CN112355521B - 焊接层间温度与焊接道数的采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接层间温度与焊接道数的采集装置，其装设于半自动焊枪的手柄前部；包括：焊枪连接部、采集装置装设部、采集电路板、焊接管理平台及焊渣挡板部；采集装置装设部的上端与焊枪连接部结合，下端与焊渣挡板部结合，其后侧面开设采集板安装室以装设采集电路板，采集板安装室开设数个温度传感器安装孔以装设温度传感器，采集电路板具有三轴加速度传感器并与温度传感器及焊接管理平台电性连接，以将感测的焊接层间温度及半自动焊枪的移动轨迹传输至焊接管理平台进行存储及计算焊接道数。通过实时采集焊接层间温度和计算焊接道数，可有效监控焊接质量，为智能管理，施工过程安全预警及焊接质量提升提供数据支撑。

Description

焊接层间温度与焊接道数的采集装置

技术领域

本发明涉及焊接设备技术领域，尤其是涉及一种焊接层间温度与焊接道数的采集装置。

背景技术

在长输管道施工过程中，焊接设备的地理位置时常随着施工进程而不断改变，工程管理者难以及时、准确地掌握和有效管理焊接设备的工作情况。目前，在我国山区、丘陵及水网密集等特殊地带的油气管道施工中，对于管道的焊接方式仍然主要采用半自动焊接方式，此种焊接方式的施工质量很大程度上依赖于焊工的技术水平和责任心，而焊接过程缺少有效的监控手段。然而，近几年发生的管道环焊缝开裂事件，其主要原因是施工过程中焊接工艺执行不严格所致，而类似焊接道数、层数及焊接参数的异常变化所导致的焊缝力学性能不能够满足实际要求是无法通过无损检测所发现的，因此给焊接质量管控带来了诸多的不确定性。

为此，如何设计一种能够监控焊接层间温度及焊接道数的采集装置，实现对焊接层间温度及焊接道数的实时采集与计算，以验证焊接操作是否达到焊接工艺规程标准，已成为本领域亟待解决的技术问题之一。

发明内容

本技术方案要解决的技术问题是如何提供一种能够对管道焊接过程中的焊接层间温度进行采集以及对焊接道数进行计算的采集装置，以确保焊接操作符合焊接工艺的要求。

为解决上述技术问题，本技术方案提供了一种焊接层间温度与焊接道数的采集装置，其是装设于半自动焊枪的手柄前部；该采集装置包括：焊枪连接部、采集装置装设部、采集电路板、焊接管理平台及焊渣挡板部；其中，该焊枪连接部结合于采集装置装设部的上端且用以套设固定于半自动焊枪的手柄前部；该采集装置装设部的前侧面是面向半自动焊枪的前端，采集装置装设部的后侧面开设有采集板安装室，该采集板安装室朝前侧面开设有贯通采集板安装室与前侧面的数个温度传感器安装孔，该温度传感器安装孔中装设有温度传感器，采集板安装室内装设采集电路板，数个温度传感器与采集电路板电性连接，该采集电路板上还具有三轴加速度传感器，该三轴加速度传感器用以感测半自动焊枪的移动轨迹，该采集电路板与设置于采集装置外部的焊接管理平台电性连接，该采集电路板将数个温度传感器感测的焊接层间温度以及三轴加速度传感器感测的移动轨迹传输至焊接管理平台，由焊接管理平台记录焊接层间温度并计算半自动焊枪的焊接道数；该焊渣挡板部结合于采集装置装设部的下端，用以防止焊渣溅射到操作人员的手部。据此，通过本采集装置上的数个温度传感器以对焊接层间温度进行实时采集，以及通过三轴加速度传感器和焊接管理平台以对半自动焊枪移动轨迹进行采集和对焊接道数进行计算，以实现对焊接操作质量的有效监控，为焊接智能化管理，施工过程安全预警及焊接质量提升提供数据保障与支撑。

