焊接的控制方法及装置的制造方法
【专利摘要】一种焊接的控制方法及装置。所述方法包括：扫描焊缝，提取所述焊缝的图像特征点，所述焊缝的图像特征点包括：所述焊缝上焊缝坡口的特征点及所述焊缝的轨迹的特征点；根据所述焊缝的图像特征点，构建所述焊缝的三维构形；在所构建的三维构形上，沿所述焊缝的轨迹每隔预设步长计算对应的焊接工艺参数并输出，以根据所计算的焊接工艺参数进行焊接控制，所述预设步长小于所述焊缝的长度。应用上述方案可以提高在焊缝较长且焊缝坡口变化不均匀时的焊接质量以及焊接效率。
【专利说明】
焊接的控制方法及装置
技术领域
[0001] 本发明涉及焊接控制技术领域，具体涉及一种焊接的控制方法及装置。
【背景技术】
[0002] 在工程机械结构中，因两板对接而产生的焊缝较多。为了保证焊接度，通常对焊缝 进行加工形成焊缝坡口，所述焊缝坡口为一定几何形状的沟槽。
[0003] 常规的焊接过程中，通常使用焊接机器人对焊缝进行自动化焊接。焊接机器人是 通过人工示教进行重复性动作及控制的刚性化机器人，采用静态固性的焊接工艺参数施 焊。
[0004] 然而，在对大型结构件对接所产生的焊缝进行焊接的过程中，由于大型结构件经 常会存在下料与组对误差大的问题，由此导致所产生的焊缝坡口经常发生变化。因此，在利 用焊接机器人对大型结构件对接所产生的焊缝进行焊接时，必将导致填充量不一、咬边以 及焊漏等焊缝成形缺陷。
[0005] 针对上述问题，目前的焊接控制方法虽然可以使得焊接机器人在焊接时能够根据 焊缝坡口的实际形状，自动匹配合适的焊接工艺参数，以确保最终的焊接质量，然而，对于 在焊缝较长且焊缝坡口变化不均匀时，焊接质量仍较差，并且焊接效率较低。
【发明内容】
[0006] 本发明解决的技术问题是如何提高在焊缝较长且焊缝坡口变化不均匀时的焊接 质量及焊接效率。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种焊接的控制方法，所述方法包括:扫 描焊缝，提取所述焊缝的图像特征点，所述焊缝的图像特征点包括:所述焊缝上焊缝坡口的 特征点及所述焊缝的轨迹的特征点；根据所述焊缝的图像特征点，构建所述焊缝的三维构 形;在所构建的三维构形上，沿所述焊缝的轨迹每隔预设步长计算对应的焊接工艺参数并 输出，以根据所计算的焊接工艺参数进行焊接控制，所述预设步长小于所述焊缝的长度。
[0008] 可选地，所述扫描焊缝，包括:利用激光视觉传感器扫描所述焊缝。
[0009] 可选地，所述根据所述焊缝的图像特征点，构建所述焊缝的三维构形，包括:将所 述焊缝的图像特征点转换至机器人工作坐标系中；在所述机器人工作坐标系中，将所述焊 缝上焊缝坡口的特征点及所述焊缝的轨迹的特征点相应连接，获得所述焊缝的三维构形。
[0010] 可选地，所述预设步长与焊缝长度及曲率相关。
[0011] 可选地，所述在所构建的三维构形上，沿所述焊缝的轨迹每隔预设步长计算对应 的焊接工艺参数，包括:在所构建的三维构形上，每隔预设步长构建与所述焊缝的轨迹正交 的平面;计算与所构建的平面正交后获得的所述焊缝坡口的横截面的面积;根据所述焊缝 坡口的横截面的面积计算对应的焊接工艺参数。
[0012] 可选地，所述焊接工艺参数包括:送丝速度以及焊接速度。
[0013] 可选地，所述根据所述焊缝坡口的横截面的面积计算对应的焊接工艺参数，包括： 按照如下公式计算实时焊接速度
