本申請屬于激光焊接，尤其涉及一種激光焊接熔深檢測方法、系統(tǒng)、終端設(shè)備及計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、激光焊接作為一種非接觸的焊接方式，有著效率高、精度高和熱影響區(qū)域小等特點(diǎn)，在工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用和良好的發(fā)展前景。

2、在激光焊接的過程中，能量密度極高的激光使得工件表面材料融化形成熔池，在能量密度最高的區(qū)域，金屬迅速加熱甚至產(chǎn)生金屬蒸汽和金屬等離子體。熔池內(nèi)部是熔融的液態(tài)金屬以及氣化和等離子化的金屬，熔池外部是熱影響區(qū)域外的未融化的固體金屬。隨著激光光束的移動，焊接后的熔池冷卻凝固形成焊縫。

3、熔池深度是評價焊縫質(zhì)量的重要指標(biāo)。熔池過淺或過深，都會導(dǎo)致焊接的強(qiáng)度不足或者損壞其他部分的工件。由于熔池只在激光作用的過程中形成，當(dāng)激光移動到其他位置時，熔池冷卻封閉凝固。此時要想測量熔池深度，只能切開工件并打磨剖面，然后用特質(zhì)藥水腐蝕剖面，融化過的金屬與未融化的金屬在藥水的腐蝕下有著明顯的區(qū)別，此時用顯微鏡觀察工件剖面得到熔池深度。這種方式屬于有損測量，被切開的工件后續(xù)無法使用，而且整個過程非常耗時。如何在焊接的過程中實(shí)時檢測熔池深度，成為激光焊接行業(yè)內(nèi)急需解決的難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請實(shí)施例提供了一種激光焊接熔深檢測方法、系統(tǒng)、裝置、終端設(shè)備及計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)在焊接的過程中實(shí)時檢測熔池深度，保障焊接質(zhì)量。

2、本申請實(shí)施例的第一方面提供了一種激光焊接熔深檢測方法，用于在激光焊接的過程中實(shí)時檢測匙孔的熔深數(shù)據(jù)，所述方法包括：

3、獲取以焊接激光光斑為參考系的匙孔的目標(biāo)位置信息；

4、基于所述目標(biāo)位置信息，控制掃描光實(shí)時導(dǎo)入匙孔；

5、基于所述掃描光導(dǎo)入所述匙孔后返回的返回光，獲取焊接過程中的匙孔熔深數(shù)據(jù)。

6、在第一方面的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述獲取以焊接激光光斑為參考系的匙孔的目標(biāo)位置信息，包括：

7、根據(jù)焊接激光軌跡生成以焊接激光光斑為參考系的理論匙孔軌跡；

8、根據(jù)所述理論匙孔軌跡和焊接激光的工作參數(shù)控制掃描光光斑以焊接激光光斑為參考系從第一預(yù)設(shè)點(diǎn)開始運(yùn)動；

9、在所述控制掃描光光斑以焊接激光光斑為參考系運(yùn)動的過程中實(shí)時檢測掃描光光斑處的第一熔深數(shù)據(jù)；

10、在第一預(yù)設(shè)時間內(nèi)，若從所述掃描光光斑從第一預(yù)設(shè)點(diǎn)開始運(yùn)動至檢測到所述第一熔深數(shù)據(jù)符合預(yù)設(shè)匙孔熔深條件的時間小于第二預(yù)設(shè)時間，則將所述第一預(yù)設(shè)點(diǎn)以焊接激光光斑為參考系的位置信息設(shè)置為以焊接激光光斑為參考系的匙孔的目標(biāo)位置信息。

11、在第一方面的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述理論匙孔軌跡是以焊接激光光斑為圓心和第一長度為半徑的圓；

12、所述焊接激光的工作參數(shù)包括焊接激光的第一角速度；

13、所述根據(jù)所述理論匙孔軌跡和焊接激光的工作參數(shù)控制掃描光光斑以焊接激光光斑為參考系從第一預(yù)設(shè)點(diǎn)開始運(yùn)動，包括：

14、控制掃描光光斑以焊接激光光斑為圓心，目標(biāo)半徑為半徑，從第一預(yù)設(shè)點(diǎn)開始以第二角速度作圓周運(yùn)動；所述目標(biāo)半徑的初始值為所述第一長度，所述第二角速度為所述第一角速度的兩倍以上；

15、所述第一預(yù)設(shè)點(diǎn)以焊接激光光斑為參考系的位置信息包括所述目標(biāo)半徑和所述第一預(yù)設(shè)點(diǎn)相對于所述焊接激光光斑的方位角。

16、在第一方面的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述獲取以焊接激光光斑為參考系的匙孔的目標(biāo)位置信息，還包括：

17、在第一預(yù)設(shè)時間內(nèi)，若所述第一熔深數(shù)據(jù)不符合預(yù)設(shè)匙孔熔深條件，則調(diào)整所述目標(biāo)半徑；

18、在第一預(yù)設(shè)時間內(nèi)，若檢測到所述第一熔深數(shù)據(jù)符合預(yù)設(shè)匙孔熔深條件，但從所述掃描光光斑從第一預(yù)設(shè)點(diǎn)開始運(yùn)動至檢測到所述第一熔深數(shù)據(jù)符合預(yù)設(shè)匙孔熔深條件的時間大于等于第二預(yù)設(shè)時間，則調(diào)整所述第一預(yù)設(shè)點(diǎn)相對于所述焊接激光光斑的方位角；

19、返回所述控制掃描光光斑以焊接激光光斑為圓心，目標(biāo)半徑為半徑，從第一預(yù)設(shè)點(diǎn)開始以第二角速度作圓周運(yùn)動的步驟。

