[发明专利]一种焊接电弧物理特性检测系统及方法

权利要求书

1.一种焊接电弧物理特性检测系统，其特征是：包括PLC(1)、触摸屏(2)、A/D模块(3)、D/A模块(4)、焊接电源(5)、电机驱动器(6)、可调电阻箱(7)、电流传感器(8)、电压传感器(9)、压力传感器(10)、温度传感器(11)、焊枪高度/角度调节机构(12)、水冷焊枪(13)、循环水冷机(14)、水冷铜机构(16)、工作台(17)、辅助电源(21)、辅助开关(22)，所述水冷焊枪(13)下端安装有难熔合金电极(19)，焊接电弧(20)在所述难熔合金电极(19)和所述水冷铜机构(16)之间引燃，所述水冷焊枪(13)下端吹出的焊接保护气体(18)对焊接电弧(20)及其下方焊接区域进行保护；

所述PLC(1)与所述触摸屏(2)通讯连接，所述PLC(1)的输出接口分别与所述D/A模块(4)、电机驱动器(6)、可调电阻箱(7)、循环水冷机(14)和辅助开关(22)的控制端口电相连，所述PLC(1)的输入接口与所述A/D模块(3)的输出接口电连接；所述A/D模块(3)的输入接口分别与所述电流传感器(8)、电压传感器(9)、压力传感器(10)和温度传感器(11)的输出接口电连接，并将采集的焊接电流(i_a)采样值、电弧电压采样值、电弧分力(F₁和F₂)采样值和热影响区温度采样值输出给所述PLC(1)；所述D/A模块(4)的输出接口与所述焊接电源(5)的设定输入接口电连接；所述焊接电源(5)的两根输出电缆分别与所述可调电阻箱(7)输入端和水冷铜机构(16)电连接；所述可调电阻箱(7)的输出电缆穿过所述电流传感器(8)后，与所述水冷焊枪(13)上的难熔合金电极(19)电连接；所述辅助电源(21)可输出0～24V的电压信号，其两端分别与所述辅助开关(22)和水冷焊枪(13)上的难熔合金电极(19)电连接，所述辅助开关(22)又与所述水冷铜机构(16)电连接；所述电压传感器(9)的两个输入端分别与所述水冷铜机构(16)和水冷焊枪(13)上的难熔合金电极(19)电连接；所述温度传感器(11)固连在所述水冷铜机构(16)的铜块(161)上；所述压力传感器(10)上表面与所述水冷铜机构(16)固连，所述压力传感器(10)下表面与所述工作台(17)固连；所述水冷焊枪(13)机械固连在所述焊枪高度/角度调节机构(12)的T型法兰(12-6)上，所述焊枪高度/角度调节机构(12)整体竖直固连在所述工作台(17)上；所述循环水冷机(14)含有两路水流通道，其中一路水流通道的两端分别与所述水冷焊枪(13)的进水口和出水口水密固连，另一路水流通道的两端分别与所述水冷铜机构(16)的进水管(164)和出水管(165)水密固连。

2.如权利要求1所述的焊接电弧物理特性检测系统，其特征是：所述的难熔合金电极(19)为钨合金电极。

3.如权利要求1所述的焊接电弧物理特性检测系统，其特征是：所述焊枪高度/角度调节机构(12)包括高度调节电机(12-1)、直线运动模组(12-2)、角度调节电机(12-3)、箱型电机座(12-4)、传动副(12-5)和T型法兰(12-6)，所述传动副(12-5)安装于所述箱型电机座(12-4)内部，所述箱型电机座(12-4)固连在所述直线运动模组(12-2)的滑台(12-21)上，所述角度调节电机(12-3)固连在所述箱型电机座(12-4)背面，所述角度调节电机(12-3)的输出轴与所述传动副(12-5)的主动轮固连，所述传动副(12-5)的从动轮与所述T型法兰(12-6)固连；转动所述高度调节电机(12-1)后，所述直线运动模组(12-2)的滑台(12-21)带动所述箱型电机座(12-4)、角度调节电机(12-3)、传动副(12-5)、T型法兰(12-6)和水冷焊枪(13)一起竖直移动，调节所述水冷焊枪(13)的难熔合金电极(19)下端到铜块(161)上表面的距离，来设定与调节所述水冷焊枪(13)的高度；转动所述角度调节电机(12-3)，经所述传动副(12-5)传动后，带动所述T型法兰(12-6)和所述水冷焊枪(13)一起在竖直平面内旋转，来设定与调节所述水冷焊枪的角度(θ)。

4.如权利要求3所述的焊接电弧物理特性检测系统，其特征是：所述的传动副(12-5)为齿轮传动副或同步带传动副或链传动副。