本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種焊縫間隙變化檢測方法、焊接方法以及焊接裝置。其中焊縫間隙變化檢測方法包括以下步驟：采集氣流經(jīng)過焊縫間隙產(chǎn)生的音頻信號；以及對比音頻信號與對標(biāo)信號，獲取焊縫間隙變化信息；其中，音頻信號是指由于氣流經(jīng)過焊縫間隙引起的振動頻率高低變化所形成的信號。本發(fā)明專利技術(shù)的技術(shù)方案抗干擾性較強(qiáng)，可以提高焊縫間隙變化的檢測精度。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
焊縫間隙變化檢測方法、焊接方法以及焊接裝置
本專利技術(shù)涉及焊接工藝領(lǐng)域，具體而言，涉及一種焊縫間隙變化檢測方法、焊接方法以及焊接裝置。
技術(shù)介紹
等離子束焊接是一種常見的高能束焊接方法，相比于傳統(tǒng)的TIG焊接，具有焊接速度快，熔透能力強(qiáng)等特點(diǎn)。然而，等離子電弧作為一種能量高度集中的熱源，其對待焊工件的組對間隙有較高的要求。在工件組對間隙不均勻或突然變化的情況下，易導(dǎo)致焊縫成型不良、焊漏等缺陷，這也是限制該技術(shù)在實(shí)際焊接生產(chǎn)中進(jìn)一步應(yīng)用的主要原因之一。因此在焊接之間對焊焊縫間隙變化進(jìn)行預(yù)采集，真實(shí)便捷的獲取由于坡口加工精度、組對精度等因素造成的焊縫間隙不均性的量化指標(biāo)，并以此指導(dǎo)焊接工藝的制定和反饋調(diào)節(jié)就顯得十分重要。現(xiàn)在有的技術(shù)中，焊縫跟蹤技術(shù)可以通過對焊縫及坡口信息的采集和分析實(shí)現(xiàn)對焊縫間隙變化的檢測。目前焊縫跟蹤技術(shù)可分為三類，分別為接觸式、直接電弧式和非接觸式，其原理和特點(diǎn)如下:1、采用接觸式傳感器的焊縫跟蹤技術(shù):接觸式傳感器一般設(shè)置在焊槍前方，采用導(dǎo)桿或?qū)л喒ぜc焊縫間隙的一個側(cè)壁接觸，通過導(dǎo)桿或?qū)л唽?cè)壁位置的變化通過滑動變阻器、力覺傳感等方式轉(zhuǎn)換為電信號，以控制焊接系統(tǒng)跟蹤焊縫，其特點(diǎn)為抗干擾能力強(qiáng)，但其精度較差。2、采用直接電弧式傳感器的焊縫跟蹤技術(shù):焊接電極與被焊工件之間的距離變化會引起電弧電流(GMAW)或電弧電壓(GTAW)的變化，直接電弧式傳感器利用了這一物理現(xiàn)象來檢測接頭坡口中心，其優(yōu)點(diǎn)為可達(dá)性好、穩(wěn)定性強(qiáng)、壽命長、成本低，缺點(diǎn)是對薄板件的對接和搭接接頭很難跟蹤。3、采用非接觸式傳感器的焊縫跟蹤技術(shù):應(yīng)用最為廣泛的非接觸式傳感器主要為視覺傳感器，視覺傳感器采用單元感光元器件，獲取焊縫及其周邊的圖像信息，并通過計(jì)算機(jī)對圖像進(jìn)行運(yùn)算處理，從而實(shí)現(xiàn)對焊縫的視覺跟蹤。其優(yōu)點(diǎn)在于檢測精度好，適應(yīng)范圍廣，其缺點(diǎn)在于易受弧光、電弧熱、飛濺、煙霧等因素的干擾。此外，在應(yīng)用非接觸式傳感器的焊縫跟蹤技術(shù)中還有一種超聲波傳感的方法，該方法采用主動超聲換能器向工件發(fā)出超聲波并檢測其反射聲波，通過檢測超聲波聲程的變化實(shí)現(xiàn)對焊縫坡口中心的跟蹤，該方法具有原理簡單，成本低廉的特點(diǎn)，由于其精度較差且存在盲區(qū)等缺點(diǎn)，目前應(yīng)用并不是很廣泛。綜上所述，現(xiàn)有的焊縫跟蹤技術(shù)存在以下缺陷:1、現(xiàn)有焊縫跟蹤技術(shù)均只對焊縫坡口中心位置進(jìn)行檢測跟蹤，缺乏對焊縫間隙變化的數(shù)據(jù)采集和分析反饋；2、視覺傳感焊縫跟蹤技術(shù)抗干擾能力低，設(shè)備價格高昂。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)旨在提供一種焊縫間隙變化檢測方法、焊接方法以及焊接裝置，抗干擾性較強(qiáng)，可以提高焊縫間隙變化的檢測精度。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本專利技術(shù)的一個方面，提供了一種焊縫間隙變化檢測方法，包括以下步驟:采集氣流經(jīng)過焊縫間隙產(chǎn)生的音頻信號；以及對比所述音頻信號與對標(biāo)信號，獲取焊縫間隙變化信息；其中，所述音頻信號是指由于所述氣流經(jīng)過所述焊縫間隙引起的振動頻率高低變化所形成的信號。