一种基于焊缝实时监测技术的智能TIG焊系统及方法技术方案

本发明专利技术属于汽车技术领域，具体的说是一种基于焊缝实时监测技术的智能TIG焊系统及方法。该系统包括TIG焊接装置、监测装置、数据处理装置及外加磁场电弧调节装置；所述监测装置与数据处理装置连接；所述数据处理装置与TIG焊接装置连接、外加磁场电弧调节装置连接。能够同时监测焊缝的熔宽、熔深、匙孔、熔池温度分布、高度分布等多种参数，监测角度更加全面，并且做到在监测的同时对焊接工艺进行优化，提高生产效率和质量指标，解决焊缝实时监测系统大多使用单一的监测手段，难以保证监测结果的准确，且缺少专门针对TIG焊的焊缝实时监测产品的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于焊缝实时监测技术的智能TIG焊系统及方法


[0001]本专利技术属于汽车
，具体的说是一种基于焊缝实时监测技术的智能TIG焊系统及方法。

技术介绍

[0002]电弧焊是利用电弧放电(俗称电弧燃烧)所产生的热量将焊条与工件互相熔化并在冷凝后形成焊缝，从而获得牢固接头的焊接过程，它是目前应用最广泛、工艺最成熟的一种熔焊方法，占焊接生产总量的60％以上。其中钨极氩弧焊(简称TIG焊)是用钨棒作为电极加上氩气进行保护的焊接方法，在氩弧焊过程中钨电极并不熔化，相比熔化极电弧焊，其具有电弧稳定、热输入易调整、飞溅小等优势，特别适合焊接薄板或小尺寸的金属工件。
[0003]现代焊接工艺正逐渐向着自动化、智能化的方向发展，对于TIG焊等相对成熟的焊接工艺的智能化发展有着巨大的需求。其中焊缝实时监测技术可以在焊接过程中对焊缝的熔深、熔宽、表面状态等数据进行跟踪识别，判断焊缝的质量是否符合要求，从而为工艺优化提供参考。该技术目前在国内外均有一定的研究，也已经在实际生产中有所应用。针对不同的焊接工艺，监测系统的组成机构有着显著的区别，这主要是因为不同焊接工艺的原理有所区别，监测系统所监测的数据以及向工艺端的反馈均存在差异，因此不同焊接工艺的实时监测技术均需要独立开发。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种基于焊缝实时监测技术的智能TIG焊系统及方法，将焊缝视觉识别、温度监测、高度监测三套实时监测系统整合起来，能够同时监测焊缝的熔宽、熔深、匙孔、熔池温度分布、高度分布等多种参数，监测角度更加全面，并且做到在监测的同时对焊接工艺进行优化，提高生产效率和质量指标，解决焊缝实时监测系统大多使用单一的监测手段，难以保证监测结果的准确，且缺少专门针对TIG焊的焊缝实时监测产品的问题。
[0005]本专利技术技术方案结合附图说明如下：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于焊缝实时监测技术的智能TIG焊系统，包括TIG焊接装置、监测装置、数据处理装置及外加磁场电弧调节装置；所述监测装置与数据处理装置连接；所述数据处理装置与TIG焊接装置连接、外加磁场电弧调节装置连接。
[0007]进一步的，所述TIG焊接装置包括TIG焊机和焊接机器人；所述焊接机器人与TIG焊机连接。
[0008]进一步的，所述监测装置包括视觉识别装置、实时测温装置和激光测距装置；所述视觉识别装置为一台CCD相机；所述实时测温装置为一台比色测温仪；所述激光测距装置为一台激光测距仪。
[0009]进一步的，所述数据处理装置包括：
[0010]对比分析模块，用于将采集的数据与焊缝信息数据库中设定的合理参数进行比对，确认本次工序所获得焊缝的熔宽、熔深、匙孔、熔池温度分布、高度分布是否处于合理范
围内；对于超出合理范围的数据，通过分析数据的获取时间，确定出现缺陷或故障的具体工序，并结合数据库的信息给出工艺补偿方法；
[0011]焊缝信息数据库模块，用于设定合理的参数；
[0012]工艺参数调控模块，用于将调用补偿方法对TIG焊装置的参数进行优化；
[0013]所述视觉识别装置、实时测温装置和激光测距装置均与比对分析模块连接。
[0014]进一步的，所述数据处理装置为一种终端；所述终端包括处理器和存储器。
[0015]进一步的，所述TIG焊装置的参数包括电流、电压和焊接速度。
[0016]进一步的，所述外加磁场电弧调节装置为一套电磁场生成设备；所述外加磁场电弧调节装置与工艺参数调控模块连接。
