一种基于数字孪生的可视化放大结构的焊接检测平台

1.本发明涉及焊接检测技术领域，具体为一种基于数字孪生的可视化放大结构的焊接检测平台。


背景技术：

2.数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统，数字孪生是个普遍适应的理论技术体系，可以在众多领域应用，目前在产品设计、产品制造、医学分析、工程建设等领域应用较多。目前在国内应用最深入的是工程建设领域，关注度最高、研究最热的是智能制造领域，在工件焊接完成之后为了保证焊接质量通常会对焊接处进行检测，经检索，发现现有技术中的焊接检测平台典型的如公开号cn107764822a一种焊接质量检测平台，包括：2d图像获取装置，适于获取待检测的焊接产品的焊接部位的2d图像；3d图像获取装置，适于获取待检测的焊接产品的焊接部位的3d图像；和判断装置，适于根据获取的焊接产品的焊接部位的2d图像和3d图像来判断焊接质量是否合格。其主要特点是根据焊接产品的焊接部位的2d图像信息和3d图像信息来判断焊接产品的焊接质量是否合格，从而提高了判断的准确性。
3.综上所述，现有的焊接检测平台大多智能对工件的外表面进行检测而无法对其焊接厚度数据进行获取，从而容易因焊接层过薄而影响焊件的使用寿命，针对上述问题，需要对现有设备进行改进。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于数字孪生的可视化放大结构的焊接检测平台，以解决上述背景技术中提出的现有的焊接检测平台大多智能对工件的外表面进行检测而无法对其焊接厚度数据进行获取，从而容易因焊接层过薄而影响焊件的使用寿命的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于数字孪生的可视化放大结构的焊接检测平台，包括平台和检测组件，
6.所述平台内设置有丝杠，且丝杠的一侧设置有牵引杆，所述丝杠上连接有第一调节座和第二调节座，且第一调节座和第二调节座的顶部均设置有安装座，所述安装座与抽尘组件连接，且安装座通过电动伸缩杆与检测台连接，所述检测台的一侧设置有下料座，且下料座对应设置在下料槽的内侧，同时下料槽开设在平台的一侧壁上，所述丝杠通过第一皮带传动结构和第二皮带传动结构分别与电机以及第一旋转杆连接，且第一旋转杆通过传动轴与第二旋转杆连接，所述第一旋转杆和第二旋转杆均设置在放料口内，且放料口对称开设在平台的顶部；
7.所述检测组件包括超声探头、接收探头和超声机组，且超声探头和接收探头均安装在超声机组上，同时超声机组安装在平台的内顶部上，所述检测组件的一侧设置有控制
箱，且控制箱内设置有映射模块、存储模块与控制器。
8.优选的，所述平台的前侧壁上安装有控制面板，且控制面板设置在下料槽的上方。
9.优选的，所述第一调节座和第二调节座均贯穿连接在牵引杆上，且第一调节座和第二调节座的底部均等间距设置有球体。
10.优选的，所述下料槽对称设置有三组，且下料槽的内顶部通过安装板与防尘帘连接。
11.优选的，所述防尘帘的外侧设置有托板，且托板固定连接在平台的外壁上，同时托板的顶部卡合连接有筛选盘。
12.优选的，所述第一旋转杆和第二旋转杆上均连接有密封板，且密封板的边缘处设置有密封圈。
13.优选的，所述密封板交错设置在第一旋转杆和第二旋转杆上，且密封板、第一旋转杆、第二旋转杆、第一皮带传动结构、第二皮带传动结构、传动轴和电机构成转动结构。
14.优选的，所述检测组件的两侧对称设置有检测探头，且检测探头与平台的内顶部固定连接。
15.优选的，所述抽尘组件包括抽尘罩、抽尘机和抽尘管道，且抽尘罩固定连接在第一调节座和第二调节座上，所述抽尘罩通过抽尘管道与抽尘机连接，且抽尘机安装在平台的内部。
