[发明专利]一种焊接质量实时监控的焊接方法

权利要求书

1.一种焊接质量实时监控的焊接方法，其特征在于：该方法具体如下：

步骤一、在铸铁焊接平台的台面上开设阵列排布的若干圆孔，相邻圆孔间隔小于或等于0.1米；在铸铁焊接平台内腔位于台面下方位置设置吹风机；在升降基板上固定设置阵列排布且数量与圆孔数量相等的检测模块，相邻检测模块的间隔等于相邻圆孔的间隔；然后，将升降基板与铸铁焊接平台的内腔构成滑动副，并使检测模块与圆孔一一对齐；升降基板由驱动件驱动；驱动件和吹风机均由控制器控制；所述的检测模块包括固定在升降基板上的压力检测单元和位移检测单元；最后，在铸铁焊接平台的背板位于台面上方位置固定温度场检测单元、超声检测单元和无线模块；所述的无线模块包括信号采集卡和无线信号发射器；压力检测单元、位移检测单元、温度场检测单元和超声检测单元的信号输出端均与信号采集卡的信号输入端连接，信号采集卡的信号输出端与无线信号发射器的信号输入端连接；无线信号发射器与计算机通过无线通讯；

步骤二、将两块焊板置于铸铁焊接平台的台面上，检测模块与焊板接触；将此时各位移检测单元检测的位移置0，各压力检测单元检测的压力置0；

步骤三、驱动件驱动升降基板下降；然后，焊接机器人对两块焊板进行焊接，计算机实时对温度场检测单元检测的焊缝区域温度场分布信号进行存储；该道焊接结束后，吹风机启动，对焊板进行散热；计算机根据温度场检测单元经信号采集卡和无线信号发射器传来的温度场分布信号，判别出焊缝的层间温度冷却到t时，驱动件驱动升降基板上升复位；其中，t在50-120℃之间取值；计算机对各时刻温度场检测单元检测的焊缝区域温度场分布信号以及升降基板复位时刻超声检测单元检测的焊缝区域内部缺陷信号、各压力检测单元检测的压力信号和各位移检测单元检测的位移信号进行如下判断：首先判断是否满足条件一：各时刻焊缝区域温度场分布信号中最高温度与最低温度温差值均小于200℃；若不满足条件一，则判断是否满足条件二、条件三和条件四，条件二为：由超声检测单元检测的焊缝区域内部缺陷信号计算得到的裂纹长度小于0.01mm；条件三为：各压力检测单元检测的压力改变值小于0.1N；条件四为：各位移检测单元检测的位移改变值小于0.01mm；若条件二、条件三和条件四均满足，则计算机启动五级预警；若满足条件三和条件四，但不满足条件二，则计算机启动四级预警；若不满足条件三或条件四，则计算机启动三级预警；若满足条件二，但不满足条件三和条件四，则计算机启动二级预警；若条件二、条件三和条件四均不满足，则计算机启动一级预警；在计算机启动一级预警、二级预警或三级预警时，计算机将升降基板复位时刻温度场检测单元检测的焊缝区域温度场分布信号、超声检测单元检测的焊缝区域内部缺陷信号、各压力检测单元检测的压力信号和各位移检测单元检测的位移信号进行处理得到参数化后的焊缝区域温度场分布数据、焊缝区域裂纹长度数据、各压力检测单元位置压力数据和各位移检测单元位置位移数据，然后采用改进后的欧氏距离法遍历计算参数化后的数据与焊接数据库中焊接材料、焊接方法及焊接工艺相同的各组数据之间的差值，计算公式如下：

式中，H₁₂表示参数化后的数据与焊接数据库中某一组数据的差值；a₁、b₁、c₁和d₁分别表示参数化后的焊缝区域温度场分布数据、焊缝区域裂纹长度数据、各压力检测单元位置压力数据和各位移检测单元位置位移数据；a₂、b₂、c₂和d₂分别表示焊接数据库中温度场分布数据、裂纹长度数据、各压力检测单元位置压力数据和各位移检测单元位置位移数据，b₁和b₂为数值表达形式，a₁、c₁、d₁、a₂、c₂和d₂均为向量表达形式；最后，取H₁₂差值最小的a₂、b₂、c₂和d₂所对应的焊接数据库中焊接电压、焊接电流及焊接速度数值，对焊接机器人的工艺参数进行调整，并将优化调整后的焊接工艺参数发送给焊接机器人；

步骤四、重复步骤三若干次，直到完成所有焊道的焊接。