基于数字模型的无损检测控制焊接方法技术

本发明专利技术涉及一种窄间隙焊接技术领域，特别涉及一种基于数字模型的无损检测控制焊接方法，包括如下步骤：获取待焊区域三维轮廓模型及对应的空间坐标数据，将待焊区域三维轮廓模型划分为若干个均匀的焊接区块，将所述焊接区块划分成多个高度相同的焊接片层，以每一焊接片层形成一个焊接网格；将每一焊接区块的多个焊接网格及对应的空间坐标数据输入至控制模块；本发明专利技术在进行焊接时，将整个焊接区域分解为多个焊接区块，每一个焊接区块对应的分为多个层，焊接时，一层焊接完毕后再进行下一层的焊接，设定每一层的焊接行程，在每一焊接行程中规划焊枪的移动轨迹和移动速度，按照设定的移动轨迹和移动速度来对焊枪行程控制。移动轨迹和移动速度来对焊枪行程控制。移动轨迹和移动速度来对焊枪行程控制。

【技术实现步骤摘要】
基于数字模型的无损检测控制焊接方法


[0001]本专利技术涉及一种窄间隙焊接
，特别涉及一种基于数字模型的无损检测控制焊接方法。

技术介绍

[0002]在工业管道的对接时，管道之间的焊接位非常窄，要求在焊接过程中具有非常精准的焊接控制，目前窄间隙焊接方法是管道对接接头在焊前不开坡口或只开小角度坡口，并留有窄而深的间隙，采用熔化极气体保护焊或两道埋孤焊完成整条焊缝的高效焊接方法。但是由于焊接时熔化温度上升太慢引起侧壁熔合不良，焊接后容易形成夹渣，目前也有一些方案采用多元气体进行融合焊接，比如采用氩气和氧气，其中氧气为助燃气体，可燃气体与氧气混合燃烧时，放出大量的热，形成热量集中的高温火焰（火焰中的最高温度一般可达2000～3000℃），可将金属加热和熔化，即可解决温度上升太慢引起侧壁熔合不良，焊接后容易形成夹渣的技术问题，但是随之也带来了新的技术问题，当焊接过程中，温度达到设定要求时，氧气的存在容易造成焊接部分氧化。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于数字模型的无损检测控制焊接方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于数字模型的无损检测控制焊接方法，包括如下步骤：获取待焊区域三维轮廓模型及对应的空间坐标数据，将待焊区域三维轮廓模型划分为若干个均匀的焊接区块，将所述焊接区块划分成多个高度相同的焊接片层，以每一焊接片层形成一个焊接网格；将每一焊接区块的多个焊接网格及对应的空间坐标数据输入至控制模块；设置一个数字模型，通过数字模型来设置焊接过程中两种保护气体的瞬态压力，以及设置焊接过程中的焊接功率；通过控制两种保护气体在焊接过程中的间隔模式，从而对每一焊接网格的焊接过程中的焊接位置形成保护。
[0005]进一步地，所述待焊区域三维轮廓按照如下方法获得：将焊件放置在基台上并形成定位，利用三维扫描仪获取焊件的三维扫描数据，以所述三维扫描数据构建焊件三维轮廓，并在焊件三维轮廓中标定待焊区域以及所述待焊区域的三维坐标数据；以焊件三维轮廓为基准，在所述待焊区域进行反向建模，用于构建出待焊区域三维轮廓模型，并以所述待焊区域的三维坐标数据为基准形成待焊区域三维轮廓模型的空间坐标数据。
[0006]进一步地，所述焊接网格按照如下方法形成：以待焊区域三维轮廓模型上平面为基准将所述待焊区域三维轮廓模型划分为若干个均匀的焊接区块，记录每一焊接区块的编号，基于所述空间坐标数据将所述焊接区块
划分成多个高度相同的焊接片层，在每一焊接片层上设置多个定位点，以所述空间坐标数据为基准，并以多个定位点作为起点、途径点和终点将所述焊接片层划分成一个焊接网格。
[0007]进一步地，还包括：利用三维扫描仪获取每一焊接网格焊接后的焊接网格三维扫描数据，基于焊接网格三维扫描数据构建焊接网格三维轮廓，调用对应的焊接网格以及焊接网格匹配的空间坐标数据与焊接网格三维轮廓进行比对，通过比对结果对三维网格的焊接进行对应的修正。
[0008]进一步地，通过控制两种保护气体在焊接过程中的间隔模式，从而对每一焊接网格的焊接过程中的焊接位置形成保护的方法，包括：获取焊接网格，基于所述焊接网格对应的空间坐标数据，由数字模型来配置焊接时焊枪一次焊接行程的移动轨迹和移动速度，基于移动轨迹和移动速度来设置每一焊接行程中两种保护气体的间隔吹气的控制指令和每一种保护气体的瞬态压力。
[0009]进一步地，所述控制指令按照如下规则进行设定：焊枪移动规则，用于在所述焊接网格中设定多个标定点，以多个所述标定点来配置每一焊接行程中的起点、途径点以及终点，并以每一焊接行程中的起点、途径点以及终点行程移动轨迹，同时将每一焊接行程中的起点、途径点以及终点对应的位置数据写入至设定程序中，通过设定程序来配置每一焊接行程中焊枪移动控制指令、移动速度控制指令；间隔模式设置规则，用于基于每一焊接行程中焊枪的移动轨迹和移动速度，将所述移动轨迹按照起点、途径点以及终点分解后，分别设置在起点、途径点以及终点焊接时不同保护气体之间的切换，从而配置两种保护气体进行切换时的控制指令；同时设定不同保护气体在进行吹气时的瞬态压力的控制指令。