=Vr+Δ V;以及按照如下公式计算实 时送丝速度：
，=cr+Ac;其中，AA = Ar-A'，A'为实时焊缝坡口的横截面 积，Ar为同一类型的焊缝坡口在相同工艺条件下的标准焊缝坡口的横截面积，△ A为焊缝坡 口横截面积实时偏差值；《:为实时焊接速度的计算参数，(〇2为实时送丝速度的计算参数， ?1>〇，《 2>〇;，为实时焊接速度，^为同一类型的焊缝坡口在相同工艺条件下的标准焊接 速度，△ V为实时焊接速度增益量C '为实时送丝速度，Cr为同一类型的焊缝坡口在相同工艺 条件下的标准送丝速度，A C为实时送丝速度增益量;Ar、Vr、Cr、ω成ω 2是通过对不同类型 的焊缝坡口在不同工艺条件下进行数据分析所预先获得的。
[0014] 本发明实施例还提供了一种焊接的控制装置，所述装置包括:扫描单元，适于扫描 焊缝，提取所述焊缝的图像特征点，所述焊缝的图像特征点包括:所述焊缝上焊缝坡口的特 征点及所述焊缝的轨迹的特征点；构建单元，适于根据所述焊缝的图像特征点，构建所述焊 缝的三维构形;计算单元，适于在所构建的三维构形上，沿所述焊缝的轨迹每隔预设步长计 算对应的焊接工艺参数并输出，以根据所计算的焊接工艺参数进行焊接控制，所述预设步 长小于所述焊缝的长度。
[0015] 可选地，所述扫描单元适于利用激光视觉传感器扫描焊缝。
[0016] 可选地，所述激光视觉传感器设置于机器人的末端。
[0017] 可选地，所述构建单元包括:坐标系转换子单元，适于将所述焊缝的图像特征点转 换至机器人工作坐标系中；第一构建子单元，适于在所述机器人工作坐标系中，将所述焊缝 上焊缝坡口的特征点及所述焊缝的轨迹的特征点相应连接，获得所述焊缝的三维构形。
[0018] 可选地，所述预设步长与焊缝长度及曲率相关。
[0019] 可选地，所述计算单元包括:第二构建子单元，适于在所构建的三维构形上，每隔 预设步长构建与所述焊缝的轨迹正交的平面;第一计算子单元，适于计算与所构建的平面 正交后获得的所述焊缝坡口的横截面的面积;第二计算子单元，适于根据所述焊缝坡口的 横截面的面积计算对应的焊接工艺参数并输出。
[0020] 可选地，所述焊接工艺参数包括:送丝速度以及焊接速度。
[0021 ]可选地，所述第二计算子单元包括:第一计算模块，适于计算焊缝坡口横截面积实 时偏差值A A = Ar-A'，Α'为实时焊缝坡口的横截面积，Ar为同一类型的焊缝坡口在相同工艺 条件下的标准焊缝坡口的横截面积；第二计算模块，适于计算实时焊接速度增益量
ω i为实时焊接速度的计算参数，ω ;第三计算模块，适于计算实时焊 接速度V '= Vr+ Δ V ; Vr为同一类型的焊缝坡口在相同工艺条件下的标准焊接速度;第四计算 模块，适于计算实时送丝速度增益量
M为实时送丝速度的计算参数，ω2> 〇 ;第五计算模块，适于计算实时送丝速度C '= Cr+ Δ C，Cr为同一类型的焊缝坡口在相同工艺 条件下的标准送丝速度;其中，六:^^^成^是通过对不同类型的焊缝坡口在不同工艺 条件下进行数据分析所预先获得的。
[0022] 可选地，所述装置还包括:存储单元，适于存储
[0023] 与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
