CN117549565A - 一种玄武岩纤维增强热塑性复合材料焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及应用于复合材料加工技术领域的一种玄武岩纤维增强热塑性复合材料焊接装置，包括焊接滑台、检测滑台、焊接和检测用的多个滚轮以及超声波发生器和接收器，通过控制系统驱动气缸，带动焊接滑台和检测滑台相互靠近，进而带动焊接螺杆、检测螺杆、焊接连杆、检测连杆等部件同步移动，能够根据材料表面形状自动调整，在焊接过程中，超声波接收器实时收集超声波信号，控制系统利用信号检测焊接质量，并在发现缺陷时立即调整焊接参数或启动补焊，无需停机，还可以通过调节焊接滚轮的超声强度或压力来实现多次焊接，提高焊接质量，实现了高质量焊接、高效率生产以及降低成本的目标，适用于各种复杂形状和材料的焊接需求。

Description

一种玄武岩纤维增强热塑性复合材料焊接装置

技术领域

本发明涉及玄武岩纤维增强热塑性复合材料焊接装置，特别是涉及应用于复合材料加工技术领域的一种玄武岩纤维增强热塑性复合材料焊接装置。

背景技术

玄武岩纤维增强热塑性复合材料通过将玄武岩纤维与热塑性树脂结合，显著提高了材料的强度、刚度和耐热性，同时保持了良好的耐化学腐蚀性和电绝缘性，这种轻质且成本效益高的材料，因其在高温和恶劣环境下的稳定性，以及环境友好的特性，已在汽车、航空航天、建筑和运动器材等多个领域找到了广泛应用，其独特的性能组合和对环保的贡献，使其在现代材料科学中具有重要的地位，在可持续发展领域有巨大潜力和更广泛的应用前景。

中国发明专利CN115007992说明书公开了一种超声波焊接质量检测方法以及超声波焊接设备，属于超声波焊接技术领域。超声波焊接质量检测方法包括如下步骤：焊头沿第一方向朝向工件移动，至焊头与工件接触；测量焊头施加于工件的压力，待压力达到预设压力值后，启动焊接，焊头在焊接过程中继续沿第一方向移动，当移动至预设的焊接深度D后，停止焊接，其中，所述焊接深度D为工件焊接前的厚度值减去所述工件焊接完毕后的厚度值。通过所述超声波焊接质量检测方法能够提高焊接后工件的质量一致性，提高产品良品率。

以上设计通过检测焊接深度计算出塌陷比例以判断焊接质量，但还存在一定的局限性，如，通过焊接深度变化无法从内部探测到接口焊接质量。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是如何利用焊接过程产生的超声波检测焊接质量，同时在检测到焊接缺陷时可以不停机补焊。

为解决上述问题，本发明提供了一种玄武岩纤维增强热塑性复合材料焊接装置，包括底板，底板上固定连接有多个滑轨，多个滑轨远离底板一端滑动连接有焊接滑台和检测滑台，焊接滑台和检测滑台远离滑轨一端分别固定连接有焊接套筒和检测套筒，焊接套筒和检测套筒内分别螺纹连接有焊接螺杆和检测螺杆，焊接螺杆和检测螺杆远离焊接套筒和检测套筒一端分别转动连接有焊接连杆和检测连杆，焊接连杆和检测连杆与焊接螺杆和检测螺杆对应位置分别转动连接有焊接滚轮和焊接检测滚轮，焊接滚轮两侧设有预焊滚轮和补焊滚轮，预焊滚轮和补焊滚轮均与焊接连杆转动连接，焊接检测滚轮两侧设有预焊检测滚轮和补焊检测滚轮，预焊检测滚轮和补焊检测滚轮均与检测连杆转动连接，焊接滚轮、预焊滚轮和补焊滚轮远离焊接套筒一端均转动连接有超声波发生器，超声波发生器与焊接连杆固定连接，焊接检测滚轮、预焊检测滚轮和补焊检测滚轮远离检测套筒一端均转动连接有超声波接收器，超声波接收器与检测连杆固定连接，焊接滑台和检测滑台之间固定连接有气缸，超声波发生器和超声波接收器均通过导线电性连接有控制系统，气缸通过管道与控制系统相连。

