一种适用于“十字”或“T型”件的数字化实时焊接角变形测量仪及其测量方法，涉及焊接角变形测量技术领域。本发明专利技术的目的是为了解决解决工业焊接角变形测量人为误差过大的问题、测量耗时以及变形的实时测量，以及现有的焊接角变形测量仪仅能针对单一平面焊接件进行测量的问题。方法：将模拟量导入到模拟量转485模块中赋予模拟量器件地址，单片机和RS485模块以及RS485模块和模拟量转485模块连接形成通路，采用modbus协议将模拟量成功导入到单片机中，最后将单片机的计算结果在1602LCD上显示结果。本发明专利技术可获得一种适用于“十字”或“T型”件的数字化实时焊接角变形测量仪及其测量方法。字化实时焊接角变形测量仪及其测量方法。字化实时焊接角变形测量仪及其测量方法。
【技术实现步骤摘要】
一种适用于“十字”或“T型”件的数字化实时焊接角变形测量仪及其测量方法
[0001]本专利技术涉及焊接角变形测量
，具体涉及一种适用于“十字”或“T型”件的数字化实时焊接角变形测量仪及其测量方法。
技术介绍
[0002]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，因而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、CAD扫描分析等获得，需通过几何公式计算得出，测试精度难以保障，而且难以用于随焊过程的实时角变形测试。
[0003]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，大规模实验分析却捉襟见肘。现在市面上没有直接测量焊接角变形的工具，为此本次技术专利技术填补市场空白。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是为了解决解决工业焊接角变形测量人为误差过大的问题、测量耗时以及变形的实时测量，以及现有的焊接角变形测量仪仅能针对单一平面焊接件进行测量的问题，而提供一种适用于“十字”或“T型”件的数字化实时焊接角变形测量仪及其测量方法。
[0005]一种适用于“十字”或“T型”件的数字化实时焊接角变形测量仪，包括1号光轴2、型材4、2号光轴8、6个激光位移传感器9、丝杆a11、十字焊接板17和丝杆b18；
[0006]所述的型材4为“U”形结构件，型材4的底部边框上设置有十字焊接板17，所述的十字焊接板17通过夹具固定；型材4的顶部边框的一侧为A边19，型材4的顶部边框的另一侧为B边20；所述的A边19上设置有两个光轴支座1，1号光轴2的两端均设置在光轴支座1的通孔内，1号光轴2上设置有光轴螺母座3，光轴螺母座3的上面设置有丝杆支座a6，所述的丝杆支座a6的上面设置有光轴支座7，丝杆支座a6上设有通孔，光轴支座7上设有通孔；
[0007]所述的B边20上设置有两个丝杆支座b13，所述的丝杆支座b13上设有内螺纹，所述的丝杆b18的一端与一个丝杆支座b13螺纹连接，丝杆b18的另一端与另一个丝杆支座b13螺纹连接，且丝杆b18的另一端的端部与旋转机构a14连接；丝杆b18上设置有螺纹座21，所述的螺纹座21上设有内螺纹，丝杆b18的外螺纹与螺纹座21的内螺纹螺纹连接；螺纹座21的上面设置有丝杆支座a6，丝杆支座a6的上面设置有光轴支座7，丝杆支座a6上设有内螺纹，光轴支座7上设有通孔；
[0008]所述的丝杆a11的一端穿过A边19上的丝杆支座a6上的通孔，丝杆a11的另一端与B
边20上的丝杆支座a6上的内螺纹螺纹连接，且丝杆a11的另一端的端部与旋转机构b12连接；所述的2号光轴8的一端穿过A边19上的光轴支座7的通孔，2号光轴8的另一端穿过B边20上的光轴支座7的通孔，且2号光轴8与丝杆a11平行设置，丝杆a11与丝杆b18垂直设置；
[0009]连接板b10的上部设置有通孔，连接板b10的下部设置有螺纹孔，连接板b10上部的通孔套装在2号光轴8上，连接板b10下部的螺纹孔与丝杆a11螺纹连接；连接板b10的两端面上分别设置有3个激光位移传感器9，且连接板b10两端面上的激光位移传感器9对称设置；
[0010]6个激光位移传感器9的输出端均与模拟量转485模块的输入端电连接，模拟量转485模块的输出端与RS485模块的输入端电连接，RS485模块的输出端与单片机的输入端电连接，所述的单片机的输出端与显示屏的输入端电连接。
[0011]一种适用于“十字”或“T型”件的数字化实时焊接角变形测量仪的测量方法，按以下步骤进行：
[0012]一、将数字化实时焊接角变形测量仪置于水平地面上，将万向水平仪放在1号压力钳15和2号压力钳16上，调整数字化实时焊接角变形测量仪至水平；将十字焊接板17的其中一个直角边放置在1号压力钳15和2号压力钳16中，夹紧1号压力钳15和2号压力钳16使十字焊接板17固定；
[0013]二、分别通过转动2号转手和1号转手，使6个激光位移传感器9位于十字焊接板17的正上方；插上电源，将6个激光位移传感器9测量到的模拟量导入到模拟量转485模块中赋予模拟量器件地址，将STC89C52单片机的TTL转USB串口模式转换成485串口模式，单片机和RS485模块连接形成通路，RS485模块和模拟量转485模块连接形成通路，采用modbus协议将模拟量成功导入到STC89C52单片机中，最后将STC89C52单片机的计算结果在1602LCD显示屏上显示结果。
