[发明专利]一种用于蒙皮-桁条双激光束双侧同步焊接T型结构的变形在线测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于蒙皮‑桁条双激光束双侧同步焊接T型结构的变形在线测量装置及方法。所述装置包括了可伸缩支柱结构、横梁、CCD摄像机及后处理工作机。所述方法是通过CCD摄像机捕捉焊件焊接前后的图像，并通过与后处理工作机连接，将图像保存在上面。随后，通过变形计算软件对其进行专业的分析，即可得到所需要的横向收缩变形、纵向收缩变形及角变形等信息。所述用于蒙皮‑桁条双激光束双侧同步焊接T型结构的变形在线测量装置可以快速进行对T型结构的变形测量及数据保存。不仅如此，该装置结构简单，操作简便易上手，能适用于非专业人员的使用场合。

技术领域

本发明涉及T型结构的双激光束双侧同步焊接技术领域，特别是涉及一种焊接变形测量的方法及装置。

背景技术

双激光双侧同步焊接件多为薄壁结构，焊缝长度很长，导致了焊件局部或整体的变形，从而影响了装配。且较大的变形会显著降低结构的承载能力，导致无法满足服役条件而浪费材料。双激光双侧同步焊接在焊缝及其热影响区都存在着较大的残余应力，当残余应力都集中在焊缝附近，再与承载的工作应力叠加，其数值远超材料的屈服极限时，就会产生变形。焊接变形有多种，主要分为面内变形和面外变形，而一般关注较多是面外变形。面外变形一般分为角变形、弯曲变形、扭曲变形及波浪变形等。

目前用于焊接变形测量的方法有在工件上贴应变片，这种方法操作繁琐，对工件表面损害较为严重，且测量精度较低；光干涉法的装置较为复杂，需要用到激光器，且测量的变形量极小，无法适应实际应用中的大变形的测试需求；光电变形测量的装置及其复杂，操作较为复杂；使用卷尺和直角尺进行测量，该方法虽然操作简单，但是测量误差极大，只能粗略的测出焊接变形。而对于蒙皮-桁条的T型结构的焊接件，目前还没有操作简便易上手，结构简单的变形测量装置。

因此，本发明公开了一种用于蒙皮-桁条双激光束双侧同步焊接T型结构的变形在线测量方法及装置，在保证了结构简单，操作方便，适用于非专业人员的前提下，实现了对所得图像进行变形计算，得到横向收缩变形、纵向收缩变形及角变形等相关信息。在本装置中，首先通过CCD摄像机在焊件上进行标记点位置的捕捉及记录，随后用与其匹配的控制软件对焊件在焊前与焊后的图像进行捕捉并保存。最后，在变形计算软件中对所得图像进行专业的分析。

发明内容

针对现有装置的一些不足，本发明设计了一种用于蒙皮-桁条双激光束双侧同步焊接T型结构的变形在线测量装置，本装置包括了图像捕捉系统，可伸缩支柱结构及后处理系统。其中，图像捕捉系统包括了横梁2、CCD摄像机3、后处理工作机5，可伸缩支柱结构包括了底座6、伸缩支柱7、伸缩支柱8及横梁固定11，后处理系统主要是应用后处理工作机5里面的控制软件及变形计算软件等。本装置结构简单，携带方便且操作易上手，不仅能够轻松快速地获得焊接变形的精确计算结果，还能节约大量的时间与金钱成本。

本发明的技术方案为：

一种用于蒙皮-桁条双激光束双侧同步焊接T型结构的变形在线测量装置，可伸缩支柱结构包含了底座6、伸缩支柱7、伸缩支柱8、横梁固定11，能够使该装置携带方便，且能调节图像捕捉的高度，以方便对焦，捕捉更清晰的图片。图像由CCD摄像机3进行捕捉获得，且CCD摄像机3可以通过滑动装置12在横梁2上进行移动，以此调整捕捉位置，获得尺寸比较适合的图像。通过后处理工作机5里面的控制软件进行捕捉获得图像，通过变形计算软件进行数据分析得到最终结果。

这种用于蒙皮-桁条双激光束双侧同步焊接T型结构的变形在线测量装置的特点是：

在使用双激光束双侧同步焊接的方法对T型结构件进行焊接后，为了能够快速的对T型焊件进行焊接变形的图像捕捉及数据处理，最终获得所需要的变形结果(焊接横向收缩变形、焊接纵向变形、角变形等)，我们设计了一种用于蒙皮-桁条双激光束双侧同步焊接T型结构的变形在线测量装置。该装置通过可伸缩支柱机构调节CCD摄像机3的高度，通过滑动装置12调节CCD摄像机3的位置，最后通过后处理工作机5上的控制软件及变形计算软件对焊件的图像进行清晰的捕捉，对变形进行精确的计算，可以获得准确的变形结果。