CN114535799A - 一种加热管的激光对准及焊接系统 - Google Patents

一种加热管的激光对准及焊接系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种加热管的激光对准及焊接系统，属于机光焊接校准技术领域。该系统基于对加热管进行激光焊接过程中各加热管对应的焊接直径差、反射光功率序列、焊接距离、焊丝的直径和激光焊接机的送丝速度，判断各加热管对应的焊接质量，实现了对各加热管焊接质量的自动检测，本实施例的加热管的激光对准及焊接系统是一种智能焊接系统，无需依赖人工对各加热管的焊接质量进行检测；对激光进行校准依赖于对焊接质量的检测结果，本实施例的检测结果相对于人工检测的方式更加客观，检测结果更加准确，进而提高了对激光进行校准的准确性。

Description

一种加热管的激光对准及焊接系统
技术领域
本发明涉及机光焊接校准技术领域，具体涉及一种加热管的激光对准及焊接系统。
背景技术
激光焊接以其优越的焊接质量而广泛用于精度高的点焊、对接焊等，激光焊接优点是焊接速度快、焊缝美观等。法兰加热管就是将U型加热管焊接固定在法兰盖上，根据不同功率配置要求，在法兰盖上焊接不同数量的加热管。现有的激光校准方式为：人工对焊接质量进行检测，根据检测结果对激光进行校准，但是，人工对焊接质量进行检测的方式需要完全凭借经验，检测准确性比较低，进而导致激光校准的准确性比较低。
发明内容
为了解决现有的激光校准方式的准确性比较低的问题，本发明提供了一种加热管的激光对准及焊接系统的技术方案，包括存储器和处理器，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现如下步骤：
获取各加热管对应的焊接直径差、反射光功率序列、焊接距离、焊丝的直径和激光焊接机的送丝速度；
根据各加热管对应的反射光功率序列、焊丝的直径和激光焊接机的送丝速度计算各加热管焊接过程对应的焊丝的融化度；
根据各加热管对应的焊接直径差、焊接距离和焊丝的直径计算各加热管对应的对准工艺度；
根据各加热管对应的焊丝的融化度和对准工艺度，计算各加热管对应的焊缝评价指标；根据各加热管对应的反射光功率序列和焊缝评价指标对各加热管进行相似度匹配，根据匹配结果判断各加热管对应的焊接质量。
有益效果：本发明的加热管的激光对准及焊接系统基于对加热管进行激光焊接过程中的相关参数实现了对各加热管焊接质量的自动检测，本实施例的加热管的激光对准及焊接系统是一种智能焊接系统，无需依赖人工对各加热管的焊接质量进行检测；对激光进行校准依赖于对焊接质量的检测结果，本实施例的检测结果相对于人工检测的方式更加客观，检测结果更加准确，进而提高了对激光进行校准的准确性。
进一步地，利用如下公式计算各加热管焊接过程对应的焊丝的融化度：
Figure BDA0003495784440000021
其中，ui为第i个加热管焊接过程对应的焊丝的融化度，Vi为第i个加热管对应的激光焊接机的送丝速度，Hi为第i个加热管对应的焊丝的直径，Gi为第i个加热管对应的反射光功率序列，mean()为求平均值。
进一步地，如下公式计算各加热管对应的对准工艺度：
Figure BDA0003495784440000022
其中，ri为第i个加热管对应的对准工艺度，Li为第i个加热管对应的焊接直径差，Hi为第i个加热管对应的焊丝的直径，Di为第i个加热管对应的焊接距离，M是对准调节系数。
进一步地，所述根据各加热管对应的反射光功率序列和焊缝评价指标对各加热管进行相似度匹配，包括：
计算任意两个加热管对应的反射光功率序列之间的皮尔逊相关系数；根据任意两个加热管对应的皮尔逊相关系数和焊缝评价指标计算任意两个加热管之间的焊缝相似度；
基于任意两个加热管之间的焊缝相似度，利用K-M算法对各加热管做最大权分配处理，得到多个匹配对，每个匹配对包括两个焊接过程最相似的加热管。
进一步地，利用如下公式计算任意两个加热管之间的焊缝相似度：
Figure BDA0003495784440000023
其中，Yij为第i个加热管和第j个加热管之间的焊缝相似度，Pij为第i个加热管和第j个加热管对应的反射光功率序列之间的皮尔逊相关系数，Qj为第j个加热管对应的焊缝评价指标，abs()为求绝对值。