16.优选的，所述抽尘罩呈半球状，且抽尘罩的表面均匀地设置有抽尘头，同时抽尘罩设置在安装座的一侧。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于数字孪生的可视化放大结构的焊接检测平台，
18.(1)本发明通过检测组件和控制箱的配合使用可有效解决现有的焊接检测平台大多智能对工件的外表面进行检测而无法对其焊接厚度数据进行获取，从而容易因焊接层过薄而影响焊件的使用寿命的问题，检测组件中的超声探头在对焊件进行检测时将发出超声波，同时接收探头将对声波进行接收，超声机组将对接收到的信号进行处理并将其传递给控制箱，控制箱中的控制器将对信息进行分析并将接收到的信息通过映射模块将通过数字孪生技术映射并放大至指定数值展示在控制面板上，工作人员可通过控制面板对焊件的焊接厚度以及焊接质量进行直观查看，同时超声机组将对接收到的检测信息进行分辨，当检测数据不符合要求时即存在焊接层过薄、焊接处开裂以及焊接处凹凸不平时会在控制器的配合下与存储模块中的数据库内的数值进行对比，从而便于根据不同焊接次品的实际情况将其进行分类，进而便于将次品进行处理，次品分类的依据包括可返工修整的轻微次品、重复焊接增加焊层即可使用的中度次品以及需融化再生等重度残次品，与现有的焊接检测平台相较本技术可检测出从外表面检测不出的焊接情况，且可根据焊接次品的自身情况推荐出解决最优项选择，进而便于最大程度保证焊件质量的同时提高装置的成品率；
19.(2)本发明通过电机、第一调节座和第二调节座的配合使用可有效解决现有的焊接检测装置大多为人为上下料，操作起来不够便捷且使得检测效率的问题，电机驱动丝杠正反向旋转，即可使得第一调节座和第二调节座带动检测台上方的工件交替移动至检测组件进行检测，即达到连续自动上料的目的，从而便于保证检测到连续性进而便于提高装置的检测效率，同时电动伸缩杆可推动检测台倾斜从而即可根据检测数据分类使检测台上的
工件通过相应的下料座以及下料槽排至相应的托板内进行存储，进而便于进一步丰富装置的功能性，提高装置的智能化水平，与现有的焊接检测平台相较，本技术可自动交替连续的进行上下料，且可根据检测数据将不同形式的次品分类下料至不同位置，进而便于对次品进行不同的后续操作，并以此提高装置的检测效率；
20.(3)本发明通过第二皮带传动结构带动第一旋转杆以及第二旋转杆和抽尘组件的配合使用可有效解决现有的检测平台的检测组件大多呈裸露状，从而容因被灰尘污染进而影响检测组件的使用寿命的问题，本技术的检测组件安装在平台的内部，且电机驱动丝杠旋转的同时将通过第二皮带传动结构带动第一旋转杆以及第二旋转杆旋转，即在第一调节座和第二调节座进行检测时与其对应的用于取放工件的放料口处于被密封板遮挡以及封闭状态，从而便于保证装置的密封性，进而避免检测组件被污染，同时工作人员可通过检测探头拍摄的画面来对装置内部的检测进程以及覆尘情况进行查看，当装置内部需要除尘时，工作人员可启动抽尘机，从而可使得抽尘罩随第一调节座、第二调节座的移动而对平台内部进行移动抽尘，同时抽尘机为间断式抽尘，密封板在皮带传动结构的传动下将跟随丝杠的旋转而进行开合，即当密封板旋转密封放料口时抽尘罩才会对平台内部进行抽尘，从而便于防止外部灰尘在除尘的过程中从放料口进入装置内部，进而便于保证装置的除尘质量，与现有的检测装置相较，本技术防尘性好，且可根据需求自动进行内部除尘操作，进而便于延长检测组件的使用寿命，同时避免因灰尘污染而导致检测组件故障以及检测精度下降的问题。
附图说明
21.图1为本发明主视剖面结构示意图；
22.图2为本发明主视结构示意图；
23.图3为本发明侧视剖面结构示意图；
24.图4为本发明抽尘组件与第一调节座以及第二调节座的连接关系俯视示意图；
25.图5为本发明第一旋转杆、传动轴、第二旋转杆、密封板和密封圈之间的连接关系整体结构示意图；
26.图6为本发明工作原理示意图。