在上述玄武岩纤维增强热塑性复合材料焊接装置中，通过利用焊接过程中产生的超声波进行实时焊接质量监测，并在检测到焊接缺陷时实现不停机自动补焊，提高了焊接效率，确保了焊接接头的质量和完整性，预焊接和二次焊接通过实时调整焊接参数，有效减少焊接缺陷，提升焊接接头的强度和稳定性，不仅适应复杂的几何形状，还降低了生产成本，提高了生产效率和产品一致性，有助于保持材料的完整性和性能。

作为本申请的进一步改进，焊接滑台和检测滑台相互靠近的一端分别固定连接有焊接齿条和检测齿条，焊接齿条和检测齿条齿面开设在相互靠近的一端，焊接齿条和检测齿条相互靠近的一端啮合连接有同一个同步齿轮。

作为本申请的再进一步改进，同步齿轮与底板转动连接，焊接滑台和检测滑台与检测齿条和焊接齿条相对位置分别开设有焊接滑槽和检测滑槽。

作为本申请的更进一步改进，焊接滑槽和检测滑槽分别贯穿焊接滑台和检测滑台，且焊接滑槽和检测滑槽分别与焊接齿条和检测齿条外端相配合，底板远离滑轨一端固定连接有固定法兰。

作为本申请的又一种改进，固定法兰远离底板一端通过螺栓连接有工业机械手，底板为矩形结构，多个滑轨与底板较长的边平行，且多个滑轨以底板较短的边中点为对称轴对称设置，焊接滑台和检测滑台均与滑轨轴线垂直设置，焊接滑槽和检测滑槽分别沿与滑轨轴线平行的方向贯穿焊接滑台和检测滑台。

作为本申请的又一种改进的补充，焊接连杆和检测连杆均为双层结构，焊接滚轮、预焊滚轮和补焊滚轮以及焊接检测滚轮、预焊检测滚轮和补焊检测滚轮分别位于焊接连杆和检测连杆的双层结构之间。

作为本申请的又一种改进的补充，焊接滚轮到预焊滚轮的距离等于焊接滚轮到补焊滚轮的距离，焊接检测滚轮到预焊检测滚轮的距离等于焊接检测滚轮到补焊检测滚轮的距离。

作为本申请的再一种改进，焊接滚轮、预焊滚轮和补焊滚轮分别与焊接检测滚轮、预焊检测滚轮和补焊检测滚轮一一对应设置，焊接滚轮、预焊滚轮、补焊滚轮、焊接检测滚轮、预焊检测滚轮和补焊检测滚轮外端均设有倒角。

作为本申请的进一步改进，控制系统包括中央处理单元、超声波发生系统、气压系统、信号处理单元、实时数据处理模块和自动补焊和修复控制模块，中央处理单元用于协调超声波发生系统、气压系统、信号处理单元、实时数据处理模块、自动补焊和修复控制模块和工业机械手，信号处理单元包括放大器、滤波器和模数转换器，用于增强和处理信号。

作为本申请的进一步改进，实时数据处理模块用于从超声波接收器收集数据并对数据进行实时处理，以识别潜在的焊接缺陷，自动补焊和修复控制模块，用于在检测到缺陷后，自动定位缺陷位置并调整焊接滚轮和补焊滚轮的输出功率进行补焊。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1.实时焊接质量监测；通过超声波发生器和超声波接收器监测焊接过程，能够实时监测焊接质量，及时发现焊接不良的迹象，如焊接接头的不均匀、气孔、裂纹等。