進(jìn)一步地，所述采集氣流經(jīng)過焊縫間隙產(chǎn)生的音頻信號的步驟包括:控制所述氣流沿所述焊縫間隙的延伸方向運(yùn)動；采集所述氣流在運(yùn)動過程中產(chǎn)生的所述音頻信號；以及將所述音頻信號處理為電信號。進(jìn)一步地，通過聲音傳感器采集所述氣流在運(yùn)動過程中產(chǎn)生的所述音頻信號。進(jìn)一步地，所述將所述音頻信號處理為電信號的步驟包括:對所述音頻信號進(jìn)行放大；對所述音頻信號進(jìn)行濾波；檢測所述音頻信號的峰值；以及對所述音頻信號進(jìn)行整形輸出，形成所述電信號。進(jìn)一步地，所述對比所述音頻信號與對標(biāo)信號，獲取焊縫間隙變化信息的步驟包括:獲取所述對標(biāo)信號；將所述音頻信號與獲取的所述對標(biāo)信號進(jìn)行對比；以及根據(jù)對比結(jié)果得到焊縫間隙變化信息。進(jìn)一步地，所述獲取所述對標(biāo)信號的步驟包括:從對標(biāo)數(shù)據(jù)庫中獲取所述對標(biāo)信號；其中，所述對標(biāo)數(shù)據(jù)庫是指預(yù)先對多個板厚和焊接坡口形式進(jìn)行采集所建立的均勻焊縫間隙下的特征音頻信號集。進(jìn)一步地，所述根據(jù)對比結(jié)果得到焊縫間隙變化信息包括:所述音頻信號的電平信號低于所述對標(biāo)信號的電平信號；得到所述焊縫間隙的寬度大于所述對標(biāo)信號所對應(yīng)的均勻焊縫間隙的寬度；以及所述音頻信號的電平信號高于所述對標(biāo)信號的電平信號；得到所述焊縫間隙的寬度小于所述對標(biāo)信號所對應(yīng)的均勻焊縫間隙的寬度。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，提供了一種焊接方法，包括以下步驟:采集氣流經(jīng)過焊縫間隙產(chǎn)生的音頻信號；對比所述音頻信號與對標(biāo)信號，獲取焊縫間隙變化信息；以及根據(jù)所述焊縫間隙變化信息調(diào)節(jié)預(yù)定焊接工藝；其中，所述音頻信號是指由于所述氣流經(jīng)過所述焊縫間隙引起的振動頻率高低變化所形成的信號。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，提供了一種焊接裝置，包括:聲音傳感器，用于采集氣流經(jīng)過焊縫間隙產(chǎn)生的音頻信號；以及對比器，與所述聲音傳感器連接，用于將所述音頻信號與對標(biāo)信號進(jìn)行對比，以獲取焊縫間隙變化信息；其中，所述音頻信號是指由于所述氣流經(jīng)過所述焊縫間隙引起的振動頻率高低變化所形成的信號。進(jìn)一步地，所述聲音傳感器與所述對比器之間還連接有處理器，用于將所述音頻信號處理為電信號。進(jìn)一步地，所述處理器包括:放大電路，用于將所述音頻信號進(jìn)行放大；帶通濾波電路，用于將所述音頻信號進(jìn)行濾波；峰值檢波電路，用于檢測所述音頻信號的峰值；以及整形輸出電路，用于對所述音頻信號進(jìn)行整形輸出，形成所述電信號。應(yīng)用本專利技術(shù)的技術(shù)方案，利用氣流經(jīng)過焊縫間隙時，會由于焊縫間隙的變化而產(chǎn)生氣流振動頻率的高低變化，進(jìn)而產(chǎn)生氣流的的高低音變化這一物理現(xiàn)象，采集氣流振動頻率變化所產(chǎn)生的音頻信號，并對該音頻信號進(jìn)行比對分析，來獲取焊縫間隙變化的信息，原理簡單、方法易于操作，抗弧光干擾性強(qiáng)，且比現(xiàn)有的焊縫跟蹤技術(shù)的接近性更好，能夠適應(yīng)各種焊縫。【附圖說明】構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本專利技術(shù)的進(jìn)一步理解，本專利技術(shù)的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本專利技術(shù)，并不構(gòu)成對本專利技術(shù)的不當(dāng)限定。在附圖中:圖1示出了根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的原理圖；圖2示出了根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的方案實(shí)施示意圖。【具體實(shí)施方式】下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本專利技術(shù)。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。如圖1所示，根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例，提供了一種焊縫間隙變化檢測方法，包括:S100、采集氣流經(jīng)過焊縫間隙產(chǎn)生的音頻信號；以及S200、對比音頻信號與對標(biāo)信號，獲取焊縫間隙變化信息。