作为本技术方案的另一种实施，该焊枪连接部为横向截面为U形的半管体，且焊枪连接部以其U形开口的两端部结合于采集装置装设部的上端面，并且焊枪连接部与采集装置装设部的上端面之间围合形成套设半自动焊枪的手柄前部的套设通道；该采集装置装设部为上端厚度大于下端厚度的块状体，采集装置装设部的前侧面与上端面之间形成锐角夹角；焊渣挡板部为片状体且与采集装置装设部的后侧面之间形成钝角夹角而结合于采集装置装设部的下端。以此，使采集装置装设部的前侧面面向半自动焊枪的前端，即面向焊接时的熔池，并使片状体的焊渣挡板部遮挡住手部的外侧，以免焊接中被溅射的焊渣烫伤。

作为本技术方案的另一种实施，该采集装置装设部的前侧面还开设有耐热玻璃安置槽，且于其内装设耐热玻璃，该温度传感器安装孔位于耐热玻璃安置槽内。以此，可保护温度传感器免受高温和焊渣的影响，从而延长温度传感器的使用寿命。

作为本技术方案的另一种实施，该采集装置还包括：保护外罩；该保护外罩为片状体，并依据焊枪连接部、采集装置装设部及焊渣挡板部的结合角度弯折形成与采集装置的外侧面相对应的形状；该保护外罩上开设有对应套设通道与耐热玻璃安置槽的两个通孔，且保护外罩的两侧具有固定部，通过两个固定部固定于采集装置装设部上，以使保护外罩贴合于采集装置的外侧面并使套设通道与耐热玻璃安置槽分别由两个通孔露出。以此，可增加对采集装置外侧面的保护，延长采集装置的使用寿命。

作为本技术方案的另一种实施，该三轴加速度传感器水平初始状态的三轴方向是与三维笛卡尔坐标系相一致，且于采集三轴加速度前先设定三轴加速度传感器采集三轴加速度的频率。

作为本技术方案的另一种实施，该三轴加速度传感器感测半自动焊枪的移动轨迹，并由焊接管理平台计算焊接道数的步骤为：

采集加速度：由三轴加速度传感器根据设定的频率采集其X轴、Y轴及Z轴相对于三维笛卡尔坐标系的加速度，并由采集电路板将采集到的加速度传输至焊接管理平台；

计算加速度平均值：焊接管理平台将每次依序接收的10组X轴、Y轴及Z轴的加速度数据按照Y轴的加速度由小到大的顺序重新排序为10组第一次排序后的加速度数据，然后依序计算相邻的2组加速度数据中Y轴的加速度的差值的绝对值，之后按照差值的绝对值由小到大的顺序将产生每个差值的绝对值的2组加速度数据进行排序且将相同的加速度数据进行合并，以形成10组第二次排序后的加速度数据，取前5组第二次排序后的加速度数据并计算X轴、Y轴及Z轴的加速度平均值；

计算Y轴方向弧度值：由焊接管理平台根据每次计算得到的加速度平均值计算三轴加速度传感器的Y轴与三维笛卡尔坐标系Y轴之间的弧度值：

其中，αy为Y轴与三维笛卡尔坐标系Y轴之间的弧度值，AVx为X轴的加速度平均值，AVy为Y轴的加速度平均值，AVz为Z轴的加速度平均值；

计算半自动焊枪的移动轨迹坐标：由焊接管理平台根据每次计算得到的三轴加速度传感器的Y轴与三维笛卡尔坐标系Y轴之间的弧度值，计算半自动焊枪相对于待焊接管体圆心的移动轨迹坐标：Xwg＝Φp×cosαy，Ywg＝Φp×sinαy，其中，Xwg为半自动焊枪相对于待焊接管体横向截面圆心处的X轴坐标值，Ywg为半自动焊枪相对于待焊接管体横向截面圆心处的Y轴坐标值，Φp为待焊接管体的管体半径；并建立半自动焊枪移动轨迹坐标集合{Xwg，Ywg∣(Xwg₁，Ywg₁)，(Xwg₂，Ywg₂)…(Xwgn，Ywgn)}，n为计算(Xwg，Ywg)坐标的次序值；