2.不停机自动补焊；在检测到焊接缺陷时，系统能够自动启动补焊滚轮进行补焊，无须停机，提高了生产效率，同时确保了焊接接头的质量和完整性。

3.焊接过程的自动调整；系统能够根据材料表面的形状自动调整焊接滚轮、预焊滚轮和补焊滚轮的位置，以更好地贴合材料表面，适应不同形状和大小的材料。

4.提高焊接系统的通用性和灵活性；系统设计能够提供均匀且连续的压力，减少对材料的机械损伤，特别适用于薄壁或易损材料。

5.实时数据处理和控制；实时数据处理模块和自动补焊修复控制模块能够快速响应焊接过程中的变化，确保焊接质量的一致性和安全性。

6.预焊接和材料表面改善；通过预焊滚轮进行预焊接，改善材料表面，增加焊接区域的接触面积，降低焊接缺陷的风险。

7.焊接参数的实时调整；根据检测到的预焊接情况实时调整二次焊接参数，提高焊接质量，减少焊接缺陷。

8.适应复杂形状和多样化的焊接需求；系统能够适应复杂的几何形状和多样化的焊接需求，扩大焊接应用的范围。

9.节约能源和降低成本；合理调节焊接参数可以减少能源消耗，降低生产成本，尤其在大规模生产中效果显著。

10.高度自动化和精确控制；实现更高程度的自动化和精确控制，有助于保持产品的高质量标准和安全性。

11.无损检测方法；超声波检测为无损检测方法，不会对焊接材料造成额外损伤，有助于保持材料的完整性和性能，不仅提高了焊接过程的质量和效率，还降低了生产成本，提高了产品一致性，是一种高效且可靠的焊接解决方案。

附图说明

图1为本申请的柱体结构示意图；

图2为本申请的正视图；

图3为本申请的A-A剖视图；

图4为本申请的B-B剖视图；

图5为本申请的C-C剖视图；

图6为本申请的局部爆炸图一；

图7为本申请的局部爆炸图二；

图8为本申请的局部爆炸图三；

图9为本申请的使用状态图；

图10为本申请的使用状态剖视图；

图11为本申请的整体结构图；

图12为本申请的系统交互图；

图13为本申请的控制系统结构图。

图中标号说明：

1、底板；2、滑轨；3、焊接滑台；4、检测滑台；5、焊接套筒；6、检测套筒；7、焊接螺杆；8、检测螺杆；9、焊接连杆；10、检测连杆；11、焊接滚轮；12、焊接检测滚轮；13、预焊滚轮；14、补焊滚轮；15、预焊检测滚轮；16、补焊检测滚轮；17、超声波发生器；18、超声波接收器；19、气缸；20、焊接齿条；21、检测齿条；22、同步齿轮；23、焊接滑槽；24、检测滑槽；25、固定法兰；26、工业机械手。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的三种实施方式作详细说明。

第一种实施方式：

图1-8示出一种玄武岩纤维增强热塑性复合材料焊接装置，包括底板1，底板1上固定连接有多个滑轨2，多个滑轨2远离底板1一端滑动连接有焊接滑台3和检测滑台4，焊接滑台3和检测滑台4远离滑轨2一端分别固定连接有焊接套筒5和检测套筒6，焊接套筒5和检测套筒6内分别螺纹连接有焊接螺杆7和检测螺杆8，焊接螺杆7和检测螺杆8远离焊接套筒5和检测套筒6一端分别转动连接有焊接连杆9和检测连杆10，焊接连杆9和检测连杆10与焊接螺杆7和检测螺杆8对应位置分别转动连接有焊接滚轮11和焊接检测滚轮12，焊接滚轮11两侧设有预焊滚轮13和补焊滚轮14，预焊滚轮13和补焊滚轮14均与焊接连杆9转动连接，焊接检测滚轮12两侧设有预焊检测滚轮15和补焊检测滚轮16，预焊检测滚轮15和补焊检测滚轮16均与检测连杆10转动连接，焊接滚轮11、预焊滚轮13和补焊滚轮14远离焊接套筒5一端均转动连接有超声波发生器17，超声波发生器17与焊接连杆9固定连接，焊接检测滚轮12、预焊检测滚轮15和补焊检测滚轮16远离检测套筒6一端均转动连接有超声波接收器18，超声波接收器18与检测连杆10固定连接，焊接滑台3和检测滑台4之间固定连接有气缸19，超声波发生器17和超声波接收器18均通过导线电性连接有控制系统，气缸19通过管道与控制系统相连。

