一种激光填丝焊送丝速度控制方法、装置及系统与流程

本发明涉及一种激光填丝焊技术领域，尤其涉及一种激光填丝焊中送丝速度的控制方法、装置及系统。

背景技术：

目前，激光填丝焊技术是在激光自熔焊的基础上发展起来的，即向自熔焊形成的焊接熔池内填入焊丝，以减少焊接接头合金元素烧损，抑制焊缝气孔和裂纹的形成，改善焊缝表面凹陷、咬边等缺陷。然而填入丝焊的体积对焊缝成形有着很大的影响，比如填充量较大，焊缝熔滴堆积；填充量过小，焊缝凹陷。而目前现有的激光填丝焊设备在焊接过程中送丝速度固定，当整条焊缝长度范围内焊缝间隙不一致时必然后造成焊丝填充量过大或过小，从而影响焊缝成形。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种激光填丝焊送丝速度控制方法，其能够解决现有技术中由于拼焊工件的焊缝间隙不一致而导致焊丝填入量过大或过小，影响焊缝成形的问题。

本发明的目的之二在于提供一种电子设备，其能够解决现有技术中由于拼焊工件的焊缝间隙不一致而导致焊丝填入量过大或过小，影响焊缝成形的问题。

本发明的目的之三在于提供一种计算机可读存储介质，其能够解决现有技术中由于拼焊工件的焊缝间隙不一致而导致焊丝填入量过大或过小，影响焊缝成形的问题。

本发明的目的之四在于提供一种激光填丝焊送丝速度控制装置，其能够解决现有技术中由于拼焊工件的焊缝间隙不一致而导致焊丝填入量过大或过小，影响焊缝成形的问题。

本发明的目的之五在于提供一种激光填丝焊送丝速度控制系统，其能够解决现有技术中由于拼焊工件的焊缝间隙不一致而导致焊丝填入量过大或过小，影响焊缝成形的问题。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种激光填丝焊送丝速度控制方法，包括以下步骤：

获取步骤：获取拼焊工件的焊缝间隙大小；

转换步骤：根据拼焊工件的焊缝间隙大小与焊丝填入速度的关系计算得出焊丝填入速度，以及根据焊丝填入速度生成模拟量电压信号并将其发送给送丝机控制系统，从而使得送丝机控制系统根据模拟量电压信号控制送丝枪的工作状态。

进一步地，所述拼焊工件的焊缝间隙大小的获取过程为：通过摄像头实时拍摄拼焊工件的焊缝间隙并形成焊缝成像数据将其发送给视觉处理单元，从而使得视觉处理单元对所述焊缝成像数据进行处理得出拼焊工件的焊缝间隙大小。

进一步地，设定焊缝间隙大小为s、焊丝填入速度为w，则所述拼焊工件的焊缝间隙大小与焊丝填入速度的关系为：w＝a*s+b，其中a、b为所述拼焊工件的系统参数。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如前所述的激光填丝焊送丝速度控制方法的步骤。

本发明的目的之三采用如下技术方案实现：

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前所述的激光填丝焊送丝速度控制方法的步骤。

本发明的目的之四采用如下技术方案实现：

一种激光填丝焊送丝速度控制装置，包括：

获取模块，用于获取拼焊工件的焊缝间隙大小；

转换模块，用于根据拼焊工件的焊缝间隙大小与焊丝填入速度的关系计算得出焊丝填入速度，以及根据焊丝填入速度生成模拟量电压信号并将其发送给送丝机控制系统，从而使得送丝机控制系统根据模拟量电压信号控制送丝枪的工作状态。

进一步地，所述拼焊工件的焊缝间隙大小的获取过程：通过安装在焊接头上的摄像头实时拍摄拼焊工件的焊缝间隙并形成焊缝成像数据将其发送给视觉处理单元，从而使得视觉处理单元对所述焊缝成像数据进行处理得出拼焊工件的焊缝间隙大小。

进一步地，设定焊缝间隙大小为s、焊丝填入速度为w，则所述拼焊工件的焊缝间隙大小与焊丝填入速度的关系为：w＝a*s+b，其中a、b为所述拼焊工件的系统参数。

本发明的目的之五采用如下技术方案实现：

一种激光填丝焊送丝速度控制系统，包括机器人、送丝机控制系统、焊接头和送丝枪，所述焊接头安装于机器人上，所述机器人用于控制焊接头在拼焊工件上的移动位置，所述送丝枪安装于焊接头上，用于向拼焊工件的焊缝间隙内填充焊丝；所述送丝机控制系统用于控制送丝枪的工作状态，还包括：摄像头、视觉处理单元和plc控制系统，其中摄像头安装于焊接头上，所述摄像头通过视觉处理单元与plc控制系统连接，所述plc控制系统与送丝机控制系统电性连接；

所述摄像头用于实时拍摄拼焊工件的焊缝间隙并形成焊缝成像数据将其发送给视觉处理单元，从而使得视觉处理单元对所述焊缝成像数据进行处理得出拼焊工件的焊缝间隙大小；

所述plc控制系统用于接收视觉处理单元发送的拼焊工件的焊缝间隙大小，并根据拼焊工件的焊缝间隙大小与焊丝填入速度之间的关系计算得出焊丝填入速度，以及根据焊丝填入速度生成对应的模拟量电压信号发送给送丝机控制系统，从而使得送丝机控制系统根据模拟量电压信号控制送丝枪的工作状态。相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明通过在焊接操作过程中检测拼焊工件的焊缝间隙大小并实时调整焊丝填入速度，以避免造成焊丝填入量过大或过小的问题，从而保证了焊缝成形的稳定性，提高产品合格率。