20、在第一方面的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述基于所述目標(biāo)位置信息，控制掃描光實(shí)時導(dǎo)入匙孔，包括：

21、控制掃描光光斑以焊接激光光斑為圓心，所述目標(biāo)半徑為半徑，從所述第一預(yù)設(shè)點(diǎn)開始以第一角速度作圓周運(yùn)動，以實(shí)現(xiàn)將掃描光實(shí)時導(dǎo)入匙孔。

22、在第一方面的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述基于所述掃描光導(dǎo)入所述匙孔后返回的返回光得到焊接過程中的匙孔熔深數(shù)據(jù)，包括：

23、基于所述掃描光導(dǎo)入所述匙孔后返回的返回光與參考光生成干涉信號；

24、從所述干涉信號中獲取焊接過程中的所述匙孔熔深數(shù)據(jù)。

25、在第一方面的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述方法還包括：

26、若所述匙孔熔深數(shù)據(jù)超出預(yù)設(shè)熔深范圍，則生成用于指示焊接不合格的信號以及用于調(diào)整焊接激光加工參數(shù)的優(yōu)化指令。

27、本申請實(shí)施例的第二方面提供了一種激光焊接熔深檢測系統(tǒng)，包括：

28、匙孔定位模塊，用于獲取以焊接激光光斑為參考系的匙孔的目標(biāo)位置信息；

29、匙孔掃描模塊，用于基于所述目標(biāo)位置信息，控制掃描光實(shí)時導(dǎo)入匙孔；

30、熔深計算模塊，用于基于所述掃描光導(dǎo)入所述匙孔后返回的返回光獲取焊接過程中的匙孔熔深數(shù)據(jù)。

31、本申請實(shí)施例的第三方面提供了一種終端設(shè)備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機(jī)程序時實(shí)現(xiàn)如第一方面所述方法的步驟。

32、本申請實(shí)施例的第四方面提供了一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)第一方面所述方法的步驟。

33、本申請實(shí)施例第一方面的有益效果是：通過獲取以焊接激光光斑為參考系的匙孔的目標(biāo)位置信息，然后基于所述目標(biāo)位置信息控制掃描光實(shí)時導(dǎo)入匙孔，并基于所述掃描光導(dǎo)入所述匙孔后返回的返回光，獲取焊接過程中的匙孔熔深數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對匙孔位置的精準(zhǔn)定位，保證掃描光能實(shí)時精準(zhǔn)導(dǎo)入匙孔，實(shí)現(xiàn)對匙孔熔深數(shù)據(jù)的實(shí)時準(zhǔn)確的檢測，保證激光焊接質(zhì)量。

34、可以理解的是，上述第二方面至第四方面的有益效果可以參見上述第一方面中的相關(guān)描述，在此不再贅述。

技術(shù)特征：

1.一種激光焊接熔深檢測方法，其特征在于，用于在激光焊接的過程中實(shí)時檢測匙孔的熔深數(shù)據(jù)，所述方法包括：

2.如權(quán)利要求1所述的激光焊接熔深檢測方法，其特征在于，所述獲取以焊接激光光斑為參考系的匙孔的目標(biāo)位置信息，包括：

3.如權(quán)利要求2所述的激光焊接熔深檢測方法，其特征在于，所述理論匙孔軌跡是以焊接激光光斑為圓心和第一長度為半徑的圓；

4.如權(quán)利要求3所述的激光焊接熔深檢測方法，其特征在于，所述獲取以焊接激光光斑為參考系的匙孔的目標(biāo)位置信息，還包括：

5.如權(quán)利要求4所述的激光焊接熔深檢測方法，其特征在于，所述基于所述目標(biāo)位置信息，控制掃描光實(shí)時導(dǎo)入匙孔，包括：

6.如權(quán)利要求1所述的激光焊接熔深檢測方法，其特征在于，所述基于所述掃描光導(dǎo)入所述匙孔后返回的返回光得到焊接過程中的匙孔熔深數(shù)據(jù)，包括：

7.如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的激光焊接熔深檢測方法，其特征在于，所述方法還包括：

8.一種激光焊接熔深檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.一種終端設(shè)備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機(jī)程序時實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述方法的步驟。

10.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機(jī)程序，其特征在于，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本申請適用于激光焊接技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種激光焊接熔深檢測方法、系統(tǒng)、終端設(shè)備及計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，包括：獲取以焊接激光光斑為參考系的匙孔的目標(biāo)位置信息；基于所述目標(biāo)位置信息，控制掃描光實(shí)時導(dǎo)入匙孔；基于所述掃描光導(dǎo)入所述匙孔后返回的返回光，獲取焊接過程中的匙孔熔深數(shù)據(jù)。本申請所提供的方法，通過獲取以焊接激光光斑為參考系的匙孔的目標(biāo)位置信息，然后基于所述目標(biāo)位置信息控制掃描光實(shí)時導(dǎo)入匙孔，并基于所述掃描光導(dǎo)入所述匙孔后返回的返回光，獲取焊接過程中的匙孔熔深數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對匙孔位置的精準(zhǔn)定位，保證掃描光能實(shí)時精準(zhǔn)導(dǎo)入匙孔，實(shí)現(xiàn)對匙孔熔深數(shù)據(jù)的實(shí)時準(zhǔn)確的檢測，保證激光焊接質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：楊昊,萬明明,謝智捷,田勁東
受保護(hù)的技術(shù)使用者：人工智能與數(shù)字經(jīng)濟(jì)廣東省實(shí)驗(yàn)室（深圳）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10