在上述玄武岩纤维增强热塑性复合材料焊接装置中，通过利用焊接过程中产生的超声波进行实时焊接质量监测，并在检测到焊接缺陷时实现不停机自动补焊，提高了焊接效率，确保了焊接接头的质量和完整性，预焊接和二次焊接通过实时调整焊接参数，有效减少焊接缺陷，提升焊接接头的强度和稳定性，不仅适应复杂的几何形状，还降低了生产成本，提高了生产效率和产品一致性，有助于保持材料的完整性和性能。

使用时，将待焊接材料放置到焊接滑台3和检测滑台4之间，之后通过控制系统驱动气缸19使气缸19带动焊接滑台3和检测滑台4向相互靠近的方向移动，焊接滑台3和检测滑台4移动时带动焊接螺杆7、检测螺杆8、焊接连杆9、检测连杆10、焊接滚轮11、焊接检测滚轮12、预焊滚轮13、补焊滚轮14、预焊检测滚轮15、补焊检测滚轮16、超声波发生器17和超声波接收器18同步移动，直至焊接滚轮11、预焊滚轮13和补焊滚轮14与焊接检测滚轮12、预焊检测滚轮15和补焊检测滚轮16分别压紧待焊接材料的两侧，之后通过控制系统根据需要分别启动多个超声波发生器17和多个超声波接收器18，多个超声波发生器17带动焊接滚轮11、预焊滚轮13和补焊滚轮14开始焊接。

当焊接滚轮11、预焊滚轮13和补焊滚轮14与焊接检测滚轮12、预焊检测滚轮15和补焊检测滚轮16分别接触待焊接材料表面时，在压力的作用下焊接连杆9和检测连杆10可以自动根据材料表面的形状围绕焊接螺杆7和检测螺杆8进行一定程度的转动，使与之相连的焊接滚轮11、预焊滚轮13和补焊滚轮14与焊接检测滚轮12、预焊检测滚轮15和补焊检测滚轮16可以更好的贴合材料的表面，自动调整以适应不同形状和大小的材料，提高了焊接系统的通用性和灵活性，可以在焊接过程中提供均匀且连续的压力，有助于保持焊接质量的一致性，减少焊接缺陷，减少了对材料的机械损伤，尤其对于薄壁或易损材料尤为重要，均匀且恒定的压力有助于形成更加均匀和稳定的焊接接头，提高焊接质量，能够更好地适应复杂的几何形状，扩大了焊接应用的范围。

在焊接过程中，焊接检测滚轮12、预焊检测滚轮15和补焊检测滚轮16上的超声波接收器18实时收集从待焊接材料上传递的超声波信号，通过控制系统进行分析和对比，判断是否存在焊接缺陷，能够在焊接过程中及时发现缺陷，及时进行调整或修复，从而避免了焊接后才发现问题的延迟，通过实时监测减少了对成品进行后续检测的需求，提高了整体的生产效率，实时发现并修复焊接缺陷可以显著减少废品和返工，节约材料和成本，对焊接缺陷的及时发现和修复有助于确保产品的高质量标准和安全性，实现更高程度的自动化和精确控制，无损检测方法不会对焊接材料造成额外损伤，有助于保持材料的完整性和性能。

在焊接时，通过预焊滚轮13进行预焊接，可以改善材料表面，增加焊接区域的接触面积，从而提高焊接接头的强度和稳定性，能够有效清除焊接部位的污染物和氧化层，降低焊接缺陷的风险，如气孔和夹杂，能够改变材料的微观结构，使得焊接区域的晶粒细化，从而提高焊缝的机械性能。

然后通过焊接滚轮11进行二次焊接，且二次焊接时可以根据检测到的预焊接情况实时调整焊接滚轮11的参数，通过监测预焊接质量，可以及时发现焊接不良的迹象，如焊接接头的不均匀、气孔、裂纹等，实时调整二次焊接参数可以针对这些问题进行修正，确保最终焊接接头的均匀性和完整性，从而提高整体焊接质量，及时的质量监控和参数调整能够减少焊接过程中的缺陷产生，不仅减少了返工和废品的产生，也节约了材料和时间成本，在焊接过程中能够根据不同的部位及时调整焊接参数提高焊接质量，能够快速响应焊接过程中出现的问题，并立即进行调整，这有助于提高生产线的运行效率，减少停机时间，实现不停机补焊，对于复杂或不规则形状的焊接件，实时监测和调整焊接参数能够确保在各种复杂情况下都能获得良好的焊接效果，对焊接过程更强的控制能力，有助于实现更精确和可靠的焊接操作，在大规模生产中有助于保持产品的一致性。

