[发明专利]基于温度梯度传感的焊接温度场检测装置与质量控制方法

权利要求书

1.一种基于温度梯度传感的焊接温度场检测装置，其特征在于：包括红外测温传感单元、上层控制单元(1)、运动控制单元(2)以及运动执行机构(3)；

所述红外测温传感单元由多个非接触式红外测温传感器(7)构成，分为两组垂直于焊接方向分布在焊枪(5)两侧，所述红外测温传感单元和上层控制单元(1)连接，用于将红外测温传感单元内每个非接触式红外测温传感器(7)测量的温度及非接触式红外测温传感器(7)的位置参数提供给上层控制单元(1)；

所述上层控制单元(1)分别与红外测温传感单元、运动控制单元(2)通过通讯电缆连接，接收红外测温传感单元的信号，结合每个非接触式红外测温传感器(7)的位置参数对两组红外测温传感单元采集的多个温度信号进行分析处理，向运动控制单元(2)发送运动控制指令；

运动控制单元(2)分别和两组运动执行机构(3)通过通讯电缆连接，两组运动执行机构(3)分别与焊枪(5)以及被焊工件(6)相连，用于接收上层控制单元(1)的运动控制信号，对焊枪(5)相对于焊缝的偏差、焊接速度或电弧高度进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于温度梯度传感的焊接温度场检测装置，其特征在于：所述的多个非接触式红外测温传感器(7)在平面上呈线性、矩阵或散点分布。

3.根据权利要求1所述的一种基于温度梯度传感的焊接温度场检测装置，其特征在于：所述的多个非接触式红外测温传感器(7)的位置能够在焊枪(5)平面上进行二维调整。

4.根据权利要求1所述的一种基于温度梯度传感的焊接温度场检测装置，其特征在于：所述的非接触式红外测温传感器(7)在焊接过程中相对于焊枪(5)位置固定。

5.根据权利要求1-4之一所述的基于温度梯度传感的焊接温度场检测装置的质量控制方法，其特征在于：

步骤一：将两组红外测温传感单元使用传感器装卡定位装置垂直于焊接方向固定在焊枪(5)两侧；将每组红外测温单元中的多个非接触式红外测温传感器(7)都设置成线性、矩阵或散点分布，以焊枪(5)为原点，得出多个非接触式红外测温传感器(7)的位置信息；

步骤二：红外测温单元中的所有非接触式红外测温传感器(7)都指向被焊工件(6)，每个非接触式红外测温传感器(7)相对焊缝垂直位置固定，按其位置分布指向被焊工件(6)平面相对焊缝垂直位置不同的固定点，用于在焊接过程中测量上述不同固定点的温度；该固定点位置相对焊枪(5)固定，在被焊工件(6)移动或焊枪(5)移动时在被焊工件(6)表面移动；

步骤三：将上层控制单元(1)分别与两组红外测温传感单元和运动控制单元(2)通过通讯电缆连接，将运动控制单元(2)分别和两组运动执行机构(3)通过通讯电缆连接，将两组运动执行机构(3)分别与焊枪(5)以及被焊工件(6)相连；

步骤四：将非接触式红外测温传感器(7)的位置参数和每个非接触式红外测温传感器(7)对应固定点的温度信号传送给上层控制单元(1)，得出被焊工件(6)表面的温度场分布和温度梯度，通过对两组红外测温传感单元的温度信号进行分析来确定当前焊枪(5)的偏移量，向运动控制单元(2)发送运动控制指令调整焊枪(5)位置，并通过对每组红外测温传感单元中不同位置上的非接触式红外测温传感器(7)给出的温度信号进行分析来确定熔池状态，向运动控制单元(2)发送运动控制指令调整焊接速度或电弧高度。