进一步地，所述根据匹配结果判断各加热管对应的焊接质量，包括：
对于已经完成匹配的两个加热管，根据加热管对应的对准工艺度和反射光功率序列计算各匹配对中两个加热管的对准差异度；
利用各匹配对对应的对准差异度对各匹配对中加热管的焊缝评价指标进行修正，将修正后的值记为加热管对应的焊接质量评分；
将各匹配对中的各加热管对应的焊接质量评分与质量评分阈值进行比较，若加热管对应的焊接质量评分大于等于质量评分阈值，则判定该加热管的焊接质量满足焊接质量要求；若加热管对应的焊接质量评分小于质量评分阈值，则判定该加热管的焊接质量不满足焊接质量要求。
进一步地，利用如下计算公式计算各匹配对中两个加热管的对准差异度：
Figure BDA0003495784440000031
其中，Zxy表示某一匹配对中加热管x和加热管y的对准差异度，Rx为加热管x对应的归一化后的对准工艺度，Ry为加热管y对应的归一化后的对准工艺度，Qx为加热管x对应的焊缝评价指标，Qy为加热管y对应的焊缝评价指标，abs()为求绝对值；
所述修正的过程为：
对于匹配对中的加热管x，利用公式Fx＝Qx*Zxy+Qy*[1-Zxy]计算加热管x对应的焊接质量评分，Fx为加热管x对应的焊接质量评分；
对于匹配对中的加热管y，利用公式Fy＝Qy*Zxy+Qx*[1-Zxy]计算加热管y对应的焊接质量评分，Fy为加热管y对应的焊接质量评分。
进一步地，所述根据匹配结果判断各加热管对应的焊接质量，包括：
将不能完成最大权分配的加热管记为孤立的加热管，对于孤立的加热管，利用如下方法判定各孤立的加热管的焊接质量是否满足要求：
计算各孤立的加热管与所有匹配对中焊接质量评分最高的加热管之间的对准差异度；
根据各孤立的加热管与所述焊接质量评分最高的加热管之间的对准差异度对各孤立的加热管的焊缝评价指标进行修正；
将各孤立的加热管对应的焊接质量评分与质量评分阈值进行比较，若加热管对应的焊接质量评分大于等于质量评分阈值，则判定该加热管的焊接质量满足焊接质量要求；若加热管对应的焊接质量评分小于质量评分阈值，则判定该加热管的焊接质量不满足焊接质量要求。
进一步地，利用如下公式计算各孤立的加热管与所有匹配对中焊接质量评分最高的加热管之间的对准差异度：
Figure BDA0003495784440000041
其中，Za,max为孤立的加热管a和焊接质量评分最高的加热管的对准差异度，Ra为孤立的加热管a对应的归一化后的对准工艺度，Rmax为焊接质量评分最高的加热管对应的归一化后的对准工艺度，Qa为孤立的加热管a对应的焊缝评价指标，Qmax为焊接质量评分最高的加热管对应的焊缝评价指标；
所述修正的过程为：利用公式Fa＝5a*(1-Za,max)计算修正后的孤立的加热管a的焊缝评价指标，其中，Fa为修正后的孤立的加热管a的焊缝评价指标。
附图说明
图1是本发明的加热管的激光对准及焊接系统实现的焊接质量检测方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行介绍。
本实施例的加热管的激光对准及焊接系统，包括存储器和处理器，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现如下步骤：
(1)获取各加热管对应的焊接直径差、反射光功率序列、焊接距离、焊丝的直径和激光焊接机的送丝速度。
法兰加热管是把加热管焊接在法兰盖上，采用激光焊接将加热管焊接在法兰盖的圆孔中而加以固定。焊接的质量与焊接过程中相关参数的设定，本实施例主要考虑焊接直径差、反射光功率序列、焊接距离、焊丝的直径和激光焊接机的送丝速度这些对焊接质量有较大影响的参数。对于各相关参数的获取过程，说明如下：
①获取各加热管对应的焊接直径差。
由于法兰盖的圆孔直径在制作过程中会有误差，加热管的直径在制作过程中也会有误差，因此，本实施例需要采集法兰盖的圆孔直径和加热管焊接部位的直径。
由于加热管和法兰盖的焊接是需要夹具进行固定后再采用激光进行焊接，因此选用3D激光扫描仪采集固定后的法兰盖和加热管焊接部位的直径，3D扫描仪安装在激光焊接机焊接平台夹具的上方，以便可以采集到法兰盖的圆孔直径和加热管的直径。具体的，在加热管和法兰盖固定好以后，3D扫描仪流动采集流水线车间所有的加热管和法兰盖的直径，采集好一个信息后运动到下一采集点。虽然法兰盖上的圆孔的数量不唯一，但同一法兰盖上的圆孔的尺寸相同，因此本实施例只采集法兰盖上的一个圆孔的直径，用该圆孔的直径代表该法兰盖上的圆孔的直径。