在焊接过程中如果检测到焊接缺陷则启动补焊滚轮14进行补焊，通过补焊可以修复原焊接缺陷，如气孔、裂纹、未焊透等，从而提高焊接接头的整体质量和强度，有助于保证结构的完整性和耐久性，可以减少整个生产过程中的废品和返工，从而节约材料和劳动成本，实现不停机补焊。

同时在焊接时，可以通过焊接滚轮11、预焊滚轮13和补焊滚轮14组合出多种焊接方案，如可以交换预焊滚轮13和补焊滚轮14的顺序，在焊接过程中可以改变焊接方向，也可以通过调节焊接滚轮11、预焊滚轮13和补焊滚轮14的超声强度或压力大小实现多次焊接，分阶段的焊接可以更精确地控制热输入和应力分布，从而减少焊接缺陷，如气孔和应力集中，提高焊接接头的整体质量，通过调节超声强度或压力，可以更好地适应各种材料的焊接要求，分阶段焊接有助于减小热影响区域，保持母材的力学和化学性能，特别是在焊接热敏感材料时，通过精确控制焊接过程中的能量输入，可以减少焊接后的部件变形和残余应力，有利于保持零件的尺寸精度，调节超声强度和压力可以使焊接过程更加灵活，适应不同厚度和形状的零件，以及不同的焊接环境，合理调节焊接参数可以减少能源消耗，从而降低生产成本，尤其在大规模生产中效果显著，分阶段焊接提供了更多的控制点，使得焊接过程更加可控，减少了由于参数设置不当导致的焊接失败风险，适当的参数调整可以加快焊接速度，提高生产效率，特别是在自动化焊接线中。

第二种实施方式：

图1-11示出。

焊接滑台3和检测滑台4相互靠近的一端分别固定连接有焊接齿条20和检测齿条21，焊接齿条20和检测齿条21齿面开设在相互靠近的一端，焊接齿条20和检测齿条21相互靠近的一端啮合连接有同一个同步齿轮22。

同步齿轮22与底板1转动连接，焊接滑台3和检测滑台4与检测齿条21和焊接齿条20相对位置分别开设有焊接滑槽23和检测滑槽24。

焊接滑槽23和检测滑槽24分别贯穿焊接滑台3和检测滑台4，且焊接滑槽23和检测滑槽24分别与焊接齿条20和检测齿条21外端相配合，底板1远离滑轨2一端固定连接有固定法兰25。

固定法兰25远离底板1一端通过螺栓连接有工业机械手26，底板1为矩形结构，多个滑轨2与底板1较长的边平行，且多个滑轨2以底板1较短的边中点为对称轴对称设置，焊接滑台3和检测滑台4均与滑轨2轴线垂直设置，焊接滑槽23和检测滑槽24分别沿与滑轨2轴线平行的方向贯穿焊接滑台3和检测滑台4。

焊接连杆9和检测连杆10均为双层结构，焊接滚轮11、预焊滚轮13和补焊滚轮14以及焊接检测滚轮12、预焊检测滚轮15和补焊检测滚轮16分别位于焊接连杆9和检测连杆10的双层结构之间。

焊接滚轮11到预焊滚轮13的距离等于焊接滚轮11到补焊滚轮14的距离，焊接检测滚轮12到预焊检测滚轮15的距离等于焊接检测滚轮12到补焊检测滚轮16的距离。

焊接滚轮11、预焊滚轮13和补焊滚轮14分别与焊接检测滚轮12、预焊检测滚轮15和补焊检测滚轮16一一对应设置，焊接滚轮11、预焊滚轮13、补焊滚轮14、焊接检测滚轮12、预焊检测滚轮15和补焊检测滚轮16外端均设有倒角。

