[发明专利]一种基于激光位移传感器的数字化实时焊接角变形测量仪及其操作方法

说明书

一种基于激光位移传感器的数字化实时焊接角变形测量仪及其操作方法，涉及焊接角变形测量技术领域。本发明的目的是为了解决传统的依靠人为测量工业焊接角变形存在误差过大、测量耗时以及不具备角变形的实时测量的问题。方法：利用两个激光位移传感器在焊件待测面测量得到两点距离，同时将该位移量转换成对应的电压模拟量，并将电压模拟量传送到PLC里面，PLC基于三角函数原理，根据系统里写入的d值对应的电压与h₂‑h₁位移差对应的a‑b电压差得出焊接角变形的角度，最终传输并显示在tpc7062ti显示屏上。本发明可获得一种基于激光位移传感器的数字化实时焊接角变形测量仪及其操作方法。

技术领域

本发明涉及焊接角变形测量技术领域，具体涉及一种基于激光位移传感器的数字化实时焊接角变形测量仪及其操作方法。

背景技术

焊接是一种局部加热的快速成型方式，焊缝区域瞬间被熔化，形成一定形状的熔池，在冷却过程中压缩塑性变形区在中性面上不对称分布时，就会产生角变形。角变形是一种焊接缺陷，对焊接结构的静态和动态力学性能均产生不利影响，因此行业内长期致力于焊接角变形的控制。简单的对接试板的角变形测试可采用钢板尺、刀口角尺和CAD扫描分析等获得，需进一步通过几何公式计算得出，不仅测试精度难以保障，而且难以应用于随焊过程的实时角变形测试。

现如今工业中，对焊接角变形测量的方法层出不穷，比如有限元分析、手动描边余弦定理计算以及电子扫描后用绘图软件描边测量，这些测试方法虽然具有可操作性，但是比较耗时，并且精度不高，小规模实验数据采集游刃有余，但大规模实验分析却捉襟见肘。同时，现在市面上没有直接用于测量焊接角变形的工具，因此亟需设计相关测量工具用于填补该项测试的市场空白。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统的依靠人为测量工业焊接角变形存在误差过大、测量耗时以及不具备角变形的实时测量的问题，而提供一种基于激光位移传感器的数字化实时焊接角变形测量仪及其操作方法。

一种基于激光位移传感器的数字化实时焊接角变形测量仪，包括型材、丝杆a、激光位移传感器a、光轴a、激光位移传感器b、电机a、电机b、焊件、丝杆b、光轴b、PLC和显示屏；

所述的型材的底部边框上水平设置有平板，平板上设置有焊件，焊件上设置有压块；型材的顶部边框的一侧为A边，型材的顶部边框的另一侧为B边，所述的A边上设置有固定支座，丝杆a的一端与固定支座转动连接，丝杆a的另一端通过传动轴与电机b连接，所述的丝杆a上设置有螺母座，螺母座设有内螺纹，螺母座与丝杆a螺纹连接；所述的B边上设置有光轴b，光轴b的两端通过连接件与B边连接，光轴b上设置有光轴套，螺母座和光轴套的顶部均设置有光轴支座，螺母座上的光轴支座的上部设有一个通孔，下部设有一个螺纹孔；光轴套上的光轴支座的上下部各设有一个通孔，光轴套的顶部还设置有电机a；

丝杆b的一端与A边上光轴支座的螺纹孔螺纹连接，丝杆b的另一端穿过B边上光轴支座下部的通孔，且通过传动轴与电机a连接；光轴a的一端与A边上光轴支座的通孔连接，光轴a的另一端与B边上光轴支座上部的通孔连接，且光轴a和丝杆b平行设置，丝杆b和丝杆a垂直设置，丝杆a和光轴b平行设置，连接板的上部设有通孔，下部设有螺纹孔，连接板的通孔套装在光轴a上，连接板通过螺纹孔与丝杆b螺纹连接；连接板的两端面上对称设置有激光位移传感器a和激光位移传感器b；激光位移传感器a和激光位移传感器b均通过信号输出端与PLC的模拟量输入端连接，PLC的数据输出端与显示屏的数据输入端连接。

上述一种基于激光位移传感器的数字化实时焊接角变形测量仪的操作方法，按以下步骤进行：

一、先将平板放置在型材的底部边框上，并保证平板与水平面保持相对水平状态，在平板上画一道平行于丝杆b的直线，同时在焊件上画一道垂直于焊件的焊缝的直线，然后将焊件放置在平板上并使焊件上的直线与平板上的直线重合，同时保证焊件的焊缝与丝杆b保持垂直，再将压块放置在焊件一侧的表面上；