27.图中：1、平台；2、丝杠；3、牵引杆；4、第一调节座；5、第二调节座；6、球体；7、安装座；8、电动伸缩杆；9、检测台；10、下料座；11、下料槽；12、防尘帘；13、托板；14、筛选盘；15、安装板；16、第一皮带传动结构；17、电机；18、第二皮带传动结构；19、第一旋转杆；20、传动轴；21、第二旋转杆；22、密封板；23、密封圈；24、检测组件；2401、超声探头；2402、接收探头；2403、超声机组；25、控制箱；26、抽尘组件；2601、抽尘罩；2602、抽尘机；2603、抽尘管道；27、控制面板；28、检测探头。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种基于数字孪生的可视化放大结构的焊接检测平台，
30.实施例一
31.如图1、图2、图3、图4和图5所示，平台1内设置有丝杠2，且丝杠2的一侧设置有牵引杆3，丝杠2上连接有第一调节座4和第二调节座5，且第一调节座4和第二调节座5的顶部均设置有安装座7。
32.进一步的实施例中，平台1的前侧壁上安装有控制面板27，且控制面板27设置在下料槽11的上方。
33.具体的，工作人员可通过控制面板27查看检测数据以及检测探头28拍摄的检测过程，从而即可使装置满足可视化的加工需求。
34.进一步的实施例中，第一调节座4和第二调节座5均贯穿连接在牵引杆3上，且第一调节座4和第二调节座5的底部均等间距设置有球体6。
35.具体的，球体6可在第一调节座4和第二调节座5移动时起到辅助支撑移动的作用,同时避免第一调节座4和第二调节座5底部被磨损。
36.安装座7与抽尘组件26连接，且安装座7通过电动伸缩杆8与检测台9连接，检测台9的一侧设置有下料座10，且下料座10对应设置在下料槽11的内侧，同时下料槽11开设在平台1的一侧壁上，丝杠2通过第一皮带传动结构16和第二皮带传动结构18分别与电机17以及第一旋转杆19连接，且第一旋转杆19通过传动轴20与第二旋转杆21连接，第一旋转杆19和第二旋转杆21均设置在放料口内，且放料口对称开设在平台1的顶部。
37.进一步的实施例中，下料槽11对称设置有三组，且下料槽11的内顶部通过安装板15与防尘帘12连接。
38.具体的，下料槽11与筛选盘14的数量一致，当筛选盘14存储饱和时，工作人员可手动将其从托板13顶部拆卸下来，且拆卸过程较为简单便捷，同时防尘帘12起到防尘的作用。
39.进一步的实施例中，防尘帘12的外侧设置有托板13，且托板13固定连接在平台1的外壁上，同时托板13的顶部卡合连接有筛选盘14。
40.进一步的实施例中，第一旋转杆19和第二旋转杆21上均连接有密封板22，且密封板22的边缘处设置有密封圈23。
41.具体的，密封圈23便于防止灰尘通过密封板22与放料口之间的缝隙内掉出，同时密封板22可根据实际情况设置有多组，同时第一旋转杆19和第二旋转杆21上的密封板22。
42.进一步的实施例中，密封板22交错设置在第一旋转杆19和第二旋转杆21上，且密封板22、第一旋转杆19、第二旋转杆21、第一皮带传动结构16、第二皮带传动结构18、传动轴20和电机17构成转动结构。
43.如图1、图3和图6所示，检测组件24包括超声探头2401、接收探头2402和超声机组2403，且超声探头2401和接收探头2402均安装在超声机组2403上，同时超声机组2403安装在平台1的内顶部上，检测组件24的一侧设置有控制箱25，且控制箱25内设置有映射模块、存储模块与控制器。
44.进一步的实施例中，检测组件24的两侧对称设置有检测探头28，且检测探头28与平台1的内顶部固定连接。
45.具体的，在实际工作过程中，将待检测的工件通过放料口放置在检测台9的顶部，