采集得到所有的法兰盖的圆孔的直径数据为{LA1，LA2，……，LAn}，其中LA1为第1个法兰盖的圆孔的直径，LA2为第2个法兰盖的圆孔的直径，LAn为第n个法兰盖的圆孔的直径，n为采集的法兰盖的总数量；采集得到所有加热管焊接部位的直径数据为{LB1，LB2，……，LBn}，LB1为第1个加热管焊接部位的直径，LB2为第2个加热管焊接部位的直径，LBn为第n个加热管焊接部位的直径，n为采集的加热管的总数量，法兰盖的总数量与加热管的总数量相等，第1个法兰盖对应第1个加热管，第2个法兰盖对应第2个加热管，以此类推，第n个法兰盖对应第n个加热管。3D扫描仪采集法兰盖的圆孔直径和U型加热管焊接部位的直径方式为现有技术，此处不再赘述。
计算法兰盖的圆孔和对应的加热管焊接部位的直径差Li＝LAi-LBi，其中，Li为第i个加热管对应的焊接直径差，LAi为第i个法兰盖的圆孔的直径，LBi为第i个加热管的直径；由此，可得到各加热管对应的焊接直径差{L1，L2，……，Ln}，L1为第1个加热管对应的焊接直径差，L2为第2个加热管对应的焊接直径差，Ln为第n个加热管对应的焊接直径差；法兰盖的圆孔的直径与加热管焊接部位的直径差异越大，即加热管对应的焊接直径差越大，表明所要焊接部位的空隙越大，对应的激光焊接机就需要较大的焊丝直径。
②获取各加热管对应的反射光功率序列。
激光焊接机在将加热管焊接在法兰盖的圆孔中的过程中，激光束融化焊丝进而对焊接缝隙进行填充；由于激光焊丝融化需要一定时间，激光束会有一部分以反射光的方式逃逸，这一部分逃逸的激光光束功率成为反射光功率。
U型加热管在与法兰盖焊接的过程中需要夹具固定，通过激光焊接机的接头移动来完成焊接过程。用热敏纸确定对U型加热管与法兰盖焊接过程中的激光光束的反射方向，然后在距离反射点设定距离处放置激光功率计的探头，用于探测反射光的功率大小，本实施例设定距离为70mm。利用激光功率计采集加热管与法兰盖焊接过程中的反射光功率的大小，可采集到反射光功率数据Gi＝{Gi1，Gi2，……，Gim}。其中，Gi为第i个加热管对应的反射光功率序列，Gi1为第i个加热管的第1个采集时刻对应的反射光功率，Gi2为第i个加热管的第2个采集时刻对应的反射光功率，Gim为第i个加热管的第m个采集时刻对应的反射光功率，本实施例中每个加热管的焊接过程对应m个采集时刻，m＝100，作为其它实施方式，m的值可以根据需要进行调整。
③获取各加热管对应的焊接距离。
基于微型超声波传感器测量激光焊接机接头与焊接部位的距离，微型超声波传感器安装在激光焊接机接头靠上，在开始激光焊接前测量激光接头距离焊接部位的距离，记为焊接距离。由此可得到各加热管对应的激光接头距离加热管焊接部位数据为{D1，D2，……，Dn}，其中，D1为第1个加热管对应的焊接距离，D2为第2个加热管对应的焊接距离，Dn为第n个加热管对应的焊接距离。
④获取各加热管对应的焊丝的直径和激光焊接机的送丝速度。
一般情况下，激光焊丝的常用直径有0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm，焊丝的直径与加热管对应的焊接直径差和激光焊接机的参数有关，焊丝的直径是人工按照上述直径差和激光焊接机的参数给定的，在焊接之前就已经确定，为已知量。由此可得到各加热管对应的焊丝的直径数据为{H1，H2，……，Hn}，其中，H1为第1个加热管对应的焊丝的直径，H2为第2个加热管对应的焊丝的直径，Hn为第n个加热管对应的焊丝的直径。
激光焊接机的焊丝运动速度是由法兰盖对应的焊接直径差、法兰盖的厚度、焊丝的直径、激光焊接机的焊接速度共同计算得到的，计算公式为现有技术，此处不再赘述。因此，可得到各加热管对应的激光焊接机的送丝速度数据为{V1，V2，……，Vn}，其中，V1为第1个加热管对应的激光焊接机的送丝速度，V2为第2个加热管对应的激光焊接机的送丝速度，Vn为第n个加热管对应的激光焊接机的送丝速度。
(2)根据各加热管对应的反射光功率序列、焊丝的直径和激光焊接机的送丝速度计算各加热管焊接过程对应的焊丝的融化度；