判断是否完成一道焊接：焊接管理平台根据输入设定的包含焊道起始端与终止端的至少两个焊道坐标值{(X₁，Y₁)…(Xn，Yn),n>＝2}计算得到检测点坐标范围{(X₁±X₁×10％，Y₁±Y₁×10％)…(Xn±Xn×10％，Yn±Yn×10％),n>＝2}，然后判断当半自动焊枪移动轨迹坐标集合中的部分坐标符合依次序出现在检测点坐标范围内时则完成一道焊接；否则未完成一道焊接；

计算焊接道数：对完成一道焊接的次数进行累加。

作为本技术方案的另一种实施，该温度传感器安装孔的开设数量为四个，且四个温度传感器安装孔的分布呈十字形分布，以使四个温度传感器的测量范围包围但并不覆盖焊枪嘴于焊接面焊接时的熔池，并使四个温度传感器的测量范围的边缘处彼此重合。以此，可使四个温度传感器不受半自动焊枪握持角度和移动路线的影响，而确保总有一个温度传感器能够感测到熔池的焊接温度。

作为本技术方案的另一种实施，该四个温度传感器感测焊接层间温度的步骤为：

测定半自动焊枪的状态角度：由三轴加速度传感器根据设定的频率采集其X轴、Y轴及Z轴相对于三维笛卡尔坐标系的加速度并传输至焊接管理平台，由焊接管理平台计算三轴加速度传感器的X轴与三维笛卡尔坐标系X轴之间的角度值：

θx＝αx×180/π，其中，αx为X轴与三维笛卡尔坐标系X轴之间的弧度值，Ax为X轴的加速度值，Ay为Y轴的加速度值，Az为Z轴的加速度值，θx为X轴相对于三维笛卡尔坐标系X轴之间的角度值；

确定感测温度的温度传感器：于采集电路板设定与呈十字形分布的四个温度传感器相对应的第一角度变化范围、第二角度变化范围、第三角度变化范围及第四角度变化范围，当θx处于第一角度变化范围时，采集电路板启用呈十字形分布状下侧的温度传感器感测温度，当θx处于第二角度变化范围时，采集电路板启用呈十字形分布状右侧的温度传感器感测温度，当θx处于第三角度变化范围时，采集电路板启用呈十字形分布状左侧的温度传感器感测温度，当θx处于第四角度变化范围时，采集电路板启用呈十字形分布状上侧的温度传感器感测温度。

作为本技术方案的另一种实施，该采集电路板上还具有数据传输单元，采集电路板通过数据传输单元可以有线或无线数据传输方式而与焊接管理平台电性连接。以此，便于采集装置的设置与数据连接。

作为本技术方案的另一种实施，该焊接管理平台为具有存储单元及运算单元的设备。

附图说明

图1为本发明的采集装置装设于半自动焊枪上的示意图。

图2为本发明的采集装置的正面示意图。

图3为图2中沿A-A线的侧向剖面示意图。

图4为本发明中的保护外罩的示意图。

图5为本发明的采集装置加装保护外罩后的示意图。

图6为本发明中的温度传感器感测范围的示意图。

附图中的符号说明：

1焊接层间温度与焊接道数的采集装置；2半自动焊枪；10焊枪连接部；11套设通道；20采集装置装设部；21采集板安装室；22温度传感器安装孔；23耐热玻璃安置槽；30焊渣挡板部；4保护外罩；41固定部；5熔池；6测量范围；α第一角度变化范围；β第二角度变化范围；ε第三角度变化范围；ω第四角度变化范围。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合图式说明如下，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