接着控制电机17驱动丝杠2旋转使第一调节座4沿丝杠2移动至检测组件24的下方，超声探头2401将对工件进行发声，接收探头2402将对超声反馈进行接收，同时超声机组2403将根据反馈来对工件进行分析，并将分析数据传递给控制箱25，控制箱25中的控制器将收到的信息通过基于数字孪生技术的映射模块将数据映射成相应的立体模型并放大至指定数值展示在控制面板27上，工作人员可通过控制面板27对焊件的焊接厚度以及焊接质量进行直观查看，同时超声机组2403将对接收到的检测信息进行分辨；
46.当检测数据不符合要求时即存在焊接层过薄、焊接处开裂以及焊接处凹凸不平时会在控制器将控制电动伸缩杆8在电机17带动工件复位的过程中推动检测台9倾斜使工件对应从下料槽11滑落至筛选盘14上进行存储，且筛选盘14设置有多组，可分别用于存放不同类型的次品，同时次品的类型包括可返工修整的轻微次品、重复焊接增加焊层即可使用的中度次品以及需融化再生等重度残次品；
47.电机17反转驱动第一调节座4下料的同时将带动第二调节座5及其顶部的检测台9以及工件移动至检测组件24的下方重复上述检测工序，丝杠2旋转的同时将通过第二皮带传动结构18带动第一旋转杆19和第二旋转杆21以及密封板22旋转，从而即可利用密封板22控制放料口的开合，进而避免灰尘通过放料口污染装置内部的检测组件24。
48.实施例二
49.本实施例为上述实施例的进一步描述应当理解本实施例包括前述全部技术特征并作进一步具体描述。
50.如图3、图4和图6所示，进一步的实施例中，抽尘组件26包括抽尘罩2601、抽尘机2602和抽尘管道2603，且抽尘罩2601固定连接在第一调节座4和第二调节座5上，抽尘罩2601通过抽尘管道2603与抽尘机2602连接，且抽尘机2602安装在平台1的内部。
51.进一步的实施例中，抽尘罩2601呈半球状，且抽尘罩2601的表面均匀地设置有抽尘头，同时抽尘罩2601设置在安装座7的一侧。
52.具体的，当装置内部需要除尘时，工作人员可控制抽尘机2602通过第一调节座4和第二调节座5移动的抽尘罩2601进行抽尘，从而便于防止检测组件24被灰尘污染，半球状的抽尘罩2601便于扩大装置的抽尘范围。
53.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于数字孪生的可视化放大结构的焊接检测平台，包括平台(1)和检测组件(24)，其特征在于：所述平台(1)内设置有丝杠(2)，且丝杠(2)的一侧设置有牵引杆(3)，所述丝杠(2)上连接有第一调节座(4)和第二调节座(5)，且第一调节座(4)和第二调节座(5)的顶部均设置有安装座(7)，所述安装座(7)与抽尘组件(26)连接，且安装座(7)通过电动伸缩杆(8)与检测台(9)连接，所述检测台(9)的一侧设置有下料座(10)，且下料座(10)对应设置在下料槽(11)的内侧，同时下料槽(11)开设在平台(1)的一侧壁上，所述丝杠(2)通过第一皮带传动结构(16)和第二皮带传动结构(18)分别与电机(17)以及第一旋转杆(19)连接，且第一旋转杆(19)通过传动轴(20)与第二旋转杆(21)连接，所述第一旋转杆(19)和第二旋转杆(21)均设置在放料口内，且放料口对称开设在平台(1)的顶部；所述检测组件(24)包括超声探头(2401)、接收探头(2402)和超声机组(2403)，且超声探头(2401)和接收探头(2402)均安装在超声机组(2403)上，同时超声机组(2403)安装在平台(1)的内顶部上，所述检测组件(24)的一侧设置有控制箱(25)，且控制箱(25)内设置有映射模块、存储模块与控制器。2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的可视化放大结构的焊接检测平台，其特征在于：所述平台(1)的前侧壁上安装有控制面板(27)，且控制面板(27)设置在下料槽(11)的上方。