CN220445470U - 一种焊接装置的焊接状态感知系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种焊接装置的焊接状态感知系统，包括焊接送丝装置、数据采集模块、第一线型激光传感装置和第二线型激光传感装置，第一线型激光传感装置安装在焊接送丝装置上，并位于焊接送丝装置焊接移动方向的前侧；第二线型激光传感装置安装在焊接送丝装置上，并位于焊接送丝装置焊接移动方向的后侧，第一线型激光传感装置和第二线型激光传感装置均连接数据采集模块。与现有技术相比，本实用新型具有能在焊接过程中对未焊接区域和焊接区域的三维形貌进行探测，辅助判断焊接状态，且效率高，成本低，探测结果准确等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及焊接辅助设备领域，尤其是涉及一种焊接装置的焊接状态感知系统。
背景技术
在铁路车辆、船舶、工程机械等行业，焊接被广泛应用于大尺寸构件之间的连接。一般而言，检测焊接品质及状态等的方法分为破坏性检测及非破坏性检测，其中，非破坏性检测是在工作物的产品完整性或表面不发生变形的前提下检测的方法。代表性的检测方法有液体浸透法、磁粉探伤法、超音波检测法、音响放射法、放射线透过法、涡流探伤法、热探伤法、全息摄影术等，其用于观察材料的表面缺陷或内部缺陷。
检测焊接品质及状态的现有方法大多是焊接后进行检测，无法实时掌握焊接状态进行实时调整；对此申请号为CN202010999801.9的中国实用新型专利公开了一种焊接未熔合缺陷在线检测方法，通过安装同轴相机与旁轴相机，从不同角度对待焊工件、熔池进行拍摄，进而判断是否可能存在未熔合缺陷。该方案需要在特定角度安装旁轴相机，安装不便，且由相机进行熔池边界的采集，在焊接过程中存在对图像多方面的干扰，难以保证采集结果的准确性。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在设备安装不便、采集结果准确性低的缺陷而提供一种焊接装置的焊接状态感知系统。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种焊接装置的焊接状态感知系统，包括焊接送丝装置，所述系统还包括数据采集模块、第一线型激光传感装置和第二线型激光传感装置，所述第一线型激光传感装置安装在焊接送丝装置上，并位于焊接送丝装置焊接移动方向的前侧；所述第二线型激光传感装置安装在焊接送丝装置上，并位于焊接送丝装置焊接移动方向的后侧，所述第一线型激光传感装置和第二线型激光传感装置均连接所述数据采集模块。
进一步地，所述焊接送丝装置位于待焊工件的上方，所述焊接送丝装置的输出端、第一线型激光传感装置的探测端和第二线型激光传感装置的探测端均正对所述待焊工件的焊接区域。
进一步地，所述焊接区域包括内凹的焊接槽，该焊接槽内铺设有焊接金属。
进一步地，所述第一线型激光传感装置和第二线型激光传感装置输出的激光条纹线相互平行。
进一步地，所述第一线型激光传感装置和第二线型激光传感装置均卡接、螺接、粘接或焊接在所述焊接送丝装置上。
进一步地，所述焊接送丝装置包括焊枪。
进一步地，所述数据采集模块为计算机。
进一步地，所述数据采集模块还连接有报警装置。
进一步地，所述报警装置为报警灯。
进一步地，所述第一线型激光传感装置和第二线型激光传感装置均通过数据线束连接所述数据采集模块。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
本实用新型相较于以往的超声探伤装置等只能在焊接完成后检测层间未熔合缺陷的装置，不仅能够在焊接过程中对未焊接区域和焊接区域的三维形貌进行探测，可辅助判断焊接状态，且效率高，成本低，探测结果准确，能及时进行补救，提高焊接质量与焊接效率。
附图说明
图1为本实用新型实施例中提供的一种焊接装置的焊接状态感知系统的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中提供的一种焊缝激光条纹三维形貌焊接前后对比状态示意图；
图中，1、第二线型激光传感装置，2、第一线型激光传感装置，3、焊接送丝装置，4、待焊工件，5、焊接金属，6、激光条纹线，61、焊接前激光条纹线，62、焊接后激光条纹线，63、实际焊接区域，7、数据采集模块。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种焊接装置的焊接状态感知系统，包括焊接送丝装置3、数据采集模块7、第一线型激光传感装置2和第二线型激光传感装置1，第一线型激光传感装置2安装在焊接送丝装置3上，并位于焊接送丝装置3焊接移动方向的前侧；第二线型激光传感装置1安装在焊接送丝装置3上，并位于焊接送丝装置3焊接移动方向的后侧，第一线型激光传感装置2和第二线型激光传感装置1均连接数据采集模块7。
