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专利号: 2020110042059
申请人: 上海达铭科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2025-12-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种激光点焊焊核几何参数测量装置的使用方法,所述的激光点焊焊核几何参数测量装置包括测磁传感器(1)、固定板(2)、轴承(3)、弹簧(4)、顶针(5)、握把(6)和角度传感器(7),测磁传感器(1)共有八个,将八个测磁传感器(1)平均分为四组,每组包括两个测磁传感器(1);角度传感器(7)共有两个;

固定板(2)共有两块,固定板(2)为弧形,每块固定板(2)同一端面的两侧分别安装一组测磁传感器(1),且每组测磁传感器(1)在固定板(2)端面上分别设于上部和下部,每块固定板(2)同一端面的两组测磁传感器(1)之间安装一个角度传感器(7),两块固定板(2)设于同一个圆弧上且通过轴承(3)与握把(6)连接,两块固定板(2)在同一平面内自由旋转;

弹簧(4)的外端连接顶针(5),弹簧(4)的内端固定在握把(6)的中部;

测磁传感器(1)的精度不低于0.1nT,固定板(2)所对应的圆心角在30°~45°;

其特征是:按如下步骤依次实施:

a. 握住装置中间的握把(6),将顶针(5)对准并顶住焊缝的中心位置,使两块固定板(2)横跨在焊缝上方;

b. 根据焊缝的尺寸大小,调节两块固定板(2),使固定板(2)上各组测磁传感器(1)都与焊缝表面接触;

c. 轻压握把(6),握把(6)通过弹簧(4)推动顶针(5),使各组测磁传感器(1)都自动调节至与焊缝紧密贴合;

d. 通过四组上、下分布的两个测磁传感器(1)测量焊缝当前位置各点的焊缝深度,分别记为d1,d2,d3和d4,通过角度传感器(7)测量焊缝倾角α;

e. 握住握把(6)的上端,沿着焊缝边缘旋转,测量焊缝其他位置的焊缝深度,分别记为d1'、d2'、d3'和d4',旋转一周后得到整个焊缝的焊缝深度集合,将其定义为D';

f. 利用焊缝深度集合D',用最小二乘法拟合出焊缝熔核的三维立体几何形状,2

令:拟合的三维立体几何形状曲线为二次函数y=f(x)=ax+bx+c,令某次测量的焊缝深度d1、d2、d3和d4所对应的坐标分别为d1(x1,y1)、d2(x2,y2)、d3(x3,y3)和d4(x4,y4),共测量n次,n为不小于3的正整数,则由最小二乘法可得:=

代入测量点d1、d2、d3和d4的坐标并求解系数a、b和c,即可得到拟合曲线y=f(x);

g. 根据焊缝各几何参数的定义,建立焊缝深度与几何参数的关系,并计算出这些几何参数:令:h1和h2为熔深,b1和b2为熔宽,d为焊缝深度,定义垂直于焊缝表面的方向为y轴方向,取沿焊缝表面垂直于y轴方向为x轴方向,建立直角坐标系,x轴和y轴的交点点O为坐标原点,α为角度传感器测得的焊缝倾角,令拟合曲线y=f(x)与x轴的两个交点坐标分别为A(x1,

0)和B(x2,0),在y轴上取一点C,使线段OC的长度为焊缝深度,即点C为焊缝深度的终点位置,在△ABC中: ,在直角坐标系xOy中,直线BC的斜率为tanα,直线DE与直线BC平行,斜率也为tanα,由拟合曲线方程y=f(x)和直线DE的斜率求出切点坐标D(x,y),随后,利用点斜法求出直线DE的方程为y=f1(x),求得点B(x2,0)与直线DE的距离即为熔深h2;

同理,在直角坐标系xOy中,直线AC的斜率为tanβ,直线FG与直线AC平行,斜率也为tanβ,由拟合曲线方程y=f(x)和直线FG的斜率求出切点坐标F(x,y),随后,利用点斜法求出直线FG的方程为y=f2(x),求得点A(x1,0)与直线FG的距离即为熔深h1。