[0010]进一步地，所述标定点按照如下的方法来设定：将待焊区域三维轮廓模型划分为若干均匀的焊接区块，每一焊接区块为一正方体，将每一焊接区块按照焊接高度划分为多个高度相同的焊接网格；其中，每一焊接网格的上表面为正方形；以所述空间坐标数据来确定每一焊接网格的坐标数据信息，按照一次点焊形成的焊点的大小来作为焊接时焊点的计量单位，以焊点的大小来设定焊接网格上的多个标定点。
[0011]本专利技术在进行焊接时，将整个焊接区域分解为多个焊接区块，每一个焊接区块对应的分为多个层，焊接时，一层焊接完毕后再进行下一层的焊接，设定每一层的焊接行程，在每一焊接行程中规划焊枪的移动轨迹和移动速度，按照设定的移动轨迹和移动速度来对焊枪行程控制。
[0012]本专利技术还通过设定焊接过程中两种保护气体的瞬态压力，以及设置焊接过程中通过控制两种保护气体在焊接过程中的间隔模式，从而对每一焊接网格在焊接过程中的焊接位置形成保护，在焊接时，为了快速达到设定温度，通过在氩气的内侧形成助燃气体（氩气在外围），可将金属快速加热和熔化，当达到设定的温度后，可以选择不再吹入助燃气体，或者减少助燃气体的吹入量，以防止氧化的目的，在此过程中，为了达到有效的助燃气体的吹入以及在助燃气体外围形成有效的保护层，还需要控制助燃气体和氩气吹入的瞬态压力。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的提供的装置的结构示意图；图2为本专利技术的方法流程图；图3为本专利技术中待焊区域三维轮廓形成的方法流程图；图4为本专利技术标定点形成的方法流程图。
具体实施方式
[0014]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]为了实现本专利技术，需要进行说明的是，本专利技术提供了一种基于数字模型的无损检测控制焊接装置，包括：移动部，移动部可以为多轴机械手，也可以为具有X、Y、Z三轴复合移动的移动工装；可以根据实际的需要进行选择使用。
[0016]焊枪组件，包括喷嘴，所述喷嘴被设置成：具有外部喷嘴管11，在外部喷嘴管11内部设置有第一保护气体流通的第一气道13，在第一气道13内部设置有内置管，在内置管中设置有焊条输送管16，内置管和焊条输送管16之间形成第二保护气体流通的第二气道12，在本专利技术中，第一保护气体为氩气，第二保护气体为氧气，其中氧气作为助燃气体使用；氩气通过氩气瓶6经第一管路连接至第一气道13的进气口，且第一管路上设置有第一电磁阀90和第一控制阀9，通过控制第一电磁阀90可以实现气路关闭或开启，通过控制第一控制阀9可以实现进入至第一气道13内部氩气的流量的大小，为了进一步可以控制输入氩气的瞬态压力，在第一控制阀9本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于数字模型的无损检测控制焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：获取待焊区域三维轮廓模型及对应的空间坐标数据，将待焊区域三维轮廓模型划分为若干个均匀的焊接区块，将所述焊接区块划分成多个高度相同的焊接片层，以每一焊接片层形成一个焊接网格；将每一焊接区块的多个焊接网格及对应的空间坐标数据输入至控制模块；设置一个数字模型，通过数字模型来设置焊接过程中两种保护气体的瞬态压力，以及设置焊接过程中的焊接功率；通过控制两种保护气体在焊接过程中的间隔模式从而对每一焊接网格的焊接过程中的焊接位置形成保护。2.根据权利要求1所述的基于数字模型的无损检测控制焊接方法，其特征在于，所述待焊区域三维轮廓按照如下方法获得：将焊件放置在基台上并形成定位，利用三维扫描仪获取焊件的三维扫描数据，以所述三维扫描数据构建焊件三维轮廓，并在焊件三维轮廓中标定待焊区域以及所述待焊区域的三维坐标数据；以焊件三维轮廓为基准，在所述待焊区域进行反向建模，用于构建出待焊区域三维轮廓模型，并以所述待焊区域的三维坐标数据为基准形成待焊区域三维轮廓模型的空间坐标数据。3.根据权利要求1所述的基于数字模型的无损检测控制焊接方法，其特征在于，所述焊接网格按照如下方法形成：以待焊区域三维轮廓模型上平面为基准将所述待焊区域三维轮廓模型划分为若干个均匀的焊接区块，记录每一焊接区块的编号，基于所述空间坐标数据将所述焊接区块划分成多个高度相同的焊接片层，在每一焊接片层上设置多个定位点，以所述空间坐标数据为基准，并以多个定位点作为起点、途径点和终点将所述焊接片层划分成一个焊接网格。4.根据权利要求1所述的基于数字模型的无损检测控制焊接方法，其特征在于，还包括：利用三维扫描仪获取每一焊接网格焊接后的焊接网格三维扫描数据，基于焊接网格三维扫描数据构建焊接网格三维轮廓，调用对应的焊接网格以及焊接网格匹配的空间坐标数据与焊接网格...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏涛，倪琪昌，刘译博，刘川，郭荣龙，张康平，张涛，
申请(专利权)人：中建安装集团西安建设投资有限公司，
类型：发明
国别省市：