当需要焊接滑台3和检测滑台4移动时，通过控制系统驱动气缸19，气缸19带动焊接滑台3和检测滑台4移动，焊接滑台3和检测滑台4移动进而带动焊接齿条20和检测齿条21移动。

当焊接滑台3和检测滑台4分别带动焊接齿条20和检测齿条21移动时，焊接齿条20和检测齿条21同时推动同步齿轮22转动，同步齿轮22转动使焊接齿条20和检测齿条21保持同步移动，进而使焊接滑台3和检测滑台4在移动时可以保持相同的移动距离，同时可以使焊接滑台3和检测滑台4的压力大小也可以保持相同，在焊接滑台3和检测滑台4相互靠近的过程中，当检测齿条21和焊接齿条20接触焊接滑台3和检测滑台4时，检测齿条21和焊接齿条20将分别通过检测滑槽24和焊接滑槽23内部穿出，使焊接滑台3和检测滑台4可以更好的相互靠近。

焊接滑台3和检测滑台4的一端分别固定连接有焊接齿条20和检测齿条21，这些齿条的齿面朝向彼此，确保能够与同一个同步齿轮22啮合，同步齿轮22与底板1转动连接，确保焊接滑台3和检测滑台4在移动过程中的同步性和稳定性，焊接滑槽23和检测滑槽24贯穿焊接滑台3和检测滑台4，分别与焊接齿条20和检测齿条21的外端相配合，底板1的一端固定连接有固定法兰25，用于安装工业机械手26，进一步增强了装置的稳定性和操作灵活性，多个滑轨2与底板1的较长边平行，且与底板1较短的边中点对称设置，焊接滑台3和检测滑台4垂直于滑轨2轴线设置，确保整个系统的对称性和均衡性，有助于提高焊接过程的精确度，焊接连杆9和检测连杆10采用双层结构设计，使得焊接滚轮11、预焊滚轮13、补焊滚轮14及焊接检测滚轮12、预焊检测滚轮15、补焊检测滚轮16能够在双层结构之间有效工作，有助于增强稳定性和适应性，当控制系统驱动气缸19时，气缸19带动焊接滑台3和检测滑台4移动，进而带动焊接齿条20和检测齿条21，从而推动同步齿轮22转动，同步齿轮22的转动保证了焊接齿条20和检测齿条21的同步移动，从而使焊接滑台3和检测滑台4在移动时保持相同的移动距离和压力大小，在焊接滑台3和检测滑台4相互靠近的过程中，检测齿条21和焊接齿条20通过检测滑槽24和焊接滑槽23内部穿出，进一步促进了焊接滑台3和检测滑台4的接近和精准定位，确保焊接过程的均匀性、稳定性和高效性，能够适应不同大小和形状的材料，通过精确控制焊接滑台3和检测滑台4的移动，以及焊接滚轮11和焊接检测滚轮12的压力，来实现高质量的焊接效果。

第三种实施方式：

图1-13示出。

控制系统包括中央处理单元、超声波发生系统、气压系统、信号处理单元、实时数据处理模块和自动补焊和修复控制模块，中央处理单元用于协调超声波发生系统、气压系统、信号处理单元、实时数据处理模块、自动补焊和修复控制模块和工业机械手26，信号处理单元包括放大器、滤波器和模数转换器，用于增强和处理信号。

实时数据处理模块用于从超声波接收器18收集数据并对数据进行实时处理，以识别潜在的焊接缺陷；自动补焊和修复控制模块用于在检测到缺陷后，自动定位缺陷位置并调整焊接滚轮11和补焊滚轮14的输出功率进行补焊。