焊接送丝装置3位于待焊工件4的上方，焊接送丝装置3的输出端、第一线型激光传感装置2的探测端和第二线型激光传感装置1的探测端均正对待焊工件4的焊接区域。
第一线型激光传感装置2和第二线型激光传感装置1输出的激光条纹线6相互平行。
本方案通过在焊接送丝装置3的焊接移动方向的前后两侧分别设置两个线型激光传感装置，可在焊接送丝装置3焊接过程中，实时获取焊接区域两侧的激光条纹线，并在数据采集模块7中通过现有的数据拟合方法，得到焊接送丝装置运动方向未焊接区域焊缝激光条纹三维形貌，以及焊接送丝装置运动方向已焊接区域焊缝激光条纹三维形貌，本领域技术人员可根据焊缝激光条纹三维形貌的变化判断出焊接状态；
该方法仅需将线型激光传感装置安装在焊接送丝装置3的两侧即可实时进行焊接状态感知，无需实时调整位置、角度等复杂的设置，安装方便、通用性高，且抗干扰性能强，能实现高精度的多层多道焊接状态感知。
优选的，焊接送丝装置还连接数据采集模块7，用于向数据采集模块7传递焊接速度、送丝速度参数信息，辅助本领域技术人员判断焊接状态。
如图2所示，本领域技术人员可根据焊接区域和未焊接区域焊缝激光条纹三维形貌，提取同一位置截面处的焊接前激光条纹线61和焊接后激光条纹线62，并将两者对比，得到实际焊接区域63，从而辅助进行焊接状态判断。
焊接区域包括内凹的焊接槽，该焊接槽内铺设有焊接金属5。本实施例中，可选的，焊接槽为V字形内凹结构，其中设有两根焊接金属条，焊接过程中焊料堆积在焊接金属条上方。
第一线型激光传感装置2和第二线型激光传感装置1均卡接、螺接、粘接或焊接在焊接送丝装置3上，其具体连接方式不做唯一限定，可根据焊接送丝装置3的表面形状选取适合的连接方式，并确保线型激光传感装置的稳定性。
第一线型激光传感装置2和第二线型激光传感装置1均通过数据线束连接数据采集模块7，实现稳定的数据通信。
焊接送丝装置3包括焊枪，焊枪底部为喷嘴，顶部为供应室，第一线型激光传感装置2和第二线型激光传感装置1均安装在焊枪的供应室内，更加稳定。
可选的，数据采集模块7为计算机、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)等等具有数据采集、存储和处理功能的设备。
优选的，数据采集模块7还连接有报警装置，能及时发出警报，提醒焊接缺陷，报警装置可选为报警灯、喇叭等。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种焊接装置的焊接状态感知系统，包括焊接送丝装置(3)，其特征在于，所述系统还包括数据采集模块(7)、第一线型激光传感装置(2)和第二线型激光传感装置(1)，所述第一线型激光传感装置(2)安装在焊接送丝装置(3)上，并位于焊接送丝装置(3)焊接移动方向的前侧；所述第二线型激光传感装置(1)安装在焊接送丝装置(3)上，并位于焊接送丝装置(3)焊接移动方向的后侧，所述第一线型激光传感装置(2)和第二线型激光传感装置(1)均连接所述数据采集模块(7)。
2.根据权利要求1所述的一种焊接装置的焊接状态感知系统，其特征在于，所述焊接送丝装置(3)位于待焊工件(4)的上方，所述焊接送丝装置(3)的输出端、第一线型激光传感装置(2)的探测端和第二线型激光传感装置(1)的探测端均正对所述待焊工件(4)的焊接区域。
3.根据权利要求2所述的一种焊接装置的焊接状态感知系统，其特征在于，所述焊接区域包括内凹的焊接槽，该焊接槽内铺设有焊接金属(5)。
4.根据权利要求1所述的一种焊接装置的焊接状态感知系统，其特征在于，所述第一线型激光传感装置(2)和第二线型激光传感装置(1)输出的激光条纹线(6)相互平行。
5.根据权利要求1所述的一种焊接装置的焊接状态感知系统，其特征在于，所述第一线型激光传感装置(2)和第二线型激光传感装置(1)均卡接、螺接、粘接或焊接在所述焊接送丝装置(3)上。
6.根据权利要求1所述的一种焊接装置的焊接状态感知系统，其特征在于，所述焊接送丝装置(3)包括焊枪。
7.根据权利要求1所述的一种焊接装置的焊接状态感知系统，其特征在于，所述数据采集模块(7)为计算机。
8.根据权利要求7所述的一种焊接装置的焊接状态感知系统，其特征在于，所述数据采集模块(7)还连接有报警装置。
9.根据权利要求8所述的一种焊接装置的焊接状态感知系统，其特征在于，所述报警装置为报警灯。
10.根据权利要求1所述的一种焊接装置的焊接状态感知系统，其特征在于，所述第一线型激光传感装置(2)和第二线型激光传感装置(1)均通过数据线束连接所述数据采集模块(7)。
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