如图1、2及3所示，为本发明焊接层间温度与焊接道数的采集装置的一具体实施例的示意图，该焊接层间温度与焊接道数的采集装置1(以下简称采集装置1)是装设于半自动焊枪2的手柄前部。该采集装置1包括：焊枪连接部10、采集装置装设部20、采集电路板(图未标示)、焊接管理平台(图未标示)及焊渣挡板部30。其中，该焊枪连接部10是结合于采集装置装设部20的上端，用以套设固定于半自动焊枪2的手柄前部。该采集装置装设部20的前侧面是面向半自动焊枪1的前端，即面向焊枪嘴部位，采集装置装设部20的后侧面开设有采集板安装室21，该采集板安装室21朝前侧面开设有贯通采集板安装室21与前侧面的数个温度传感器安装孔22，该温度传感器安装孔22中装设有温度传感器(图未标示)，采集板安装室21内装设该采集电路板，数个温度传感器是与采集电路板电性连接。该采集电路板上还具有三轴加速度传感器(图未标示)，该三轴加速度传感器可以应用现有的三轴加速度传感器，如ADXL345加速度传感器，但也可以应用其它型号或类型的三轴加速度传感器，本发明对此不进行限定，该三轴加速度传感器用以感测半自动焊枪2的移动轨迹。该采集电路板与设置于采集装置1外部的焊接管理平台电性连接。该采集电路板将数个温度传感器感测的焊接层间温度，以及三轴加速度传感器感测的半自动焊枪的移动轨迹传输至焊接管理平台，由焊接管理平台记录焊接层间温度并计算半自动焊枪的焊接道数。该焊渣挡板部30结合于采集装置装设部20的下端，用以防止焊渣溅射到操作人员的手部。

更具体而言，如图2及3所示，该焊枪连接部10为横向截面为U形的半管体，且焊枪连接部10是以其U形开口的两端部结合于采集装置装设部20的上端面，并且焊枪连接部10与采集装置装设部20的上端面之间围合形成套设半自动焊枪的手柄前部的套设通道11。该采集装置装设部20为上端厚度大于下端厚度的块状体，采集装置装设部20的前侧面与上端面之间形成锐角夹角，其后侧面与上端面之间可以垂直，但也可以不垂直。该焊渣挡板部30为片状体，且与采集装置装设部20的后侧面之间形成钝角夹角而结合于采集装置装设部20的下端。以此，可使采集装置装设部20的前侧面面向半自动焊枪的前端，即面向焊接时的熔池方向，并使片状体的焊渣挡板部30能够遮挡住手部的外侧，以免焊接中被溅射的焊渣烫伤。该焊枪连接部10、采集装置装设部20及焊渣挡板部30可为一整块金属材料铣销一体成型，但也可为通过焊接等工艺拼接而成，本发明对此不进行限定。另外，该采集装置装设部20的前侧面还可开设有耐热玻璃安置槽23，该耐热玻璃安置槽23可为矩形状且于其内装设有耐热玻璃(图未标示)，而该温度传感器安装孔22则位于耐热玻璃安置槽23内，以此可保护温度传感器免受高温和焊渣的影响，从而延长温度传感器的使用寿命。此外，该采集电路板上还可具有数据传输单元(图未标示)，该采集电路板通过数据传输单元可以有线(线缆)或无线数据传输方式(如蓝牙、WIFI、局域网络等)而与焊接管理平台电性连接，以进行数据传输，以此便于采集装置的设置与数据连接。在本发明中，该焊接管理平台为具有存储单元及运算单元的设备，如便携式电脑、平板电脑、服务器、云平台或手机等。

如图4及5所示，为本发明的另一实施例，该采集装置1还可包括：保护外罩4，该保护外罩4可为由金属制成的片状体，并依据焊枪连接部10、采集装置装设部20及焊渣挡板部30的结合角度而弯折形成与采集装置1的外侧面相对应的形状。该保护外罩4上还开设有对应套设通道11与耐热玻璃安置槽23的两个通孔，且保护外罩4的两侧具有固定部41，通过两个固定部41固定于采集装置装设部20上，该固定方式可为螺栓螺接的方式，以使保护外罩4贴合于采集装置1的外侧面并使套设通道11与耐热玻璃安置槽23分别由两个通孔露出，以此可增加对采集装置1外侧面的保护，延长采集装置1的使用寿命。