激光焊接机在将加热管焊接在法兰盖的圆孔中的过程中，焊丝的运动速度、反射光功率和焊丝直径均与焊丝的融化度成正相关关系，当焊丝的运动速度越快、反射光功率越大且焊丝直径越大时，激光焊接焊丝的融化度越低；反之，焊丝的融化度越高。
本实施例利用如下公式计算各加热管焊接过程对应的焊丝的融化度：
Figure BDA0003495784440000081
其中，ui为第i个加热管焊接过程对应的焊丝的融化度，Vi为第i个加热管对应的激光焊接机的送丝速度，Hi为第i个加热管对应的焊丝的直径，mean()为求平均值。
对各加热管对应的焊丝的融化度进行归一化处理，得到各加热管对应的归一化后的焊丝的融化度Ui，Ui为第i个加热管焊接过程对应的归一化后的焊丝的融化度。
(3)根据各加热管对应的焊接直径差、焊接距离和焊丝的直径计算各加热管对应的对准工艺度；
随着激光焊接机的接头与焊接部位的距离变大，激光焊接机的对准就会发生极微小的偏移，激光焊接机的对准度就会降低；加热管与法兰盖的圆孔的直径差越大，激光焊接机的对准度就会降低；焊丝的直径越大，激光焊接机的对准度就会降低。
本实施例基于如下公式计算各加热管对应的对准工艺度：
Figure BDA0003495784440000082
其中，ri为第i个加热管对应的对准工艺度，Li为第i个加热管对应的焊接直径差，Di为第i个加热管对应的焊接距离，M是对准调节系数，为一个常数，可以根据实际需求设定。
对各加热管对应的对准工艺度进行归一化处理，得到各加热管对应的归一化后的对准工艺度Ri，Ri为第i个加热管焊接过程对应的归一化后的对准工艺度。
(4)根据各加热管对应的焊丝的融化度和对准工艺度，计算各加热管对应的焊缝评价指标；根据各加热管对应的反射光功率序列和焊缝评价指标对各加热管进行相似度匹配，根据匹配结果判断各加热管对应的焊接质量。
激光焊接机的对准度越高，对加热管和法兰盖的焊接过程越好；激光焊接时焊丝的融化度越高，对加热管和法兰盖的焊接过程越好；本实施例将各加热管对应的焊丝的融化度和对准工艺度之积作为各加热管对应的焊缝评价指标Qi，Qi为第i个加热管对应的焊缝评价指标，Qi越大，焊接后的焊缝的质量越好。
基于各加热管对应的反射光功率序列和焊缝评价指标对各加热管进行相似度匹配，具体过程如下：
计算任意两个加热管对应的焊缝相似度：计算任意两个加热管对应的反射光功率序列之间的皮尔逊相关系数，记为Pij，Pij为第i个加热管和第j个加热管对应的反射光功率序列之间的皮尔逊相关系数；利用如下公式计算任意两个加热管之间的焊缝相似度：
Figure BDA0003495784440000091
其中，Yij为第i个加热管和第j个加热管之间的焊缝相似度，Qj为第j个加热管对应的焊缝评价指标，abs()为求绝对值。Yij的值越大，第i个加热管和第j个加热管对应的焊缝相似度越大，说明对第i个加热管和第j个加热管的焊缝质量越相似。
基于任意两个加热管之间的焊缝相似度，利用K-M算法对各加热管做最大权分配处理，即相似度匹配，得到多个匹配对，每个匹配对包括两个焊接过程最相似的加热管；K-M算法为现有技术，此处不再赘述。
对于已经完成匹配的两个加热管，根据加热管对应的对准工艺度和反射光功率序列计算各匹配对中两个加热管的对准差异度，计算公式为：
Figure BDA0003495784440000092
其中，Zxy表示某一匹配对中加热管x和加热管y的对准差异度，Rx为加热管x对应的归一化后的对准工艺度，Ry为加热管y对应的归一化后的对准工艺度，Qx为加热管x对应的焊缝评价指标，Qy为加热管y对应的焊缝评价指标。
各匹配对中的两个加热管的焊接过程最相似，该两个加热管的焊接质量也应较为相似，为了降低仪器测量误差对该两个加热管焊接质量的检测的影响，本实施例利用各匹配对对应的对准差异度对各匹配对中加热管的焊缝评价指标进行修正，将修正后的值记为加热管对应的焊接质量评分。具体的修正过程为：
对于匹配对中的加热管x，利用公式F4＝Q4*Zxy+Qy*[1-Zxy]计算加热管x对应的焊接质量评分，F4为加热管x对应的焊接质量评分。
对于匹配对中的加热管y，利用公式Fy＝Qy*Zxy+Qx*[1-Zxy]计算加热管y对应的焊接质量评分，Fy为加热管y对应的焊接质量评分。
