一步提高效率，优化质量，改善劳动条件等要求，焊接自动化就是焊接工作者顺应这种要求的具体体现。发展和应用新型焊接自动化技术对我国国民经济将起到巨大的作用，而焊缝自动跟踪系统正是焊接自动化研究的一个重要方面。由于各种因素的影响，实际的焊接条件经常发生变化。例如，由于强烈的弧光辐射、高温、烟尘、飞溅、坡口状况、加工误差、装夹精度、表面状态和工件热变形等影响会使焊炬偏离焊缝，从而造成焊接质量下降甚至失败。焊接条件的这种变化要求弧焊机器人能够实时检测出焊缝偏差，并调整焊接路径和焊接参数，保证焊接质量的可靠性。
发明内容
本发明所要解决的问题是：提供一种基于双耳效应的焊缝位置检测方法及装置，能够准确判断焊炬在焊缝上的实际位置及偏差情况，并根据焊炬的实际位置及偏差情况，调整焊炬位置使其处于焊缝中心，提高焊接焊缝成形的质量。
本发明为解决上述问题所提供的技术方案为：一种基于双耳效应的焊缝位置检测方法，所述方法包括以下步骤，
(1)获取焊接电弧声音，所述焊接电弧声音为焊炬在焊缝上焊接时发出的声音；所述焊缝为母材上切出的横截面为V形的坡口焊缝；
(2)以所述焊缝为对称轴，将左声音接收器与右声音接收器对称设置在所述焊炬的两侧；将左声音接收器采集到的焊接电弧声音与右声音接收器采集到的焊接电弧声音进行比对，确定所述焊炬在所述焊缝中的位置及其偏差情况；
(3)根据所述焊炬在所述焊缝中的位置及其所述焊炬的偏差情况，调整焊炬焊接位置使其处于焊缝中心。
一种基于双耳效应的焊缝位置检测装置，所述装置采用权利要求1所述的基于双耳效应的焊缝位置检测方法，所述基于双耳效应的焊缝位置检测装置设置在焊炬上，并随焊炬一起移动；所述基于双耳效应的焊缝位置检测装置包括声音接收器、声音传输器以及控制器；
所述声音接收器固定在所述焊炬上，且以导电嘴为对称轴对称布置在焊炬两侧；所述声音接收器用于接收所述焊炬在所述母材焊缝上焊接时发出的焊接电弧声音；
所述声音传输器，与所述声音接收器电连接，用于传输所述焊接电弧声音；
所处控制器内存储左声音接收器采集到的声音和右声音接收器采集到的声音；
所述控制器，与所述声音传输器、所述焊接平台均电连接，所述控制器用于根据左声音接收器获取的所述焊接电弧声音与所述右声音接收器获取的所述焊接电弧声音，确定所述焊炬在所述焊缝中的位置以及所述焊炬的偏差情况。
所述控制器还用于根据所述焊炬在所述焊缝中的位置以及所述焊炬的偏差情况，输出焊炬行走调整信号，并将所述焊炬行走调整信号传输至所述焊接机械手，以调整焊接的工艺参数。
优选的，还包括支架；所述支架用于支撑所述声音接收器。
优选的，所述焊炬为弧焊焊炬。
优选的，所述焊缝为母材上切出的横截面为V形的坡口焊缝。
与现有技术相比，本发明的优点是：本发明基于双耳效应的声音信号判断坡口焊接时焊炬的位置及其偏差情况，从而对焊接工艺参数进行优化调整，进而提高坡口焊接焊缝成形的质量。具体通过对焊炬焊接坡口不同位置时所发出的声音信号进行采集和处理，然后将左声音接收器采集到的焊接电弧声音与右声音接收器采集到的焊接电弧声音进行比对，确定所述焊炬在所述焊缝中的位置及其偏差情况，然后适时改变焊接工艺参数，实现坡口焊缝焊接时的焊接工艺参数优化，从而提高焊缝成形质量。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明检测方法的流程示意图；
图2是本发明检测装置的结构示意图；
附图标注：1、声音接收器，2、声音接收器，3、声音传输器，4、控制器，5、支架，6、焊矩，101、焊缝母材。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
如图1所示，一种基于双耳效应的焊缝位置检测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤，
(1)获取焊接电弧声音，所述焊接电弧声音为焊炬在焊缝上焊接时发出的声音；所述焊缝为母材上切出的横截面为V形的坡口焊缝；
(2)以所述焊缝为对称轴，将左声音接收器与右声音接收器对称设置在所述焊炬的两侧；将左声音接收器采集到的焊接电弧声音与右声音接收器采集到的焊接电弧声音进行比对，确定所述焊炬在所述焊缝中的位置及其偏差情况；
(3)根据所述焊炬在所述焊缝中的位置及其所述焊炬的偏差情况，调整焊炬焊接位置使其处于焊缝中心。
