一种基于多传感器的激光淬火检测系统及其控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114199993A(43)申请公布日2022.03.18(21)申请号202111512305.7C21D11/00(2006.01)(22)申请日2021.12.07C21D1/18(2006.01)C21D1/09(2006.01)(71)申请人电子科技大学地址610054四川省成都市高新区(西区)西源大道2006号(72)发明人黄智陈贵科贾卫博王洪艳刘世东蒋劲茂杨仲强李超(74)专利代理机构成都春夏知识产权代理事务所(特殊普通合伙)51317代理人夏琴(51)Int.Cl.G01N27/90(2021.01)G01J5/00(2022.01)G01B7/02(2006.01)G01B11/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种基于多传感器的激光淬火检测系统及其控制方法(57)摘要本发明公开了一种基于多传感器的激光淬火检测系统及其控制方法，解决现有单一传感器检测激光淬火质量过程中探测指标单一、精度不高的技术问题。本发明的检测系统包括激光淬火头、红外相机、电涡流传感器和计算机。本发明控制方法包括：步骤一：根据工件电导率和磁导率特征，建立涡流阻抗参数与表面硬度截面分布的关联模型；步骤二：设定目标温度，调节激光器功率，开始激光淬火操作；步骤三：红外相机和电涡流传感器分别实时在线检测工件淬火温度和涡流阻抗，根据检测数据调节目标温度。本发明采用多传感器可实现表面淬火硬度情况实时在线检测，指标全面、可靠性高，保障激光淬火智能化控制工件表面硬度的一致性和均匀性效果，具有较佳实用性。CN114199993ACN114199993A权利要求书1/1页1.一种基于多传感器的激光淬火检测系统，其特征在于，包括设于工件(1)上用于对工件(1)激光淬火的激光淬火头(2)，设于工件(1)上用于对工件(1)淬火温度实时检测的红外相机(3)，设于工件(1)上用于对工件(1)硬度实时监测的电涡流传感器(4)，以及分别与激光淬火头(2)、红外相机(3)和电涡流传感器(4)相连接的计算机(6)。2.根据权利要求1所述的一种基于多传感器的激光淬火检测系统，其特征在于，红外相机(3)倾斜角度为15‑60度。3.根据权利要求1所述的一种基于多传感器的激光淬火检测系统，其特征在于，电涡流传感器(4)倾斜角度为15‑60度。4.根据权利要求1所述的一种基于多传感器的激光淬火检测系统，其特征在于，激光淬火头(2)、红外相机(3)和电涡流传感器(4)分别通过工业总线(5)与计算机(6)相连接。5.根据权利要求1所述的一种基于多传感器的激光淬火检测系统，其特征在于，计算机(6)为上位机。6.根据权利要求1‑5任意一项所述的一种基于多传感器的激光淬火检测系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：根据工件电导率和磁导率特征，建立涡流阻抗参数与表面硬度截面分布的关联模型；步骤二：设定目标温度，调节激光器功率，开始激光淬火操作；步骤三：红外相机和电涡流传感器分别实时检测工件淬火温度和涡流阻抗，根据检测数据调节目标温度。7.根据权利要求6所述的一种基于多传感器的激光淬火检测系统的控制方法，其特征在于，不同工件电导率和磁导率不同，关联模型不同。8.根据权利要求6所述的一种基于多传感器的激光淬火检测系统的控制方法，其特征在于，在步骤三中，红外相机和电涡流传感器实时将检测数据传输至计算机，由计算机控制并调节激光淬火头的激光器功率。9.根据权利要求8所述的一种基于多传感器的激光淬火检测系统的控制方法，其特征在于，在步骤三中，计算机根据电涡流传感器的检测数据，由涡流阻抗参数与表面硬度截面分布的关联模型判断工件硬度分布是否理想，若工件硬度分布不理想，则返回步骤二，重新调节目标温度。10.根据权利要求8所述的一种基于多传感器的激光淬火检测系统的控制方法，其特征在于，在步骤三中，计算机根据红外相机的检测数据，判断温度差是否小于阈值，若大于则返回步骤二，重新调节目标温度，若小于则保持激光器功率恒定、继续加工直至结束。2CN114199993A说明书1/4页一种基于多传感器的激光淬火检测系统及其控制方法技术领域[0001]本发明属于激光淬火技术领域，具体涉及一种基于多传感器的激光淬火检测系统及其控制方法。背景技术[0002]激光淬火是利用激光在要热处理的零件相关部位进行扫描，使被扫描区域快速升温，而未被扫描区域保持常温的一种金属表面热处理方法。由于激光淬火的功率密度高、冷却速度快、不需要水或油等冷却介质，具有天然绿色环保等特点。另外激光淬火可淬硬的工件材料有结构钢、调质钢和铸钢，以及各种不同种类的如片状石墨铸铁或球状石墨铸铁。因此激光表面淬火工艺因具有独特的优越性而得到广泛的研究和应