本发明中，该三轴加速度传感器水平初始状态的三轴方向是与三维笛卡尔坐标系相一致，而相对于水平横向静置的待焊接的管道，该三轴加速度传感器水平静置时，其Z轴方向与重力方向一致，其Y轴方向与管道的径向一致，其X轴方向与管道的轴向一致。且在该三轴加速度传感器采集三轴加速度前需先设定三轴加速度传感器采集三轴加速度的频率。

该三轴加速度传感器用以感测半自动焊枪的移动轨迹，即根据设定的频率采集其三轴相对于三维笛卡尔坐标系移动的加速度，并由采集电路板将采集的三轴加速度传输至焊接管理平台以计算焊接道数，其具体步骤为：

采集加速度：由三轴加速度传感器根据设定的频率采集其X轴、Y轴及Z轴相对于三维笛卡尔坐标系的加速度，并由采集电路板将采集到的加速度传输至焊接管理平台。

计算加速度平均值：焊接管理平台将每次依序接收的10组X轴、Y轴及Z轴的加速度数据按照Y轴的加速度由小到大的顺序重新排序为10组第一次排序后的加速度数据，然后依序计算相邻的2组加速度数据中Y轴的加速度的差值的绝对值，之后按照差值的绝对值由小到大的顺序将产生每个差值的绝对值的2组加速度数据进行排序且将相同的加速度数据进行合并，以形成10组第二次排序后的加速度数据，取前5组第二次排序后的加速度数据并计算X轴、Y轴及Z轴的加速度平均值。由于焊接操作是人工手持焊枪进行的，因此焊接轨迹难免会有偏移，而计算加速度平均值的目的是为了获得半自动焊枪移动轨迹更为精确的数据。本发明对上述加速度数据的组数(每次依序接收10组X轴、Y轴及Z轴的加速度数据及取前5组第二次排序后的加速度数据)仅是举例说明，但并不对具体组数进行限定，通过技术方案可明确得知的是，上述加速度数据的组数越多，计算得出的半自动焊枪移动轨迹就越是精确。

计算Y轴方向弧度值：由焊接管理平台根据每次计算得到的加速度平均值计算三轴加速度传感器的Y轴与三维笛卡尔坐标系Y轴之间的弧度值：

其中，αy为Y轴与三维笛卡尔坐标系Y轴之间的弧度值，AVx为X轴的加速度平均值，AVy为Y轴的加速度平均值，AVz为Z轴的加速度平均值。

计算半自动焊枪的移动轨迹坐标：由焊接管理平台根据每次计算得到的三轴加速度传感器的Y轴与三维笛卡尔坐标系Y轴之间的弧度值，计算半自动焊枪相对于待焊接管体圆心的移动轨迹坐标：Xwg＝Φp×cosαy，Ywg＝Φp×sinαy，其中，Xwg为半自动焊枪相对于待焊接管体横向截面圆心处的X轴坐标值，Ywg为半自动焊枪相对于待焊接管体横向截面圆心处的Y轴坐标值，Φp为待焊接管体的管体半径；并建立半自动焊枪移动轨迹坐标集合{Xwg，Ywg∣(Xwg₁，Ywg₁)，(Xwg₂，Ywg₂)…(Xwgn，Ywgn)}，n为计算(Xwg，Ywg)坐标的次序值。本发明中，对于本步骤的计算是在二维坐标系下完成的，其中是以待焊接管体圆心作为二维坐标系的原点，而建立半自动焊枪移动轨迹坐标集合是为了建立半自动焊枪于二维坐标系中的移动轨迹。

判断是否完成一道焊接：焊接管理平台根据输入设定的包含焊道起始端与终止端的至少两个焊道坐标值{(X₁，Y₁)…(Xn，Yn),n>＝2}计算得到检测点坐标范围{(X₁±X₁×10％，Y₁±Y₁×10％)…(Xn±Xn×10％，Yn±Yn×10％),n>＝2}，然后判断当半自动焊枪移动轨迹坐标集合中的部分坐标符合依次序出现在检测点坐标范围内时则完成一道焊接；否则未完成一道焊接。以此，通过对半自动焊枪移动轨迹坐标是否按照顺序位于检测点坐标范围内的判断，且该检测点坐标范围至少包含焊道起始端与终止端的坐标范围，以可准确的获知半自动焊枪是否完成了一道焊接。