[0014]本专利技术的有益效果：
[0015](1)本专利技术可直接将激光束打向焊接工件平面，测量得到角变形量，并凭借高精度测量，可进行实时测量，解决工业焊接角变形测量人为误差过大的问题、测量耗时以及变形的实时测量问题。
[0016](2)本研究可用于焊接结构在随焊或者焊后的任意时刻焊接角变形测试，是一种非接触式的测量系统，可搭载在焊接机器人系统中，不干扰焊接过程的进行，同时直接给出角变形测试结果，设备便携，精度高，适用性广。
[0017](3)本专利技术潜在应用领域为焊接生产线或者大型T型板和十字型板的焊接构件的随焊/焊后角变形测试中，为辅助优化焊接工艺的数字化测试系统。
[0018](4)经过对构件实际现象的观察，发现有些板件焊接后会翘起来，翘得程度顺序点形成的线段并不是线性直线，而是曲线，该专利主要通过拟合曲线求出指定四点的角度值，并对该五点角度值求平均值来缩小待求角度的误差。
[0019](5)本专利技术测量精度高，可实现实时测量，过程简单易操作，测量耗时短，大规模测量。
[0020]本专利技术可获得一种适用于“十字”或“T型”件的数字化实时焊接角变形测量仪及其测量方法。
附图说明
[0021]图1为本专利技术一种适用于“十字”或“T型”件的数字化实时焊接角变形测量仪的结构示意图，1为光轴支座，2为1号光轴，3为光轴螺母座，4为型材，5为连接板a，6为丝杆支座a，7为光轴支座，8为2号光轴，9为激光位移传感器，10为连接板b，11为丝杆a，12为旋转机构b，13为丝杆支座b，14为旋转机构a，15为1号压力钳，16为2号压力钳，17为十字焊接板，18为丝杆b，19为A边，20为B边，21为螺纹座。
[0022]图2为模型简化模拟图。
[0023]图3为RS485模块。
[0024]图4为STC89C52单片机。
[0025]图5为风扇。
[0026]图6为模拟量转485模块。
[0027]图7为BL
‑
400MZ系列的微型激光位移传感器。
[0028]图8为1602LCD显示屏。
具体实施方式
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于“十字”或“T型”件的数字化实时焊接角变形测量仪，其特征在于所述的数字化实时焊接角变形测量仪包括1号光轴(2)、型材(4)、2号光轴(8)、6个激光位移传感器(9)、丝杆a(11)、十字焊接板(17)和丝杆b(18)；所述的型材(4)为“U”形结构件，型材(4)的底部边框上设置有十字焊接板(17)，所述的十字焊接板(17)通过夹具固定；型材(4)的顶部边框的一侧为A边(19)，型材(4)的顶部边框的另一侧为B边(20)；所述的A边(19)上设置有两个光轴支座(1)，1号光轴(2)的两端均设置在光轴支座(1)的通孔内，1号光轴(2)上设置有光轴螺母座(3)，光轴螺母座(3)的上面设置有丝杆支座a(6)，所述的丝杆支座a(6)的上面设置有光轴支座(7)，丝杆支座a(6)上设有通孔，光轴支座(7)上设有通孔；所述的B边(20)上设置有两个丝杆支座b(13)，所述的丝杆支座b(13)上设有内螺纹，所述的丝杆b(18)的一端与一个丝杆支座b(13)螺纹连接，丝杆b(18)的另一端与另一个丝杆支座b(13)螺纹连接，且丝杆b(18)的另一端的端部与旋转机构a(14)连接；丝杆b(18)上设置有螺纹座(21)，所述的螺纹座(21)上设有内螺纹，丝杆b(18)的外螺纹与螺纹座(21)的内螺纹螺纹连接；螺纹座(21)的上面设置有丝杆支座a(6)，丝杆支座a(6)的上面设置有光轴支座(7)，丝杆支座a(6)上设有内螺纹，光轴支座(7)上设有通孔；所述的丝杆a(11)的一端穿过A边(19)上的丝杆支座a(6)上的通孔，丝杆a(11)的另一端与B边(20)上的丝杆支座a(6)上的内螺纹螺纹连接，且丝杆a(11)的另一端的端部与旋转机构b(12)连接；所述的2号光轴(8)的一端穿过A边(19)上的光轴支座(7)的通孔，2号光轴(8)的另一端穿过B边(20)上的光轴支座(7)的通孔，且2号光轴(8)与丝杆a(11)平行设置，丝杆a(11)与丝杆b(18)垂直设置；连接板b(10)的上部设置有通孔，连接板b(10)的下部设置有螺纹孔，连接板b(10)上部的通孔套装在2号光轴(8)上，连接板b(10)下部的螺纹孔与丝杆a(11)螺纹连接；连接板b(10)的两端面上分别设置有3个激光位移传感器(9)，且连接板b(10)两端面上的激光位移传感器(9)对称设置；6个激光位移传感器(9)的输出端均与模拟量转485模块的输入端电连接，模拟量转485模块的输出端与RS485模块的输入端电连接，RS485模块的输出端与单片机的输入端电连接，所述的单片机的输出端与显示屏的输入端电连接。2.根据权利要求1所述的一种适用于“十字”或“T型”件的数字化实...
【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，王苹，于帮龙，陈志皓，王喜，沈子皓，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：
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