将各匹配对中的各加热管对应的焊接质量评分与质量评分阈值进行比较，若加热管对应的焊接质量评分大于等于质量评分阈值，则判定该加热管的焊接质量满足焊接质量要求；反之，若加热管对应的焊接质量评分小于质量评分阈值，则判定该加热管的焊接质量可能不满足焊接质量要求，需要对该加热管质量进行人工核查。
以上为对匹配对中各加热管质量的检测，但是，在完成K-M最大权分配后，可能会有不能完成最大权分配的加热管，将这些不能完成最大权分配的加热管记为孤立的加热管。对于孤立的加热管，利用如下方法判定其质量是否满足要求：
计算各孤立的加热管与所有匹配对中焊接质量评分最高的加热管之间的对准差异度，该质量评分最高的加热管是上述所有匹配对中焊接质量评分最高的加热管。计算公式为：
Figure BDA0003495784440000101
其中，Za,max表示孤立的加热管a和焊接质量评分最高的加热管的对准差异度，Ra为孤立的加热管a对应的归一化后的对准工艺度，Rmax为焊接质量评分最高的加热管对应的归一化后的对准工艺度，Qa为孤立的加热管a对应的焊缝评价指标，Qmax为焊接质量评分最高的加热管对应的焊缝评价指标。
如果某孤立的加热管与焊接质量评分最高的加热管之间的对准差异度越大，那么该孤立的加热管的焊接质量越差，反之，该孤立的加热管的焊接质量越好。本实施例根据各孤立的加热管与焊接质量评分最高的加热管之间的对准差异度对各孤立的加热管的焊缝评价指标进行修正，将修正后的值记为孤立的加热管对应的焊接质量评分。具体的修正过程为：
Fa＝Qa*(1-Za,8ax)
其中，Fa为修正后的孤立的加热管a的焊缝评价指标。
将各孤立的加热管对应的焊接质量评分与质量评分阈值进行比较，若加热管对应的焊接质量评分大于等于质量评分阈值，则判定该加热管的焊接质量满足焊接质量要求；反之，若加热管对应的焊接质量评分小于质量评分阈值，则判定该加热管的焊接质量可能不满足焊接质量要求，需要对该加热管质量进行人工核查。
基于上述内容，可以实现对各加热管的质量的检测，当加热管的质量不满足要求时，可以对其对应的激光进行校准。本实施例的重点在于判断需要对哪些加热管对应的激光进行校准，而不在于如何如何对激光进行校准，对激光进行校正的过程为现有技术，此处不再赘述。
本实施例的加热管的激光对准及焊接系统基于对加热管进行激光焊接过程中的相关参数实现了对各加热管焊接质量的自动检测，本实施例的加热管的激光对准及焊接系统是一种智能焊接系统，无需依赖人工对各加热管的焊接质量进行检测；对激光进行校准依赖于对焊接质量的检测结果，本实施例的检测结果相对于人工检测的方式更加客观，检测结果更加准确，进而提高了对激光进行校准的准确性。
需要说明的是，尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

Claims (9)

1.一种加热管的激光对准及焊接系统，包括存储器和处理器，其特征在于，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现如下步骤：
获取各加热管对应的焊接直径差、反射光功率序列、焊接距离、焊丝的直径和激光焊接机的送丝速度；
根据各加热管对应的反射光功率序列、焊丝的直径和激光焊接机的送丝速度计算各加热管焊接过程对应的焊丝的融化度；
根据各加热管对应的焊接直径差、焊接距离和焊丝的直径计算各加热管对应的对准工艺度；
根据各加热管对应的焊丝的融化度和对准工艺度，计算各加热管对应的焊缝评价指标；根据各加热管对应的反射光功率序列和焊缝评价指标对各加热管进行相似度匹配，根据匹配结果判断各加热管对应的焊接质量。
2.根据权利要求1所述的加热管的激光对准及焊接系统，其特征在于，利用如下公式计算各加热管焊接过程对应的焊丝的融化度：
Figure FDA0003495784430000011
其中，ui为第i个加热管焊接过程对应的焊丝的融化度，Vi为第i个加热管对应的激光焊接机的送丝速度，Hi为第i个加热管对应的焊丝的直径，Gi为第i个加热管对应的反射光功率序列，mean()为求平均值。
3.根据权利要求1所述的加热管的激光对准及焊接系统，其特征在于，如下公式计算各加热管对应的对准工艺度：
Figure FDA0003495784430000012