其中，音頻信號是指由于氣流經(jīng)過焊縫間隙引起的振動頻率高低變化所形成的信號。“氣流經(jīng)過焊縫間隙”包括氣流沿焊縫間隙的延伸方向經(jīng)過，還包括氣流沿垂直于焊縫間隙的延伸方向經(jīng)過，優(yōu)選為氣流沿焊縫間隙的延伸方向經(jīng)過。“經(jīng)過”包括氣流與形成焊縫間隙的側(cè)面的至少一部分接觸。本專利技術(shù)的原理是:大量氣體從一個較小的出口涌出時，在出口處的氣體會產(chǎn)生振動，發(fā)出具有一定音調(diào)的聲音，類似于日常生活中的“口哨音”，而當(dāng)焊縫間隙發(fā)生變化時，會引起這種“ 口哨音”的振動頻率發(fā)生變化，導(dǎo)致聽覺上的音調(diào)發(fā)生了變化，一般來說，焊縫間隙變小時，頻率高，導(dǎo)致音調(diào)變高，焊縫間隙變大時，頻率低，導(dǎo)致音調(diào)變低。本專利技術(shù)就是根據(jù)以上原理提出了焊縫間隙變化檢測方法，即首先利用聲音采集裝置對由氣流和焊縫間隙共同作用而產(chǎn)生的音頻信號進(jìn)行采集，然后將采集到的音頻信號與選定的對標(biāo)信號進(jìn)行比較分析，即可獲取沿焊縫路徑上的至少一部本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種焊縫間隙變化檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：采集氣流經(jīng)過焊縫間隙產(chǎn)生的音頻信號；以及對比所述音頻信號與對標(biāo)信號，獲取焊縫間隙變化信息；其中，所述音頻信號是指由于所述氣流經(jīng)過所述焊縫間隙引起的振動頻率高低變化所形成的信號。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種焊縫間隙變化檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: 采集氣流經(jīng)過焊縫間隙產(chǎn)生的音頻信號；以及 對比所述音頻信號與對標(biāo)信號，獲取焊縫間隙變化信息； 其中，所述音頻信號是指由于所述氣流經(jīng)過所述焊縫間隙引起的振動頻率高低變化所形成的信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊縫間隙變化檢測方法，其特征在于，所述采集氣流經(jīng)過焊縫間隙產(chǎn)生的音頻信號的步驟包括: 控制所述氣流沿所述焊縫間隙的延伸方向運(yùn)動； 采集所述氣流在運(yùn)動過程中產(chǎn)生的所述音頻信號；以及 將所述音頻信號處理為電信號。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊縫間隙變化檢測方法，其特征在于，通過聲音傳感器采集所述氣流在運(yùn)動過程中產(chǎn)生的所述音頻信號。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊縫間隙變化檢測方法，其特征在于，所述將所述音頻信號處理為電信號的步驟包括: 對所述音頻信號進(jìn)行放大； 對所述音頻信號進(jìn)行濾波； 檢測所述音頻信號的峰值；以及 對所述音頻信號進(jìn)行整形輸出，形成所述電信號。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊縫間隙變化檢測方法，其特征在于，所述對比所述音頻信號與對標(biāo)信號，獲取焊縫間隙變化信息的步驟包括: 獲取所述對標(biāo)信號； 將所述音頻信號與獲取的所述對標(biāo)信號進(jìn)行對比；以及 根據(jù)對比結(jié)果得到焊縫間隙變化信息。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的焊縫間隙變化檢測方法，其特征在于，所述獲取所述對標(biāo)信號的步驟包括: 從對標(biāo)數(shù)據(jù)庫中獲取所述對標(biāo)信號； 其中，所述對標(biāo)數(shù)據(jù)庫是指預(yù)先對多個板厚和焊接坡口形式進(jìn)行采集所建立的均勻焊縫間隙下的特征音頻信號集...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王霄騰，戴西里，任會禮，付玲，
申請(專利權(quán))人：中聯(lián)重科股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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