西南交通大學熊俊獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉西南交通大學申請的專利一種復合焊接搭接焊縫熔深控制方法及設備獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116174907B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-26發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202310243840.X,技術領域涉及:B23K26/348;該發明授權一種復合焊接搭接焊縫熔深控制方法及設備是由熊俊;蔡玉華;陳輝;李超男設計研發完成,并于2023-03-14向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種復合焊接搭接焊縫熔深控制方法及設備在說明書摘要公布了:本發明公開了一種復合焊接搭接焊縫熔深控制方法及設備,屬于焊接技術領域,解決了激光?電弧復合焊接過程搭接焊縫熔深在線控制的問題。本發明一種復合焊接搭接焊縫熔深控制方法,其特征在于,包括如下步驟:S1、調整激光?電弧復合焊槍姿態;S2、在送絲速度為V0,焊接速度為V1的條件下開始焊接;S3、在S2的焊接參數條件下開始焊接,獲得數據集;S4、搭建深度學習模型;S5、在S2的焊接參數條件下開始焊接,實現對搭接結構焊縫熔深的在線控制。本發明將視覺傳感結合深度學習模型的方法引入激光?電弧復合焊接搭接焊縫過程中,實現了激光?電弧復合焊接搭接焊縫熔深的實時控制。
本發明授權一種復合焊接搭接焊縫熔深控制方法及設備在權利要求書中公布了:1.一種復合焊接搭接焊縫熔深控制方法,其特征在于,包括如下步驟: S1、調整激光-電弧復合焊槍姿態,使電弧焊槍與基板夾角為θ 1,焊絲干伸長為d 1,焊絲端部與基板上激光束焦點的距離為d 2,激光束與電弧焊槍的夾角為θ 2,CCD相機的傾斜角度為θ 3,CCD相機鏡頭與熔池距離為d 3; S2、在送絲速度為V 0 ,焊接速度為V 1 的條件下開始焊接,令激光功率P從0開始逐漸增加,直至搭接焊縫完全熔透,記錄此時最大激光功率P max ,沿著焊接方向將焊縫切開,觀察上搭接板開始熔透位置,并記錄此處的激光功率值P min, 在[P min ,P max ]區間內任意選取激光功率P 0 為基礎工作點; S3、在S2的焊接參數條件下開始焊接,設定激光功率P 0 由P min 逐漸增加到P max ,并打開CCD相機實時采集熔池正面圖像,CCD相機采集幀率為f,將焊縫沿著焊接方向切開,從焊接起點位置處間隔測量焊縫熔深值d,并使用線性插值法計算每幀熔池正面圖像對應的焊縫位置處的d值,使用d值對熔池正面圖像進行標簽,獲得數據集; S4、搭建深度學習模型,以數據集中的熔池正面圖像作為輸入,d值作為輸出對深度學習模型進行訓練,并通過調整深度學習模型的超參數進行模型優化,將優化完成的深度學習模型進行保存及在線調用; S5、在S2的焊接參數條件下開始焊接,開啟CCD相機實時采集熔池正面圖像,將熔池正面圖像進行感興趣區域ROI剪裁,將ROI圖像輸入深度學習模型獲得當前的d p 值,當焊接t時刻后開啟激光-電弧復合焊接控制設備,其中t設定為0.5-1s,閉環控制器根據熔深預測值d p 與熔深設定值ds的偏差值et的正負和大小,同時根據焊縫熔深偏差的變化趨勢Δet=et-et-1進行反饋控制,輸出調節信號至激光器改變激光功率P,其中et-1為前一控制時刻的焊縫熔深偏差,焊接完成后,關閉激光-電弧復合熱源焊接設備,實現對搭接結構焊縫熔深的在線控制。
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