[发明专利]钛/铝合金T型接头背面筋板位置的检测方法和检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种钛/铝合金T型接头背面筋板位置的检测方法和检测装置，属于焊接自动化技术领域。

背景技术

三明治结构板是一种新的夹层结构形式，一般由上下两块面板和中间筋板构成，具有比强度高、比刚度大等优点，在火箭发动机制造、造船、海洋平台制造等行业有良好的应用前景。但其制造过程比较复杂，特别是面板和筋板的连接成为阻碍其广泛应用的最大障碍。目前一般采用焊接工艺进行面板与筋板的连接，常采用的主要是深熔焊接，形成的焊缝由于形似字母T所以称为T型接头。但由于焊接过程中上面板遮挡了筋板，因此如何在快速准确的检测到T型接头背面筋板的位置并引导相关加工设备尤其是焊接设备的运动就成为了该结构制造过程的关键。

中国专利《借助于电磁辐射测定一细长物体相对于一障碍体表面位置用的方法和装置》(专利号：008000166)提出了一种测定一细长而狭窄的物体相对于一障碍体表面位置的方法，该方法提出，在沿着该物体纵向方向作逼近运动的情况下，一被精确准直的辐射束从远离该物体的障碍体一侧被倾斜照准到物体上，同时以直角在其上面进行振荡或扫描运动；从物体反向散射的辐射在物体的同一侧被收集起来，通过收集到的信号的峰值变化可以确定物体也就是筋板的中心位置。该发明还提出一种实现这种方法的装置。但是该方法提到的电磁辐射(实际生产中经常使用包括X射线、γ射线等)均有一定辐射性，容易对现场技术人员的身体健康产生较大影响，同时对现场的各类防护设施有一定的要求，无形中提高了成本，不利于方法的应用和推广；另外，上述方法要求电磁辐射源发出的辐射束与探测装置观察区之间相干的位置必须位于障碍物之下的一段距离，以确保探测装置能够收集到来自于需探测的细长筋板反向散射的辐射信号，这就对辐射源以及探测装置与障碍物的相对位置提出了限制要求；同时，由于电磁辐射等在障碍物中的吸收衰减再加上反向散射较弱等原因，上述方法也并不适用于检测障碍物和筋板间隙较大的情况，因为这种情况下有可能导致探测装置无法收集到筋板反向散射的信号。而且该电磁辐射束检测方法由于射线束直径较小、反向散射较弱等，对于筋板与上面板间隙较为敏感，

另有中国专利《前置式双传感器涡流传感焊缝自动跟踪控制方法》(授权公开号：104070267B)，该专利提出了一种前置式双传感器涡流传感焊缝自动跟踪控制方法，该方法利用到达双传感器涡流传感器头部线圈的阻抗Z，由该线圈的测量值与金属板间距离H和相对面积S的变化值所构成的电压值信号U输出，从而获得焊接过程中电压值信号U与金属板间距离H以及电压值信号U与相对面积S的线性关系，从而实现焊缝自动跟踪控制。该方法仅实现了表面焊缝的定位，未能支持背面筋板之类结构的检测。上述方法中使用两个传感器分别测量与金属板间的距离H和相对面积S，将高度传感器探测的距离H补偿给面积传感器，再通过面积传感器的左右面积变化来明确焊缝位置，该方法中位置信息获取路径需经过一定的运算，信息获取略有延迟；此外，跟踪过程中有可能会出现误差现象，比如当高度传感器探测到了焊缝的深度信息，但是面积传感器还未探测该深度信息，这时如果将H补偿给面积传感器，则会造成获取到的一些位置信息不够准确。

发明内容

本发明的目的是提出钛/铝合金T型接头背面筋板位置的检测方法和检测装置，针对已有技术的不足之处，通过一种相对安全的方法，快速准确检测到钛/铝合金T型接头背面筋板的位置，以便引导相应的加工设备进行夹板结构的制造。

本发明提出的钛/铝合金T型接头背面筋板位置的检测方法，包括以下步骤：

(1)在待检测钛/铝合金T型接头面板的上方布置一个扫描机构，扫描机构中的检测传感器包括激励线圈和探测线圈对，使扫描机构的轴线与待检测钛/铝合金T型接头的面板垂直；探测线圈对的中心连线与待检测钛/铝合金T型接头的筋板垂直，探测线圈对的一对同名端进行等电势连接，探测线圈对的另一对同名端用于探测待检测钛/铝合金T型接头的筋板中的涡流信号U_in；

(2)对检测传感器中的激励线圈施加一个低频高幅值正弦交流激励信号I_in；