附图说明

图1为本发明提供的激光填丝焊送丝速度控制系统的结构示意简图；

图2为本发明提供的激光填丝焊送丝速度控制方法的方法流程图；

图3为本发明提供的激光填丝焊送丝速度控制装置的装置模块图。

图中：1、机器人；2、焊接头；3、送丝枪；4、送丝机控制系统；5、拼焊工件；51、焊缝间隙；6、摄像头；7、视觉处理单元；8、plc控制系统。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例

本发明为了解决激光填丝焊中焊丝填充的送丝速度，在原有的激光填丝焊系统的基础上增加了焊缝跟踪设备，从而实现了根据焊缝大小来控制激光填丝焊的送丝速度，使得焊丝填充量不至于过大或过小，保证焊缝的成形稳定，提高产品合格率。

也即是，在焊接头前端安装摄像头，通过摄像头对待填充的焊缝进行实时拍摄并将所拍摄的焊缝成像数据(比如图像或视频等数据)发送给视觉处理单元对其进行图像处理等操作，从而计算出焊缝间隙大小，这样在对焊缝进行填充焊丝时，就能够根据该焊缝间隙大小来调整送丝速度，保证焊缝中焊丝的填充量。

另外，本发明还给出了对于焊丝填入速度与焊缝间隙大小之间的计算关系时，这样系统就可以根据拼焊工件的焊缝间隙来实时调整焊丝填入速度。

假设焊丝填入速度为w、焊缝间隙大小为s，则二者的关系式为w＝a*s+b，其中a、b为对应的系统参数，不同的焊接材料，其a、b的值均不同，为已知的。

如图1所示，一种激光填丝焊送丝速度的控制系统，其除了包括激光填丝焊的焊接设备，如机器人1、送丝机控制系统4、焊接头2、送丝枪3等设备外，还包括摄像头6、视觉处理单元7和plc控制系统8。

焊接头2安装于机器人1上，这样机器人1用于控制焊接头2、在拼焊工件5上的位置，比如控制焊接头2沿着拼焊工件5的焊缝间隙51移动等。送丝枪3安装于焊接头2上，用于向拼焊工件5的焊缝间隙51填充焊丝。

而摄像头6也安装于焊接头2上，其与焊接头2、送丝枪3均沿着拼焊工件5的焊缝间隙51移动。比如机器人1控制焊接头2在拼焊工件5上沿着焊缝间隙51移动时，摄像头6处于拼焊工件5的焊缝间隙51的正上方，可用于拍摄拼焊工件5的焊缝间隙51的焊缝成形数据(比如焊缝间隙的图像或视频等数据)；同时，送丝枪3沿着焊缝间隙51将焊丝填入焊缝间隙51内。

摄像头6还用于将焊缝成像数据发送给视觉处理单元7，视觉处理单元7用于对焊缝成像数据进行相应处理得到拼焊工件5的焊缝间隙大小，并将焊缝间隙大小发送给plc控制系统8。

plc控制系统8根据焊缝间隙大小与焊丝填入速度之间的关系计算得出对应的焊丝填入速度，并将其转换为模拟量电压信号输出给送丝机控制系统4。送丝机控制系统4用于根据模拟量电压信号来控制对送丝枪3的工作状态，从而可实现控制送丝枪3填入拼焊工件5的焊缝间隙51的丝焊填充量。另外，视觉处理单元7根据焊接成像数据进行图像处理的过程为本领域技术人员所熟知的技术。比如对图像进行图像处理、对视频提取帧图像等分析得到拼焊工件5的焊缝间隙大小。

本发明通过将实时拍摄拼焊工件5的焊缝间隙51，然后计算得出焊缝间隙大小并根据焊缝间隙大小来控制送丝枪3填入焊缝间隙51的丝焊填充量，这样就保证填入焊缝间隙51的丝焊填充量不至于过大或过小，而导致焊缝间隙熔滴堆积或者焊缝间隙凹陷等情况的发生，保证了焊缝的成形稳定，提高产品合格率。

如图2所示，一种激光填丝焊送丝速度控制方法，运行于plc控制系统，其包括以下步骤：

s1、获取拼焊工件的焊缝间隙大小；

s2、根据拼焊工件的焊缝间隙大小与焊丝填入速度的关系计算得出焊丝填入速度，以及根据焊丝填入速度生成对应的模拟量电压信号并将其发送给送丝机控制系统，从而使得送丝机控制系统根据模拟量电压信号控制送丝枪的工作状态。

另外，上述控制方法不仅仅适用于plc控制系统，也可以适用于其他具有计算、转换等功能的处理器设备。

本发明还提供了一种电子设备，其包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如前所述的激光填丝焊送丝速度的控制方法的步骤。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如前所述的激光填丝焊送丝速度的控制方法的步骤。

如图3所示，一种激光填丝焊送丝速度控制装置，包括：

获取模块，用于获取拼焊工件的焊缝间隙大小；

转换模块，用于根据拼焊工件的焊缝间隙大小与焊丝填入速度的关系计算得出焊丝填入速度，以及根据焊丝填入速度生成模拟量电压信号并将其发送给送丝机控制系统，从而使得送丝机控制系统根据模拟量电压信号控制送丝枪的工作状态。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。