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专利号: 2025104945997
申请人: 六安科晟智能装备制造有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于数控机床的钢板智能焊接系统,其特征在于:包括激光束焊接数据采集模块、机床焊接温度采集模块、机床焊接飞溅数据采集模块、机床焊接分析模块和机床焊接调整控制模块;

所述激光束焊接数据采集模块包括激光束功率采集单元和激光束波动度采集单元,所述激光束功率采集单元用于采集在钢板进行焊接过程中的激光束功率偏差,所述激光束波动度采集单元用于采集激光束在进行焊接过程中的波动数据,并分别发送至机床焊接分析模块;

所述机床焊接温度采集模块用于采集在钢板进行焊接过程中的焊接温度偏差,并发送至机床焊接分析模块;

所述机床焊接飞溅数据采集模块用于采集在钢板进行焊接过程中的飞溅数据,并发送至机床焊接分析模块;

所述机床焊接分析模块基于激光束焊接数据采集模块、机床焊接温度采集模块、机床焊接飞溅数据采集模块发送数据分别进行分析计算得到三个不同的分析评估结果,并判断是否执行对应的调整指令,若执行,则调用机床焊接调整控制模块执行控制;

所述机床焊接分析模块基于激光束焊接数据采集模块、机床焊接温度采集模块、机床焊接飞溅数据采集模块发送数据分别进行分析计算得到三个不同的分析评估结果的具体步骤如下:步骤C1:基于激光束焊接数据采集模块中的激光束功率偏差焊接温度偏差构建加工偏差系数 ,具体表达式如下:;

其中, 表示在钢板进行焊接过程中的激光束功率偏差集, 表示在钢板进行焊接过程中的激光束功率偏差集的绝对值, 和 分别表示和为1的权重系数, =

0.55, =0.45, 表示最大值函数, 表示在钢板进行焊接过程中的温度偏差集;

步骤C2:基于激光束波动度采集单元用于采集激光束在进行焊接过程中的波动数据,构建波动偏差系数 ,具体表达式如下:;

其中, 表示偏移系数, 表示数控机床激光束发射件在位移过程中的最大噪音;

步骤C3:基于测量焊接结束后飞溅最远飞溅点与机床中心之间的距离 构建飞溅偏差系数 具体表达式如下:;

其中,表示焊接结束后飞溅最远飞溅点与机床中心之间的距离, 表示飞溅偏差系数,表示标准飞溅点的距离均值;

步骤C4:当加工偏差系数 、波动偏差系数 和飞溅偏差系数中任一超出预设的判断值,则进行预警,提醒工作人员存在质量风险,需要当前焊接的钢板进行质量监测。

2.根据权利要求1所述的一种基于数控机床的钢板智能焊接系统,其特征在于:所述激光束功率采集单元用于采集在钢板进行焊接过程中的激光束功率偏差的具体表达式如下:;

其中 , 表 示在 钢板 进 行焊 接过 程 中的 激光 束 功率 偏差 集 ,分别表示第1个采样时刻的激光束功率偏差值、 、第 个采样时刻的激光束功率偏差值、 、第 个采样时刻的激光束功率偏差值, ,且第个激光束功率偏差值 的具体表达式如下:;

其中, 表示预设的标准加工时激光束功率, 表示第 个采样时刻的激光束功率,表示第 个激光束功率偏差值。

3.根据权利要求2所述的一种基于数控机床的钢板智能焊接系统,其特征在于:所述激光束波动度采集单元用于采集激光束在进行焊接过程中的波动数据的具体步骤如下:步骤A1:通过设置在数控机床内的拍摄设备逐采样周期拍摄图像,并依据采样周期中激光束的中心点坐标存储为激光束的轨迹路径点集;

步骤A2:基于激光束的轨迹路径点集激光束第一个采样点和最后一个采样点的坐标构建轨迹直线;

步骤A3:计算激光束的轨迹路径点集中除了激光束第一个采样点和最后一个采样点至轨迹直线的距离,并得到偏移系数 ;

步骤A4:获取数控机床激光束发射件在位移过程中的噪音。

4.根据权利要求3所述的一种基于数控机床的钢板智能焊接系统,其特征在于:所述步骤A3中计算激光束的轨迹路径点集中除了激光束第一个采样点和最后一个采样点至轨迹直线的距离,并得到偏移系数 的具体表达式如下:;

其中, 表示偏移系数,表示计算激光束的轨迹路径点集中除了激光束第一个采样点和最后一个采样点至轨迹直线的距离构成的集合, 表示 中的最大值,表示的均值, 表示预设的偏移距离。

5.根据权利要求4所述的一种基于数控机床的钢板智能焊接系统,其特征在于:所述机床焊接温度采集模块用于采集在钢板进行焊接过程中的焊接温度偏差的具体表达式如下:;

其中, 表示采集在钢板进行焊接过程中的温度偏差集,分别表示第1个采样时刻的焊接温度偏差值、 、第 个采样时刻的焊接温度偏差值、 、第 个采样时刻的焊接温度偏差值, ,且第 个采样时刻的焊接温度偏差值 的具体表达式如下:;

其中, 表示焊接温度标准值, 表示第 个采样时刻的焊接温度, 表示第 个采样时刻的焊接温度偏差值。