计算焊接道数：对完成一道焊接的次数进行累加。

如图2及3所示，本发明中温度传感器安装孔22的开设数量为四个，且该四个温度传感器安装孔22的分布呈十字形分布，且温度传感器安装孔22于采集装置装设部20内可以为具有一定角度的倾斜状开设贯通，以使装设于温度传感器安装孔22内的四个温度传感器的测量范围6包围但并不覆盖焊枪嘴于焊接面焊接时的熔池5，并使四个温度传感器的测量范围6的边缘处彼此重合，结合图6所示。以此，可使四个温度传感器不受半自动焊枪握持角度和移动路线的影响，而确保总有一个温度传感器能够感测到熔池5的焊接温度。另外，不使温度传感器的测量范围直接对正熔池是由于熔池的温度极高会对温度传感器造成一定的损害。

本发明中该四个温度传感器感测焊接层间温度的步骤为：

测定半自动焊枪的状态角度：由三轴加速度传感器根据设定的频率采集其X轴、Y轴及Z轴相对于三维笛卡尔坐标系的加速度并传输至焊接管理平台，由焊接管理平台计算三轴加速度传感器的X轴与三维笛卡尔坐标系X轴之间的角度值：

θx＝αx×180/π，其中，αx为X轴与三维笛卡尔坐标系X轴之间的弧度值，Ax为X轴的加速度值，Ay为Y轴的加速度值，Az为Z轴的加速度值，θx为X轴相对于三维笛卡尔坐标系X轴之间的角度值；另外，也可由采集电路板自身完成三轴加速度传感器的X轴与三维笛卡尔坐标系X轴之间的角度值的计算，该采集电路板上可具有微处理器(MCU)，由该微处理器完成角度值的计算；本发明对于完成角度值计算的模式不进行限定。

确定感测温度的温度传感器：于采集电路板设定与呈十字形分布的四个温度传感器相对应的第一角度变化范围、第二角度变化范围、第三角度变化范围及第四角度变化范围，当θx处于第一角度变化范围时，采集电路板启用呈十字形分布状下侧的温度传感器感测温度，当θx处于第二角度变化范围时，采集电路板启用呈十字形分布状右侧的温度传感器感测温度，当θx处于第三角度变化范围时，采集电路板启用呈十字形分布状左侧的温度传感器感测温度，当θx处于第四角度变化范围时，采集电路板启用呈十字形分布状上侧的温度传感器感测温度。如图6所示，以上第一、第二、第三及第四角度变化范围α、β、ε、ω于二维坐标系中集合在一起是呈圆状，且第一、第二、第三及第四角度变化范围α、β、ε、ω是根据四个温度传感器的装设位置与倾斜角度设置的，其可以为第一角度变化范围α为-45°≤θz≤45°，第二角度变化范围β为-135°≤θz<-45°，第三角度变化范围ε为45°<θz≤135°，第四角度变化范围ω为θz>135°或θz<-135°，但也可以设置为其它角度的角度变化范围，本发明对此并不限定。

综上所述，通过本采集装置上的数个温度传感器对焊接层间温度进行实时采集，以及通过三轴加速度传感器和焊接管理平台对半自动焊枪移动轨迹进行采集和焊接道数的计算，可实现对焊接操作质量的有效监控，为焊接智能化管理，施工过程安全预警及焊接质量提升提供重要的数据保障与支撑。

