[发明专利]一种复杂曲面自适应扫描感应加热装置及方法

权利要求书

1.一种复杂曲面自适应扫描感应加热装置，主要包括中心控制台、固定导轨、滑行导轨Ⅰ、滑行导轨Ⅱ、温度传感器、CCD相机、组合探针式感应器、滑块连接装置Ⅰ、滑块连接装置Ⅱ，其特征在于：所述固定导轨为两根平行导轨组成，滑行导轨Ⅰ、滑行导轨Ⅱ与两根固定导轨垂直，滑行导轨Ⅰ、滑行导轨Ⅱ分别通过滑块连接装置Ⅰ与两根固定导轨连接形成“井”字形结构；在滑行导轨Ⅰ上通过滑块连接装置Ⅱ安装CCD相机，CCD相机自身可绕x、z两轴转动，在滑块连接装置Ⅰ的作用下实现x方向的水平移动，在滑块连接装置Ⅱ的作用下实现y方向的水平移动；在滑行导轨Ⅱ上通过滑块连接装置Ⅱ安装组合探针式感应器，在组合探针式感应器的加热前端安装温度传感器；所述CCD相机通过信号线Ⅰ与中心控制台端口Ⅰ相连，所述组合探针式感应器通过信号线Ⅱ与中心控制台端口Ⅱ相连；所述温度传感器通过信号线Ⅲ与中心控制台端口Ⅲ相连，所述CCD相机、温度传感器、组合探针式感应器、中心控制台组成具有温度反馈的闭环控制系统。

2.根据权利要求1所述的一种复杂曲面自适应扫描感应加热装置，其特征在于：在滑行导轨Ⅱ上安装若干个滑块连接装置Ⅱ，在滑行导轨Ⅱ上的每个滑块连接装置Ⅱ上对应安装组合探针式感应器。

3.根据权利要求1所述的一种复杂曲面自适应扫描感应加热装置，其特征在于：中心控制台独立控制每个组合探针式感应器。

4.根据权利要求1所述的一种复杂曲面自适应扫描感应加热装置，其特征在于：所述组合探针式感应器由直线电机、电机推杆、探针式感应器加热前端组成；电机推杆的顶端与直线电机相连，电机推杆的底端为加热前端，直线电机驱动电机推杆调节探针式感应器的直线位移，加热前端装有温度传感器。

5.根据权利要求4所述的一种复杂曲面自适应扫描感应加热装置，其特征在于：所述组合探针式感应器的加热前端包括感应器外壳、正电极接口、负电极接口、“C”形导磁体和感应线圈；在感应器外壳内部安装正电极接口和负电极接口，正、负电极接口穿过“C”形导磁体与感应线圈的两端分别连接，感应线圈置于加热前端的底端。

6.一种复杂曲面自适应扫描感应加热方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，利用CCD相机采集工件表面结构尺寸；

中心控制台驱动滑行导轨Ⅰ在固定导轨上沿x轴方向水平移动到合适位置，实现CCD相机对工件表面的整体拍摄，并在完成拍摄后移动到远离工件表面的终点位置，将得到的几何形貌图像通过中心控制台处理为对应的结构参数；

步骤2，利用中心控制台分析工件表面结构参数，计算并确定所需组合探针式感应器的总数目，给定滑行导轨Ⅱ的初始速度，控制滑行导轨Ⅱ沿x轴移动到初始位置；

步骤3，利用中心控制台计算工件加热位置；

根据工件表面结构参数，实时选定滑行导轨Ⅱ在移动过程中参与加热的组合探针式感应器，控制其电路导通，提取每个组合探针式感应器对应位置的结构参数，计算它们在z轴方向的加热位置；

步骤4，利用中心控制台的伺服驱动器驱动实施，对工件表面进行加热；

利用中心控制台分别输出相应的位移信号给每个选定的组合探针式感应器内部的直线电机，独立驱动探针式感应器加热前端沿z轴的直线位移，控制其到工件表面的距离以及电路导通情况；

步骤5，利用温度反馈对当前加热工件与组合探针式感应器间距进行调整；

在每个选定组合探针式感应器分别对工件表面进行加热时，探针式感应器加热前端上安装的温度传感器实时采集工件表面温度信号并反馈给中心控制台，通过记录分析工件表面结构参数以及当前加热点温度，评估计算当前加热点的加热状态，并据此调整每个组合探针式感应器与加热工件的间隔距离，构成闭环控制系统；

步骤6，组合探针式感应器完成对整体工件表面的扫描感应加热。