如图2所示，本发明实施例提供的基于双耳效应的焊缝位置检测装置采用上述的基于双耳效应的焊缝位置检测方法，该检测装置设置在焊炬上，待焊接的母材放置在工作台上。该基于双耳效应的焊缝位置检测装置包括声音接收器(1、2)、声音传输器3、控制器4以及支架5。所述焊接工作台的Y轴上安装焊炬6，优先的，所述焊炬6为弧焊焊炬。
所述焊接母材为开坡口焊缝母材101。由于在焊缝上开有V形坡口，其坡口斜面的不同位置上的焊接电弧声音明显不同。本发明将所述左声音接收器与所述右声音接收器采集到的不同的焊接电弧声音存储到控制器4中进行比对。
所述声音接收器(1、2)通过支架5固定在所述焊炬上，且以所述焊缝为对称轴，所述左声音接收器与所述右声音接收器对称设置在所述焊炬的两侧，在不影响焊接过程的情况下，移动支架5，使声音接收器(1、2)尽可能靠近母材焊缝的位置。
所述声音接收器(1、2)用于接收所述焊炬6在所述母材焊缝焊接时发出的焊接电弧声音。
所述声音传输器3，与所述声音接收器(1、2)连接，用于传输所述焊接电弧声音。
所述控制器4，与所述声音传输器3、所述焊接工作台均连接，用于将获取的所述左声音接收器与右声音接收器，确定所述焊炬在所述母材焊缝上的位置以及所述焊炬的偏差情况。
所述控制器4还用于根据所述焊炬在所述母材焊缝上的位置以及所述焊炬偏差情况，输出焊接加工参数调整信号，并将所述焊炬加工参数调整信号传输至所述焊接工作台，以调整焊接的加工参数。
本发明实施例是在传统的焊接加工工艺的基础上添加了声音接收器(1、2)、声音传输器3、控制器4，对母材焊接加工过程进行适时的监控，收集并处理声音信号从而判断焊炬所在位置及其偏差情况，然后给出反馈信号调整焊炬行走参数使其处于焊缝中心，从而提高焊缝成形质量。
本发明的有益效果是：本发明基于双耳效应的声音信号判断坡口焊接时焊炬的位置及其偏差情况，从而对焊接工艺参数进行优化调整，进而提高坡口焊接焊缝成形的质量。具体通过对焊炬焊接坡口不同位置时所发出的声音信号进行采集和处理，然后将左声音接收器采集到的焊接电弧声音与右声音接收器采集到的焊接电弧声音进行比对，确定所述焊炬在所述焊缝中的位置及其偏差情况，然后适时改变焊接工艺参数，实现坡口焊缝焊接时的焊接工艺参数优化，从而提高焊缝成形质量。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于双耳效应的焊缝位置检测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤，
(1)获取焊接电弧声音，所述焊接电弧声音为焊炬在焊缝上焊接时发出的声音；所述焊缝为母材上切出的横截面为V形的坡口焊缝；
(2)将左声音接收器与右声音接收器对称设置在所述焊炬的两侧；将左声音接收器采集到的焊接电弧声音与右声音接收器采集到的焊接电弧声音进行比对，确定所述焊炬在所述焊缝中的位置及其偏差情况；
(3)根据所述焊炬在所述焊缝中的位置及其所述焊炬的偏差情况，调整焊炬焊接位置使其处于焊缝中心。
2.一种基于双耳效应的焊缝位置检测装置，其特征在于：所述装置采用权利要求1所述的基于双耳效应的焊缝位置检测方法，所述基于双耳效应的焊缝位置检测装置设置在焊炬上，并随焊炬一起移动；所述基于双耳效应的焊缝位置检测装置包括声音接收器、声音传输器以及控制器；
所述声音接收器固定在所述焊炬上，且以导电嘴为对称轴对称布置在焊炬两侧；所述声音接收器用于接收所述焊炬在所述母材焊缝上焊接时发出的焊接电弧声音；
所述声音传输器，与所述声音接收器电连接，用于传输所述焊接电弧声音；
所处控制器内存储左声音接收器采集到的声音和右声音接收器采集到的声音；
所述控制器，与所述声音传输器、所述焊接平台均电连接，所述控制器用于根据左声音接收器获取的所述焊接电弧声音与所述右声音接收器获取的所述焊接电弧声音，确定所述焊炬在所述焊缝中的位置以及所述焊炬的偏差情况。
所述控制器还用于根据所述焊炬在所述焊缝中的位置以及所述焊炬的偏差情况，输出焊炬行走调整信号，并将所述焊炬行走调整信号传输至所述焊接机械手，以调整焊接的工艺参数。
3.根据权利要求2所述的一种基于双耳效应的焊缝位置检测装置，其特征在于：还包括支架；所述支架用于支撑所述声音接收器。
4.根据权利要求2所述的一种基于双耳效应的焊缝位置检测装置，其特征在于：所述焊炬为弧焊焊炬。
5.根据权利要求2所述的一种基于双耳效应的焊缝位置检测装置，其特征在于：所述焊缝为母材上切出的横截面为V形的坡口焊缝。
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