以上仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利构思所做的等效变化，均应属于本发明的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种焊接层间温度与焊接道数的采集装置，装设于半自动焊枪的手柄前部；其特征在于，所述采集装置包括：焊枪连接部、采集装置装设部、采集电路板、焊接管理平台及焊渣挡板部；所述焊枪连接部结合于所述采集装置装设部的上端且用以套设固定于所述半自动焊枪的手柄前部；所述采集装置装设部的前侧面是面向所述半自动焊枪的前端，所述采集装置装设部的后侧面开设有采集板安装室，所述采集板安装室朝所述前侧面开设有贯通采集板安装室与前侧面的数个温度传感器安装孔，所述温度传感器安装孔中装设有温度传感器，所述采集板安装室内装设所述采集电路板，数个所述温度传感器与所述采集电路板电性连接，所述采集电路板还具有三轴加速度传感器，所述三轴加速度传感器用以感测所述半自动焊枪的移动轨迹，所述采集电路板与设置于所述采集装置外部的所述焊接管理平台电性连接，所述采集电路板将数个所述温度传感器感测的焊接层间温度以及所述三轴加速度传感器感测的所述移动轨迹传输至所述焊接管理平台，由所述焊接管理平台记录所述焊接层间温度并计算所述半自动焊枪的焊接道数；所述焊渣挡板部结合于所述采集装置装设部的下端，用以防止焊渣溅射到操作人员的手部；

所述三轴加速度传感器水平初始状态的三轴方向是与三维笛卡尔坐标系相一致，且于采集三轴加速度前先设定所述三轴加速度传感器采集三轴加速度的频率；

所述三轴加速度传感器感测所述半自动焊枪的移动轨迹，并由所述焊接管理平台计算焊接道数的步骤为：

采集加速度：由所述三轴加速度传感器根据设定的所述频率采集其X轴、Y轴及Z轴相对于三维笛卡尔坐标系的加速度，并传输至所述焊接管理平台；

计算加速度平均值：所述焊接管理平台将每次依序接收的10组X轴、Y轴及Z轴的加速度数据按照Y轴的加速度由小到大的顺序重新排序为10组第一次排序后的加速度数据，然后依序计算相邻的2组加速度数据中Y轴的加速度的差值的绝对值，之后按照所述差值的绝对值由小到大的顺序将产生每个所述差值的绝对值的2组加速度数据进行排序且将相同的加速度数据进行合并，以形成10组第二次排序后的加速度数据，取前5组第二次排序后的加速度数据并计算X轴、Y轴及Z轴的加速度平均值；

计算Y轴方向弧度值：由所述焊接管理平台根据每次计算得到的所述加速度平均值计算所述三轴加速度传感器的Y轴与三维笛卡尔坐标系Y轴之间的弧度值：

其中，αy为Y轴与三维笛卡尔坐标系Y轴之间的弧度值，AVx为X轴的加速度平均值，AVy为Y轴的加速度平均值，AVz为Z轴的加速度平均值；

计算半自动焊枪的移动轨迹坐标：由所述焊接管理平台根据每次计算得到的所述三轴加速度传感器的Y轴与三维笛卡尔坐标系Y轴之间的弧度值，计算半自动焊枪相对于待焊接管体圆心的移动轨迹坐标：Xwg＝Φp×cosαy，Ywg＝Φp×sinαy，其中，Xwg为半自动焊枪相对于待焊接管体横向截面圆心处的X轴坐标值，Ywg为半自动焊枪相对于待焊接管体横向截面圆心处的Y轴坐标值，Φp为待焊接管体的管体半径；并建立半自动焊枪移动轨迹坐标集合{Xwg，Ywg∣(Xwg₁，Ywg₁)，(Xwg₂，Ywg₂)…(Xwgn，Ywgn)}，n为计算(Xwg，Ywg)坐标的次序值；

判断是否完成一道焊接：所述焊接管理平台根据输入设定的包含焊道起始端与终止端的至少两个焊道坐标值{(X₁，Y₁)…(Xn，Yn),n>＝2}计算得到检测点坐标范围{(X₁±X₁×10％，Y₁±Y₁×10％)…(Xn±Xn×10％，Yn±Yn×10％),n>＝2}，然后判断当所述半自动焊枪移动轨迹坐标集合中的部分坐标符合依次序出现在所述检测点坐标范围内时则完成一道焊接；否则未完成一道焊接；