其中，ri为第i个加热管对应的对准工艺度，Li为第i个加热管对应的焊接直径差，Hi为第i个加热管对应的焊丝的直径，Di为第i个加热管对应的焊接距离，M是对准调节系数。
4.根据权利要求1所述的加热管的激光对准及焊接系统，其特征在于，所述根据各加热管对应的反射光功率序列和焊缝评价指标对各加热管进行相似度匹配，包括：
计算任意两个加热管对应的反射光功率序列之间的皮尔逊相关系数；根据任意两个加热管对应的皮尔逊相关系数和焊缝评价指标计算任意两个加热管之间的焊缝相似度；
基于任意两个加热管之间的焊缝相似度，利用K-M算法对各加热管做最大权分配处理，得到多个匹配对，每个匹配对包括两个焊接过程最相似的加热管。
5.根据权利要求4所述的加热管的激光对准及焊接系统，其特征在于，利用如下公式计算任意两个加热管之间的焊缝相似度：
Figure FDA0003495784430000021
其中，Yij为第i个加热管和第j个加热管之间的焊缝相似度，Pij为第i个加热管和第j个加热管对应的反射光功率序列之间的皮尔逊相关系数，Qj为第j个加热管对应的焊缝评价指标，abs()为求绝对值。
6.根据权利要求4所述的加热管的激光对准及焊接系统，其特征在于，所述根据匹配结果判断各加热管对应的焊接质量，包括：
对于已经完成匹配的两个加热管，根据加热管对应的对准工艺度和反射光功率序列计算各匹配对中两个加热管的对准差异度；
利用各匹配对对应的对准差异度对各匹配对中加热管的焊缝评价指标进行修正，将修正后的值记为加热管对应的焊接质量评分；
将各匹配对中的各加热管对应的焊接质量评分与质量评分阈值进行比较，若加热管对应的焊接质量评分大于等于质量评分阈值，则判定该加热管的焊接质量满足焊接质量要求；若加热管对应的焊接质量评分小于质量评分阈值，则判定该加热管的焊接质量不满足焊接质量要求。
7.根据权利要求6所述的加热管的激光对准及焊接系统，其特征在于，利用如下计算公式计算各匹配对中两个加热管的对准差异度：
Figure FDA0003495784430000022
其中，Zxy表示某一匹配对中加热管x和加热管y的对准差异度，Rx为加热管x对应的归一化后的对准工艺度，Ry为加热管y对应的归一化后的对准工艺度，Qx为加热管x对应的焊缝评价指标，Qy为加热管y对应的焊缝评价指标，abs()为求绝对值；
所述修正的过程为：
对于匹配对中的加热管x，利用公式Fx＝Qx*Zxy+Qy*[1-Zxy]计算加热管x对应的焊接质量评分，Fx为加热管x对应的焊接质量评分；
对于匹配对中的加热管y，利用公式Fy＝Qy*Zxy+Qx*[1-Zxy]计算加热管y对应的焊接质量评分，Fy为加热管y对应的焊接质量评分。
8.根据权利要求4所述的加热管的激光对准及焊接系统，其特征在于，所述根据匹配结果判断各加热管对应的焊接质量，包括：
将不能完成最大权分配的加热管记为孤立的加热管，对于孤立的加热管，利用如下方法判定各孤立的加热管的焊接质量是否满足要求：
计算各孤立的加热管与所有匹配对中焊接质量评分最高的加热管之间的对准差异度；
根据各孤立的加热管与所述焊接质量评分最高的加热管之间的对准差异度对各孤立的加热管的焊缝评价指标进行修正；
将各孤立的加热管对应的焊接质量评分与质量评分阈值进行比较，若加热管对应的焊接质量评分大于等于质量评分阈值，则判定该加热管的焊接质量满足焊接质量要求；若加热管对应的焊接质量评分小于质量评分阈值，则判定该加热管的焊接质量不满足焊接质量要求。
9.根据权利要求8所述的加热管的激光对准及焊接系统，其特征在于，利用如下公式计算各孤立的加热管与所有匹配对中焊接质量评分最高的加热管之间的对准差异度：
Figure FDA0003495784430000031
其中，Za,max为孤立的加热管a和焊接质量评分最高的加热管的对准差异度，Ra为孤立的加热管a对应的归一化后的对准工艺度，Rmax为焊接质量评分最高的加热管对应的归一化后的对准工艺度，Qa为孤立的加热管a对应的焊缝评价指标，Qmax为焊接质量评分最高的加热管对应的焊缝评价指标；