[0024]采用上述方案，获得焊缝的三维构形后，通过在所述三维构形上，沿着焊缝的轨迹 每隔预设步长获取对应的焊接工艺参数，由于所述预设步长小于所述焊缝的长度，因此需 要至少获取三次的焊缝数据信息，而非仅在焊缝的首、尾两端分别搜索一次焊缝宽度，因此 可以在焊缝较长且焊缝坡口变化不均匀时更加准确地获得焊缝的数据信息，从而可以获得 更好的焊接质量。并且，通过扫描来获得焊缝数据信息，相对于采用接触式寻位的方式，速 度更快，因此可以有效提高焊接效率。
[0025]进一步，使用激光视觉传感器来扫描所述焊缝，可以快速、连续地获得所述焊缝的 图像特征点，并且无须与焊缝接触，因此可以更快地获得所述焊缝的深度信息，提高焊接效 率。
[0026]进一步，通过在所构建的三维构形上每隔预设步长构建与所述焊缝轨迹正交的平 面，并计算所构建的平面的面积，进而按照所构建的平面的面积对应的焊接工艺参数进行 焊接控制，其中，所述焊接工艺参数包括:送丝速度以及焊接速度。也就是说，每隔预设步长 计算一次送丝速度以及焊接速度，并以此进行焊接控制，而非依赖于焊接时是否采用摆动， 可以使得整个焊接控制方法的适用范围更广。
【附图说明】
[0027] 图1是本发明实施例中一种焊接的控制方法流程图；
[0028] 图2(a)为一种焊缝的图像；
[0029]图2(b)为对图2(a)中所示焊缝进行一次扫描后所获得的扫描图像；
[0030] 图3是本发明实施例中一种焊缝的三维构形的构建示意图；
[0031] 图4是本发明实施例中一种焊缝的三维构形示意图；
[0032]图5是一种四边形的示意图；
[0033] 图6是本发明实施例中一种焊接的控制装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0034] 目前，在焊接控制过程中，主要采用接触式寻位的方式，在焊缝的首、尾两端分别 搜索一次焊缝宽度，并将搜索到的焊缝宽度最终转换为焊接摆幅宽度，进而利用所述焊接 摆幅宽度对焊接机器人的施焊进行控制。
[0035] 然而，由于上述焊接控制方法仅在首、尾两端寻位，因此所获取的焊缝坡口的信息 较少，通常适用于坡口均匀变化且焊缝较短的情况，当应用于焊缝较长且焊缝坡口变化不 均匀的情况时，焊接质量较差，并且焊接效率较低。
[0036] 针对上述问题，本发明实施例提供了一种焊接的控制方法，应用所述方法，扫描焊 缝并获得焊缝坡口及所述焊缝的轨迹的三维构形后，通过在所构建的焊缝的轨迹上每隔预 设步长获取对应的焊接工艺参数，由于所述预设步长小于所述焊缝的长度，因此需要至少 获取三次的焊缝数据信息，而非仅在焊缝的首、尾两端分别搜索一次焊缝宽度，因此可以在 焊缝较长且焊缝坡口变化不均匀时更加准确地获得焊缝的数据信息，从而可以获得更好的 焊接质量。并且，通过扫描来获得焊缝数据信息，相对于采用接触式寻位的方式，速度更快， 因此可以有效提尚焊接效率。
[0037] 为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本 发明的具体实施例做详细地说明。
[0038] 参照图1，本发明实施例提供了一种焊接的控制方法，所述方法可以包括如下步 骤：
[0039] 步骤11，扫描焊缝，提取所述焊缝的图像特征点。
[0040] 在本发明的一实施例中，可以在机器人的末端安装激光视觉传感器，所述激光视 觉传感器可以向所述焊缝发射线状激光，并采集所述焊缝的图像。通过所述激光视觉传感 器可以连续、快速地扫描焊缝，相对于接触式寻位的方式，可以更快地获得所述焊缝的深度 f目息，因此可以有效提尚焊接效率。
