一種焊接過程溫度測量及焊接速度控制的系統裝置的製作方法

2023-05-06 15:40:41

本實用新型涉及海上風電及海洋平臺的焊接領域，具體地說是一種焊接過程溫度測量及焊接速度控制的系統裝置。

背景技術：
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海上風電及海洋平臺項目過程中經常遇到焊接管桁架結構，這種結構支撐很多，且支撐管管徑較大，焊縫也較寬，在實際焊接過程中出現了較大的焊接變形問題，焊接管桁架結構過程中，需要人工拿著儀器不斷進行測量溫度，進行溫度場分布情況分析，分析後的數據如焊接速度、焊接流量等參數需要通過專門人員通知操作人員進行實時調整，費時費力，如果提供一種能自動測量焊接溫度並控制焊接速度，得到的焊接速度、焊接電流等參數通過系統裝置播報給操作人員進行實時調整的系統裝置，絕對勢在必行。

技術實現要素：
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本實用新型的目的是為了克服以上的不足，提供一種焊接過程溫度測量及焊接速度控制的系統裝置，能自動測量焊接溫度從而得到溫度場的分布情況，得到的焊接速度、焊接電流等參數通過系統裝置播報給操作人員進行實時調整，為後續的自動調節提供了基礎。

本實用新型的目的通過以下技術方案來實現：一種焊接過程溫度測量及焊接速度控制的系統裝置，安裝在支撐支架上或焊槍的旁側，包括測溫傳感單元、數據採集分析單元、無線通訊設備，測溫傳感單元與數據採集分析單元、數據採集分析單元與無線通訊設備連接；

測溫傳感單元由多臺紅外線溫度計組成，多臺紅外線溫度計呈橢圓形狀分布在數據採集分析單元以及無線通訊設備的旁側；

數據採集分析單元為上下位機分布式結構的計算機；

無線通訊設備包括無線發射器、無線接收器、語音播報器，無線接收器與數據採集分析單元連接，無線發射器與無線接收器連接，無線接收器與語音播報器連接，該語音播報器置於焊槍的旁側。

本實用新型的進一步改進在於：紅外線溫度計的個數為6-8個，測溫範圍在400-1600℃。

本實用新型的進一步改進在於：系統裝置安裝在焊槍的旁側時，加裝六自由度機械臂。

本實用新型與現有技術相比具有以下優點：

1、本實用新型通過紅外線溫度計進行多點式溫度測量，完成特殊點溫度的信息採集，經過計算機實時處理採集數據，計算焊接溫度場的分布情況，並推算出焊接最高溫度、焊槍運動速度、焊接電流等參數，通過無線通訊設備的無線發射器將這些參數發射至無線接收器，無線接收器接收信號通過語音播報器將信息播報給操作者，提高自動化程度，提高工作效率，同時也解決了焊接過程中焊接變形的問題。

2、紅外線溫度計的個數為6-8個，測溫範圍在400-1600℃，理想溫度場的測量採用六點測量法，可以確定溫度場等溫線分布（需要四個參數）、溫度梯度（需要兩個參數），為了提高計算的精度，適當增加兩個測點更為合理。

3、系統裝置安裝在焊槍的旁側時，加裝六自由度機械臂，配備相關的自動跟隨系統，無需人工進行跟隨焊接，可實現自動化焊接。

附圖說明：

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖中標號：1-測溫傳感單元、2-數據採集分析單元、3-無線通訊設備、4-無線發射器、5-無線接收器、6-語音播報器。

具體實施方式：

為了加深對本實用新型的理解，下面將結合實施例和附圖對本實用新型作進一步詳述，該實施例僅用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型保護範圍的限定。

如圖1示出了本實用新型一種焊接過程溫度測量及焊接速度控制的系統裝置的一種實施方式，安裝在支撐支架上或焊槍的旁側，包括測溫傳感單元1、數據採集分析單元2、無線通訊設備3，測溫傳感單元1與數據採集分析單元2、數據採集分析單元2與無線通訊設備3連接；

測溫傳感單元1由多臺紅外線溫度計組成，多臺紅外線溫度計呈橢圓形狀分布在數據採集分析單元2以及無線通訊設備3的旁側，紅外線溫度計的個數為6-8個，測溫範圍在400-1600℃，理想溫度場的測量採用六點測量法，可以確定溫度場等溫線分布（需要四個參數）、溫度梯度（需要兩個參數），為了提高計算的精度，適當增加兩個測點更為合理；

數據採集分析單元2為上下位機分布式結構的計算機，採用FPGA硬體級PID運算，計算焊接溫度場分布情況；

無線通訊設備3包括無線發射器4、無線接收器5、語音播報器6，無線接收器5與數據採集分析單元2連接，無線發射器4與無線接收器5連接，無線接收器5與語音播報器6連接，該語音播報器6置於焊槍的旁側。

工作原理：通過紅外線溫度計進行多點式溫度測量，完成特殊點溫度的信息採集，經過計算機實時處理採集數據，計算焊接溫度場的分布情況，並推算出焊接最高溫度、焊槍運動速度、焊接電流等參數，通過無線通訊設備3的無線發射器4將這些參數發射至無線接收器5，無線接收器5接收信號通過語音播報器6將信息播報給操作者，提高自動化程度，提高工作效率，同時也解決了焊接過程中焊接變形的問題。

本實用新型一種焊接過程溫度測量及焊接速度的系統裝置可以安裝在支撐支架上，通過人工控制跟隨測量，操作者根據播報數據實時調整焊接速度及電流等，也可以安裝在焊槍的旁側，如需進行自動跟隨測量焊接，要加裝六自由度機械臂，及相關的自動跟隨控制系統，實現自動化焊接；由於焊接弧光可能對紅外測溫有一定影響，因此需對焊接弧光的影響進行現場測定，如影響較大，測量時需要暫停焊接。

本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。