所述修正的过程为：利用公式Fa＝Qa*(1-Za,max)计算修正后的孤立的加热管a的焊缝评价指标，其中，Fa为修正后的孤立的加热管a的焊缝评价指标。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115121989A (zh) * 2022-08-31 2022-09-30 南通恒强轧辊有限公司 一种封头焊接质量评价方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003290949A (ja) * 2002-04-01 2003-10-14 Honda Motor Co Ltd Ｙａｇレーザ誘起アークフィラーワイヤ複合溶接方法および装置
WO2008026299A1 (fr) * 2006-08-29 2008-03-06 Tokyu Car Corporation Procédé d'évaluation de soudage au laser, et procédé de formation de partie soudée au laser
WO2014181458A1 (ja) * 2013-05-10 2014-11-13 株式会社日立製作所 溶接方法、溶接システム及び溶接凝固割れモニタリングシステム
CN107570897A (zh) * 2017-08-30 2018-01-12 佛山市宏石激光技术有限公司 一种激光填丝焊送丝速度控制方法、装置及系统
CN107885244A (zh) * 2017-11-20 2018-04-06 昆山华恒焊接股份有限公司 环缝焊控制方法、装置及系统、计算机可读存储介质
CN108857063A (zh) * 2018-08-24 2018-11-23 沈阳富创精密设备有限公司 一种测量光丝间距的方法
CN110722285A (zh) * 2019-09-30 2020-01-24 湖南科技大学 一种激光热丝焊接焊缝成形质量预测方法、系统及介质
CN113770468A (zh) * 2021-08-27 2021-12-10 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 光束焊接设备、方法、装置、存储介质和电子装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003290949A (ja) * 2002-04-01 2003-10-14 Honda Motor Co Ltd Ｙａｇレーザ誘起アークフィラーワイヤ複合溶接方法および装置
WO2008026299A1 (fr) * 2006-08-29 2008-03-06 Tokyu Car Corporation Procédé d'évaluation de soudage au laser, et procédé de formation de partie soudée au laser
WO2014181458A1 (ja) * 2013-05-10 2014-11-13 株式会社日立製作所 溶接方法、溶接システム及び溶接凝固割れモニタリングシステム
CN107570897A (zh) * 2017-08-30 2018-01-12 佛山市宏石激光技术有限公司 一种激光填丝焊送丝速度控制方法、装置及系统
CN107885244A (zh) * 2017-11-20 2018-04-06 昆山华恒焊接股份有限公司 环缝焊控制方法、装置及系统、计算机可读存储介质
CN108857063A (zh) * 2018-08-24 2018-11-23 沈阳富创精密设备有限公司 一种测量光丝间距的方法
CN110722285A (zh) * 2019-09-30 2020-01-24 湖南科技大学 一种激光热丝焊接焊缝成形质量预测方法、系统及介质
CN113770468A (zh) * 2021-08-27 2021-12-10 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 光束焊接设备、方法、装置、存储介质和电子装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115121989A (zh) * 2022-08-31 2022-09-30 南通恒强轧辊有限公司 一种封头焊接质量评价方法

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