[0041] 通过扫描焊缝，获得所述焊缝的扫描图像后，对所述焊缝的扫描图像进行图像识 另IJ，提取所述焊缝的图像特征点。其中，所述焊缝的图像特征点至少包括所述焊缝上焊缝坡 口的特征点及所述焊缝的轨迹的特征点。具体图像识别的方法不受限制，比如可以预先设 置图像识别模型，通过所述图像识别模型来识别所述扫描图像。
[0042] 例如，对于图2(a)中示出的焊缝，通过激光视觉传感器进行一次扫描后，可以获得 图2(b)中示出的扫描图像。在图2(b)中，区域A内示出的多个点为对该扫描图像所提取的图 像特征点。其中，《$，，表示所述焊缝的轨迹的一特征点，"?"表示所述焊缝上焊缝坡口的 一特征点，白色实线为所述焊缝所在工件的边界。
[0043]步骤12,根据所述焊缝的图像特征点，构建所述焊缝的三维构形。
[0044] 在具体实施中，提取所述焊缝的图像特征点后，可以通过三维测量法获得各个图 像特征点在激光视觉传感器所对应的激光坐标系下的坐标，利用预先获得的激光坐标系与 机器人工作坐标系之间的映射关系，将各个图像特征点在激光坐标系下的坐标转换至机器 人工作坐标系中，进而在所述机器人工作坐标系中，将所述焊缝的轨迹的特征点以及所述 焊缝坡口的特征点相应连接，获得所述焊缝的三维构形。
[0045] 图3为一种焊缝的三维构形的构建示意图。参照图3，《$,，表示所述焊缝的轨迹的 一特征点，"?"表示所述焊缝上焊缝坡口的一特征点。根据各个特征点在机器人工作坐标 系下的坐标，将焊缝的轨迹的各个特征点相应连接，得到所述焊缝的轨迹（如图中实线所 示），将焊缝坡口的各个特征点相应连接，得到多条焊道边界线（如图中点划线所示）。所述 焊缝的轨迹及焊道边界线构成所述焊缝的三维构形。
[0046] 步骤13,在所构建的三维构形上，沿所述焊缝的轨迹每隔预设步长计算对应的焊 接工艺参数并输出，以根据所计算的焊接工艺参数进行焊接控制，所述预设步长小于所述 焊缝的长度。
[0047] 在具体实施中，获得所述焊缝的三维构形后，可以采用多种方法获取对应的焊接 工艺参数。在本发明的一实施例中，可以在所构建的三维构形上，沿所述焊缝的轨迹，每隔 预设步长构建与所述焊缝的轨迹正交的平面，并计算与所构建的平面正交后获得的所述焊 缝坡口的横截面的面积，进而按照所述焊缝坡口的横截面的面积计算对应的焊接工艺参数 以进行焊接控制。
[0048] 需要说明的是，在具体实施中，所述预设步长可以根据焊缝的长度及曲率进行设 置。可以理解的是，所述预设步长越小，焊接控制的精度越高，但整个焊接控制所需时间也 就越长。具体无论所述预设步长如何设置，只要所述预设补偿小于所述焊缝的长度即可，也 就是在整个焊接控制过程中，至少获取三次上焊接工艺参数即可。
[0049] 具体地，参照图4,在所构建的焊缝的轨迹Ll上，可以先按照预设步长离散化所构 建的焊缝的轨迹，获得多个焊缝的轨迹点si~s8。之后，在每个焊缝轨迹点处构建一正交于 所述焊缝的轨迹的平面，该平面与各个焊道边界线(如图中点划线所示)相交获得所述焊缝 坡口的一横截面，例如，在焊缝的轨迹点s2处所获得的所述焊缝坡口横截面M1，在焊缝的轨 迹点s8处所获得的所述焊缝坡口横截面M2。
