[发明专利]一种用于焊接质量控制的多元信息监控和控制系统及方法

权利要求书

1.一种用于焊接质量控制的多元信息监控和控制系统，包括信息采集模块，其特征在于，所述信息采集模块与信息处理模块连接，用于实时采集焊接过程中的多种原始信息，该系统还包括：

信息处理模块，分别与信息采集模块和质量预测模块连接，用于处理多种原始信息，得到焊接过程中的特征信息；

质量预测模块，分别与信息处理模块和焊接控制模块连接，用于根据特征信息得到焊接质量分类信息并预测焊接质量状态信息；

焊接控制模块，与质量预测模块连接，用于根据焊接质量状态信息和预设置时间内的电流值调整焊接温度；

云端管理模块，分别与信息采集模块、信息处理模块、质量预测模块和焊缝跟踪模块无线连接，用于存储和以图表形式显示原始信息、特征信息、焊接质量分类信息、焊接质量状态信息和焊接轨迹信息；

激光焊缝跟踪模块，与云端管理模块无线连接，用于实时调整当前焊接轨迹。

2.根据权利要求1所述的一种用于焊接质量控制的多元信息监控和控制系统，其特征在于，所述信息采集模块包括图像传感器、声音传感器、光谱传感器和电流电压传感器。

3.根据权利要求1所述的一种用于焊接质量控制的多元信息监控和控制系统，其特征在于，所述多种原始信息包括熔池图像、声音信号、光谱信号和电流电压。

4.根据权利要求1所述的一种用于焊接质量控制的多元信息监控和控制系统，其特征在于，所述特征信息包括熔池图像的正面熔池特征参数、声音信号的时域特征和频域特征、光谱信号的氢原子谱峰面积和氢谱线方差、电流电压的数值。

5.根据权利要求1所述的一种用于焊接质量控制的多元信息监控和控制系统，其特征在于，所述质量预测模块包括第一模型，所述第一模型的输入为降维后的特征信息，输出为焊接质量分类信息，焊接质量分类信息包括熔透状态分类结果和缺陷状态分类结果。

6.根据权利要求1所述的一种用于焊接质量控制的多元信息监控和控制系统，其特征在于，所述质量预测模块还包括第二模型，所述第二模型的输入为降维后的特征信息，输出为焊接质量状态信息，焊接质量状态信息包括背面熔宽预测值和背面余高预测值。

7.根据权利要求1所述的一种用于焊接质量控制的多元信息监控和控制系统，其特征在于，所述焊接控制模块包括无模型自适应控制器，所述无模型自适应控制器的输入为焊接质量状态信息和预设置时间内的电流值，输出为控制焊接温度高低的电流值。

8.根据权利要求7所述的一种用于焊接质量控制的多元信息监控和控制系统，其特征在于，所述预设置时间的取值是根据焊接质量控制的精度确定的。

9.根据权利要求1所述的一种用于焊接质量控制的多元信息监控和控制系统，其特征在于，所述云端管理模块包括数据库、服务器和显示前端，所述云端管理模块还用于存储和显示焊接设备信息、耗材信息、工艺规程信息。

10.一种使用如上述任一权利要求所述的用于焊接质量控制的多元信息监控和控制系统进行焊接质量监控和控制的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1：开始焊接，激光焊缝跟踪模块实时调整焊接轨迹；

S2：信息采集模块获取焊接过程中的多种原始信息并传送至信息处理模块；

S3：信息处理模块分别对每种原始信息进行处理，得到特征信息，并对特征信息进行降维；

S4：质量预测模块以降维后的特征信息为输入，输出焊接质量分类信息和焊接质量状态信息；

S5：焊接控制模块根据焊接质量状态信息和预设置时间内的电流值负反馈调节焊接温度；

S6：云端管理模块通过无线通信接收其他模块传送的数据信息，存储并以图表形式显示。