中央处理单元作为控制系统的核心，中央处理单元负责协调整个系统的各个组成部分，包括超声波发生系统、气压系统、信号处理单元、实时数据处理模块、自动补焊和修复控制模块以及工业机械手26，中央处理单元接收来自各个模块的输入信号，处理这些信号，并发出相应的指令，以确保焊接过程的顺利进行，超声波发生系统用于在焊接过程中发出超声波，超声波用于焊接和检测，检测焊接接头的质量和完整性，超声波信号被超声波接收器18接收，并传输给信号处理单元，气压系统控制焊接滑台3和检测滑台4的移动，以及焊接滚轮和检测滚轮的压力中央处理单元根据焊接需求调节气压系统，确保滚轮与材料的正确接触和压力，信号处理单元接收从超声波接收器18传来的信号，信号首先被放大器增强，然后通过滤波器和模数转换器进行处理，信号处理单元的目的是清晰化和优化这些信号，以便实时数据处理模块能够更准确地分析信号，实时数据处理模块实时处理来自超声波接收器18的数据，分析收集到的数据，以识别潜在的焊接缺陷，一旦发现问题，如焊接不均、裂缝或气孔等，实时数据处理模块会立即将信息传递给中央处理单元和自动补焊修复控制模块，自动补焊和修复控制模块在检测到焊接缺陷后，会自动定位缺陷位置，并向中央处理单元发出指令调整焊接滚轮11和补焊滚轮14的输出功率进行补焊。

超声波发生器17在这个焊接装置中不仅用于检测焊接接头的质量和完整性，还起到了提供焊接能量的作用，超声波发生器17产生高频振动，振动能量通过焊接滚轮11以及预焊滚轮13和补焊滚轮14传递到待焊接的材料上，高频振动能量使接触面的材料局部熔化，从而形成焊接接头，控制系统会根据焊接材料的特性和焊接要求，调整超声波发生器17产生的振动频率和强度确保提供适量的能量，既能够实现有效的焊接，又不会过度加热或损害材料，焊接滚轮11及相关滚轮不仅是物理接触点，也是超声波能量的传输介质，它们将超声波发生器17产生的能量高效地传递到材料上，以实现均匀且高质量的焊接，在焊接过程中，超声波接收器18会实时监测从焊接区域反射回来的超声波信号，信号的变化可以反映出焊接质量和接头的完整性，帮助控制系统判断是否需要调整焊接参数或进行补焊，超声波发生器17一方面作为能量源，直接参与焊接过程，另一方面焊接后透过焊接材料的超声波被超声波接收器18接收，辅助控制系统监控和保证焊接质量，通过高度集成和自动化的方式，确保了焊接过程的精确性、效率和质量，从焊接的开始到结束，系统能够实时监控、分析和调整焊接过程，以确保最终产品的高质量和安全性。

结合当前实际需求，本申请采用的上述实施方式，保护范围并不局限于此，在本领域技术人员所具备的知识范围内，不脱离本申请构思作出的各种变化，仍落在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种玄武岩纤维增强热塑性复合材料焊接装置，其特征在于：包括底板（1），所述底板（1）上固定连接有多个滑轨（2），多个所述滑轨（2）远离底板（1）一端滑动连接有焊接滑台（3）和检测滑台（4），所述焊接滑台（3）和检测滑台（4）远离滑轨（2）一端分别固定连接有焊接套筒（5）和检测套筒（6），所述焊接套筒（5）和检测套筒（6）内分别螺纹连接有焊接螺杆（7）和检测螺杆（8），所述焊接螺杆（7）和检测螺杆（8）远离焊接套筒（5）和检测套筒（6）一端分别转动连接有焊接连杆（9）和检测连杆（10），所述焊接连杆（9）和检测连杆（10）与焊接螺杆（7）和检测螺杆（8）对应位置分别转动连接有焊接滚轮（11）和焊接检测滚轮（12），所述焊接滚轮（11）两侧设有预焊滚轮（13）和补焊滚轮（14），所述预焊滚轮（13）和补焊滚轮（14）均与焊接连杆（9）转动连接，所述焊接检测滚轮（12）两侧设有预焊检测滚轮（15）和补焊检测滚轮（16），所述预焊检测滚轮（15）和补焊检测滚轮（16）均与检测连杆（10）转动连接，所述焊接滚轮（11）、预焊滚轮（13）和补焊滚轮（14）远离焊接套筒（5）一端均转动连接有超声波发生器（17），所述超声波发生器（17）与焊接连杆（9） 固定连接，所述焊接检测滚轮（12）、预焊检测滚轮（15）和补焊检测滚轮（16）远离检测套筒（6）一端均转动连接有超声波接收器（18），所述超声波接收器（18）与检测连杆（10）固定连接，所述焊接滑台（3）和检测滑台（4）之间固定连接有气缸（19），所述超声波发生器（17）和超声波接收器（18）均通过导线电性连接有控制系统，所述气缸（19）通过管道与控制系统相连。