计算焊接道数：对完成一道焊接的次数进行累加。

2.根据权利要求1所述的焊接层间温度与焊接道数的采集装置，其特征在于，所述焊枪连接部为横向截面为U形的半管体，且所述焊枪连接部以其U形开口的两端部结合于所述采集装置装设部的上端面，并且所述焊枪连接部与所述采集装置装设部的上端面之间围合形成套设所述手柄前部的套设通道；所述采集装置装设部为上端厚度大于下端厚度的块状体，所述采集装置装设部的前侧面与上端面之间形成锐角夹角；所述焊渣挡板部为片状体且与所述采集装置装设部的后侧面之间形成钝角夹角而结合于所述采集装置装设部的下端。

3.根据权利要求2所述的焊接层间温度与焊接道数的采集装置，其特征在于，所述采集装置装设部的前侧面开设有耐热玻璃安置槽且于其内装设耐热玻璃，所述温度传感器安装孔位于所述耐热玻璃安置槽内。

4.根据权利要求3所述的焊接层间温度与焊接道数的采集装置，其特征在于，还包括：保护外罩；所述保护外罩为片状体，并依据所述焊枪连接部、采集装置装设部及焊渣挡板部的结合角度弯折形成与所述采集装置的外侧面相对应的形状；所述保护外罩上开设有对应所述套设通道与耐热玻璃安置槽的两个通孔，且所述保护外罩的两侧具有固定部，通过两个所述固定部固定于所述采集装置装设部上，以使所述保护外罩贴合于所述采集装置的外侧面并使所述套设通道与耐热玻璃安置槽分别由所述两个通孔露出。

5.根据权利要求1所述的焊接层间温度与焊接道数的采集装置，其特征在于，所述温度传感器安装孔的开设数量为四个，且四个所述温度传感器安装孔的分布呈十字形分布，以使四个所述温度传感器的测量范围包围但并不覆盖所述焊枪嘴于焊接面焊接时的熔池，并使四个所述温度传感器的测量范围的边缘处彼此重合。

6.根据权利要求5所述的焊接层间温度与焊接道数的采集装置，其特征在于，四个所述温度传感器感测焊接层间温度的步骤为：

测定半自动焊枪的状态角度：由所述三轴加速度传感器根据设定的所述频率采集其X轴、Y轴及Z轴相对于三维笛卡尔坐标系的加速度并传输至所述焊接管理平台，由所述焊接管理平台计算所述三轴加速度传感器的X轴与三维笛卡尔坐标系X轴之间的角度值：

θx＝αx×180/π，其中，αx为X轴与三维笛卡尔坐标系X轴之间的弧度值，Ax为X轴的加速度值，Ay为Y轴的加速度值，Az为Z轴的加速度值，θx为X轴相对于三维笛卡尔坐标系X轴之间的角度值；

确定感测温度的温度传感器：于所述采集电路板设定与呈十字形分布的四个温度传感器相对应的第一角度变化范围、第二角度变化范围、第三角度变化范围及第四角度变化范围，当θx处于第一角度变化范围时，所述采集电路板启用呈十字形分布状下侧的温度传感器感测温度，当θx处于第二角度变化范围时，所述采集电路板启用呈十字形分布状右侧的温度传感器感测温度，当θx处于第三角度变化范围时，所述采集电路板启用呈十字形分布状左侧的温度传感器感测温度，当θx处于第四角度变化范围时，所述采集电路板启用呈十字形分布状上侧的温度传感器感测温度。

7.根据权利要求1所述的焊接层间温度与焊接道数的采集装置，其特征在于，所述采集电路板上还具有数据传输单元，所述采集电路板通过所述数据传输单元以有线或无线数据传输方式而与所述焊接管理平台电性连接。

8.根据权利要求7所述的焊接层间温度与焊接道数的采集装置，其特征在于，所述焊接管理平台为具有存储单元及运算单元的设备。

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