[0017]第二方面，本专利技术还提供了一种基于焊缝实时监测技术的智能TIG焊的方法，通过一种基于焊缝实时监测技术的智能TIG焊系统实现，包括以下步骤：
[0018]步骤一、TIG焊接装置对放置在载物台上的工件进行焊接；
[0019]步骤二、监测装置对焊缝的熔宽、熔深、匙孔、熔池温度分布、高度分布进行实时采集；
[0020]步骤三、数据处理装置接收监测装置采集的数据进行比对，确认本次工序所获得的焊缝的熔宽、熔深、匙孔、熔池温度分布、高度分布是否处于合理范围内；若超出合理范围作出相应的补偿，并将补偿指令发送给外加磁场电弧调节装置。
[0021]进一步的，所述步骤三中，若超出合理范围的数据，通过分析数据的获取时间，确定出现缺陷或故障的具体工序，并结合数据库的信息给出工艺补偿方法。
[0022]进一步的，所述步骤三中，若超出合理范围的数据，外加磁场电弧调节装置对弧焊焊点进行微调，直至在合理范围内。
[0023]本专利技术的有益效果为：
[0024]1)本专利技术将焊缝视觉识别、温度监测、高度监测三套实时监测系统整合起来，能够同时监测焊缝的熔宽、熔深、匙孔、熔池温度分布、高度分布等多种参数，监测角度更加全面；
[0025]2)本专利技术搭建了焊缝信息数据库模块及工艺参数调控模块，做到在监测的同时对焊接工艺进行优化，提高生产效率和质量指标；
[0026]3)本专利技术将TIG焊的外加磁场电弧调节技术与实时监测技术相结合，使该焊接系统能根据实时获取的焊缝质量数据调整包括磁场强度、磁场方向、电流、电压、焊接速度等工艺参数，确保熔池状态及焊缝质量达到最优；
[0027]4)本专利技术经证实能够起到优化焊接工艺的作用，对比试验表明使用本系统得到的某型号钢板的焊接接头强度为442MPa，为母材的95％，相比未使用本系统，提高了约14％。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0029]图1为本专利技术所述一种基于焊缝实时监测技术的智能TIG焊系统的结构示意图；
[0030]图2为本专利技术所述一种基于焊缝实时监测技术的智能TIG焊的方法的流程示意图；
[0031]图3为数据处理装置的结构示意图。
[0032]图中：
[0033]1、TIG焊接装置；
[0034]2、监测装置；
[0035]3、数据处理装置；
[0036]4、外加磁场电弧调节装置。
具体实施方式
[0037]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0038]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于焊缝实时监测技术的智能TIG焊系统，其特征在于，包括TIG焊接装置、监测装置、数据处理装置及外加磁场电弧调节装置；所述监测装置与数据处理装置连接；所述数据处理装置与TIG焊接装置连接、外加磁场电弧调节装置连接。2.根据权利要求1所述的一种基于焊缝实时监测技术的智能TIG焊系统，其特征在于，所述TIG焊接装置包括TIG焊机和焊接机器人；所述焊接机器人与TIG焊机连接。3.根据权利要求1所述的一种基于焊缝实时监测技术的智能TIG焊系统，其特征在于，所述监测装置包括视觉识别装置、实时测温装置和激光测距装置；所述视觉识别装置为一台CCD相机；所述实时测温装置为一台比色测温仪；所述激光测距装置为一台激光测距仪。4.根据权利要求3所述的一种基于焊缝实时监测技术的智能TIG焊系统，其特征在于，所述数据处理装置包括：对比分析模块，用于将采集的数据与焊缝信息数据库中设定的合理参数进行比对，确认本次工序所获得焊缝的熔宽、熔深、匙孔、熔池温度分布、高度分布是否处于合理范围内；对于超出合理范围的数据，通过分析数据的获取时间，确定出现缺陷或故障的具体工序，并结合数据库的信息给出工艺补偿方法；焊缝信息数据库模块，用于设定合理的参数；工艺参数调控模块，用于将调用补偿方法对TIG焊装置的参数进行优化；所述视觉识别装置、实时测温装置和激光测距装置均与比对分析模块连接。5.根据权利要求4所述的一种基于焊缝实时监测技术的智能TI...

【专利技术属性】
技术研发人员：张吉军，王鑫，张林立，王晓秋，高东雷，沈连生，杨连富，陈城，胡柏崧，鲍玥冰，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：