2.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维增强热塑性复合材料焊接装置，其特征在于：所述焊接滑台（3）和检测滑台（4）相互靠近的一端分别固定连接有焊接齿条（20）和检测齿条（21），所述焊接齿条（20）和检测齿条（21）齿面开设在相互靠近的一端，所述焊接齿条（20）和检测齿条（21）相互靠近的一端啮合连接有同一个同步齿轮（22）。

3.根据权利要求2所述的一种玄武岩纤维增强热塑性复合材料焊接装置，其特征在于：所述同步齿轮（22）与底板（1）转动连接，所述焊接滑台（3）和检测滑台（4）与检测齿条（21）和焊接齿条（20）相对位置分别开设有焊接滑槽（23）和检测滑槽（24）。

4.根据权利要求3所述的一种玄武岩纤维增强热塑性复合材料焊接装置，其特征在于：所述焊接滑槽（23）和检测滑槽（24）分别贯穿焊接滑台（3）和检测滑台（4），且焊接滑槽（23）和检测滑槽（24）分别与焊接齿条（20）和检测齿条（21）外端相配合，所述底板（1）远离滑轨（2）一端固定连接有固定法兰（25）。

5.根据权利要求4所述的一种玄武岩纤维增强热塑性复合材料焊接装置，其特征在于：所述固定法兰（25）远离底板（1）一端通过螺栓连接有工业机械手（26），所述底板（1）为矩形结构，多个所述滑轨（2）与底板（1）较长的边平行，且多个滑轨（2）以底板（1）较短的边中点为对称轴对称设置，所述焊接滑台（3）和检测滑台（4）均与滑轨（2）轴线垂直设置，所述焊接滑槽（23）和检测滑槽（24）分别沿与滑轨（2）轴线平行的方向贯穿焊接滑台（3）和检测滑台（4）。

6.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维增强热塑性复合材料焊接装置，其特征在于：所述焊接连杆（9）和检测连杆（10）均为双层结构，所述焊接滚轮（11）、预焊滚轮（13）和补焊滚轮（14）以及焊接检测滚轮（12）、预焊检测滚轮（15）和补焊检测滚轮（16）分别位于焊接连杆（9）和检测连杆（10）的双层结构之间。

7.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维增强热塑性复合材料焊接装置，其特征在于：所述焊接滚轮（11）到预焊滚轮（13）的距离等于焊接滚轮（11）到补焊滚轮（14）的距离，所述焊接检测滚轮（12）到预焊检测滚轮（15）的距离等于焊接检测滚轮（12）到补焊检测滚轮（16）的距离。

8.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维增强热塑性复合材料焊接装置，其特征在于：所述焊接滚轮（11）、预焊滚轮（13）和补焊滚轮（14）分别与焊接检测滚轮（12）、预焊检测滚轮（15）和补焊检测滚轮（16）一一对应设置，所述焊接滚轮（11）、预焊滚轮（13）、补焊滚轮（14）、焊接检测滚轮（12）、预焊检测滚轮（15）和补焊检测滚轮（16）外端均设有倒角。

9.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维增强热塑性复合材料焊接装置，其特征在于：所述控制系统包括中央处理单元、超声波发生系统、气压系统、信号处理单元、实时数据处理模块和自动补焊和修复控制模块，所述中央处理单元用于协调超声波发生系统、气压系统、信号处理单元、实时数据处理模块、自动补焊和修复控制模块和工业机械手（26），所述信号处理单元包括放大器、滤波器和模数转换器，用于增强和处理信号。

10.根据权利要求9所述的一种玄武岩纤维增强热塑性复合材料焊接装置，其特征在于：所述实时数据处理模块用于从超声波接收器（18）收集数据并对数据进行实时处理，以识别潜在的焊接缺陷，所述自动补焊和修复控制模块，用于在检测到缺陷后，自动定位缺陷位置并调整焊接滚轮（11）和补焊滚轮（14）的输出功率进行补焊。