[发明专利]一种铝合金熔焊过程状态检测方法及其装置

权利要求书

1.一种铝合金熔焊过程状态检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，获取铝合金熔焊过程中的金属光谱信号，采用包络法将金属光谱信号分离，得到金属背景谱和金属线谱；

步骤S2，对多个金属线谱进行主成分分析，得到每份金属线谱的第一主分量的特征向量系数和第一主分量的特征向量曲线；

步骤S3，确认步骤S2中得到的特征向量曲线中每个峰值对应的金属化学元素；

步骤S4，根据步骤S2中得到的特征向量系数，依据特征向量系数对应得到的波长像素对步骤S3中确定的化学元素进行相关关系定性分析和敏感度评价；

步骤S5，对步骤S2中得到的特征向量曲线，采用梯形法计算每个峰值的积分面积，该积分面积为表征焊接过程状态的特征参数；

步骤S6，根据步骤S5得到的特征参数构建焊接过程中的SPC控制阈值，用于焊接过程的状态检测。

2.根据权利要求1所述的铝合金熔焊过程状态检测方法，其特征在于，所述步骤S1中采用高电平外部触发获取金属光谱信号；且金属光谱信号的谱段为200-600nm。

3.根据权利要求1所述的铝合金熔焊过程状态检测方法，其特征在于，所述步骤S1中采用光纤CCD光谱仪获取金属光谱信号；且水平-垂直正交微调光纤CCD光谱仪的光谱仪探头，使其处于位置敏感区间。

4.根据权利要求3所述的铝合金熔焊过程状态检测方法，其特征在于，所述步骤S1中光谱仪探头进行水平-垂直正交微调的具体过程是：光谱仪探头与熔焊电弧中心在同一水平线上；光谱仪探头在熔焊的垂直方向上从上到下进行微小位移调节；光谱仪探头从左到右旋转，并且光谱仪探头设置在位置敏感区间。

5.根据权利要求1所述的铝合金熔焊过程状态检测方法，其特征在于，所述步骤S4中对步骤S3中确定的化学元素进行相关关系定性分析和敏感度评价的具体过程是：将第一主分量的特征向量系数值作为确定的金属化学元素的权重系数，依据该权重系数的正或负进行相应的正相关关系定性分析或负相关关系定性分析，根据权重系数绝对值评价该化学元素的熔焊过程状态的敏感度。

6.根据权利要求1所述的铝合金熔焊过程状态检测方法，其特征在于，所述步骤S5中计算每个峰值的积分面积的具体过程是：以峰值点为中心包含整个谱峰，采用梯形法进行谱峰数值的积分运算，得到谱峰曲线的积分面积。

7.根据权利要求6所述的铝合金熔焊过程状态检测方法，其特征在于，所述梯形法进行谱峰数值的积分运算的公式为：

8.一种铝合金熔焊过程状态检测装置，其特征在于，包括用于固定工件(3)的工作台，工作台上设置有焊枪(1)，光谱仪探头(4)正对钨极与工件(3)产生的电弧(2)；光谱仪探头(4)通过数据线与光谱仪(6)连接；光谱仪(6)通过数据线与计算机(7)连接；计算机(7)能够实施如权利要求1所述的铝合金熔焊过程状态检测方法。

9.根据权利要求8所述的铝合金熔焊过程状态检测装置，其特征在于，所述焊枪(1)固定在机器人末端轴上，且计算机(7)操纵机器人带动焊枪(1)进行移动。