3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的可视化放大结构的焊接检测平台，其特征在于：所述第一调节座(4)和第二调节座(5)均贯穿连接在牵引杆(3)上，且第一调节座(4)和第二调节座(5)的底部均等间距设置有球体(6)。4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的可视化放大结构的焊接检测平台，其特征在于：所述下料槽(11)对称设置有三组，且下料槽(11)的内顶部通过安装板(15)与防尘帘(12)连接。5.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生的可视化放大结构的焊接检测平台，其特征在于：所述防尘帘(12)的外侧设置有托板(13)，且托板(13)固定连接在平台(1)的外壁上，同时托板(13)的顶部卡合连接有筛选盘(14)。6.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的可视化放大结构的焊接检测平台，其特征在于：所述第一旋转杆(19)和第二旋转杆(21)上均连接有密封板(22)，且密封板(22)的边缘处设置有密封圈(23)。7.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的可视化放大结构的焊接检测平台，其特征在于：所述密封板(22)交错设置在第一旋转杆(19)和第二旋转杆(21)上，且密封板(22)、第一旋转杆(19)、第二旋转杆(21)、第一皮带传动结构(16)、第二皮带传动结构(18)、传动轴(20)和电机(17)构成转动结构。8.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的可视化放大结构的焊接检测平台，其特征在于：所述检测组件(24)的两侧对称设置有检测探头(28)，且检测探头(28)与平台(1)的内顶部固定连接。9.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的可视化放大结构的焊接检测平台，其特征在于：所述抽尘组件(26)包括抽尘罩(2601)、抽尘机(2602)和抽尘管道(2603)，且抽尘罩(2601)固定连接在第一调节座(4)和第二调节座(5)上，所述抽尘罩(2601)通过抽尘管道
(2603)与抽尘机(2602)连接，且抽尘机(2602)安装在平台(1)的内部。10.根据权利要求9所述的一种基于数字孪生的可视化放大结构的焊接检测平台，其特征在于：所述抽尘罩(2601)呈半球状，且抽尘罩(2601)的表面均匀地设置有抽尘头，同时抽尘罩(2601)设置在安装座(7)的一侧。

技术总结
本发明公开了一种基于数字孪生的可视化放大结构的焊接检测平台，包括平台和检测组件，所述平台内设置有丝杠。该基于数字孪生的可视化放大结构的焊接检测平台，超声机组将对接收到的检测信息进行分辨，当检测数据不符合要求时即存在焊接层过薄、焊接处开裂以及焊接处凹凸不平时会在控制器的配合下与存储模块中的数据库内的数值进行对比，从而便于根据不同焊接次品的情况将其进行分类，次品分类的依据包括可返工修整的轻微次品、重复焊接增加焊层即可使用的中度次品以及需融化再生等重度残次品，综上本申请可检测出从外表面检测不出的情况，且可根据焊接次品的情况推荐出解决最优项选择，进而便于最大程度保证焊件质量的同时提高装置的成品率。时提高装置的成品率。时提高装置的成品率。


技术研发人员：刘永刚 姚立权 张萌
受保护的技术使用者：辽宁装备制造职业技术学院
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/9/7