[0050] 需要说明的是，在具体实施中，所述焊缝坡口横截面可能为三角形，如图4中所述 焊缝坡口横截面M1，也可能为四边形，如图4中所述焊缝坡口横截面M2。当然，还可能为其它 形状，具体不受限制。但无论所述焊缝坡口的横截面的形状如何，均不构成对本发明的限 制，且均在本发明的保护范围之内。
[0051] 下面以所述焊缝坡口横截面为三角形或四边形为例，对如何计算其面积进行说 明：
[0052]当所述焊缝坡口的横截面为三角形时，以三角形三边长分别为a，b，c为例，三角形 的面积Ad可以通过如下公式获得：
[0053]
( 1 )
[0054] 其中，P = (a+b+c)/2。
[0055] 当所述焊缝坡口的横截面为四边形时，参照图5,以四边形边长分别为a，b，c，d为 例，令边长为a的边与边长为d的边之间的夹角为Q 1，而边长为b的边与边长为c的边之间的 夹角为θ2,则四边形的面积如可以通过如下公式获得：
[0056]
(2)
[0057] 其中，P = (a+b+c+d)/2。
[0058] 计算得到所述焊缝坡口的横截面积后，可以按照所述焊缝坡口的横截面的面积计 算对应的焊接工艺参数以进行焊接控制。在本发明的一实施例中，所述焊接工艺参数可以 包括:送丝速度以及焊接速度。不同的工艺条件及焊缝坡口类型，同一所述焊缝坡口的横截 面的面积所对应的焊接工艺参数可能会不同。
[0059] 在本发明的一实施例中，令某一类型的焊缝坡口在指定工艺条件下的标准焊缝坡 口的横截面积为Ar，实时焊缝坡口的横截面积为A'，焊缝坡口横截面积实时偏差值为Δ A。 该类型的焊缝坡口在指定工艺条件下的标准焊接速度为Vr，实时焊接速度为V'，实时焊接 速度增益量为Αν。该类型的焊缝坡口在指定工艺条件下的标准送丝速度为 Cr，实时送丝速 度为C '，实时送丝速度增益量为Δ C 〇
[0060] 在具体实施中，计算得到所述焊缝坡口的横截面积后，可以先根据公式(3)，获得 焊缝坡口横截面积实时偏差值为Δ A:
[0061] AA=Ar-A' (3)
[0062] 接着，将焊缝坡口横截面积实时偏差值为△ A分别代入公式(4)及(5)，获得实时焊
[0063] 接速度增益量A V，以及实时送丝速度增益量A c:
(4)
[0064] (5)
[0065]最后，通过实时焊接速度增益量Δν与实时焊接速度v'之间的关系，g卩v'= Vr+A v，获得实时焊接速度ν'；通过实时送丝速度增益量A c与实时送丝速度c'之间的关系，SPc' =Cr+ Δ C，获得实时送丝速度C '。
[0066] 其中，O1为实时焊接速度的计算参数，ω2为实时送丝速度的计算参数，，ω 〇〇， ω2>0,且六^^^^^及^是通过对不同类型的焊缝坡口在不同工艺条件下进行线性回归 分析所预先获得的。
[0067] 采用上述方法，获得各个焊缝轨迹点处的实时焊接速度以及实时送丝速度后，可 以先对全部的焊接工艺参数进行一阶平滑滤波，以消除所述全部的焊接工艺参数内的噪 声，再进行相应的焊接控制。
[0068] 综上可知，采用上述方案，在焊缝的三维构形上，沿着焊缝的轨迹，每隔预设步长 获取对应的焊接工艺参数，由于所述预设步长小于所述焊缝的长度，因此可以获取至少三 次的焊缝数据信息，而非仅在焊缝的首、尾两端分别搜索一次焊缝宽度，在焊缝较长且焊缝 坡口变化不均匀时可以获得更好的焊接质量。
[0069]为了使本领域技术人员更好地理解和实现本发明，以下对上述焊接的控制方法所 对应的装置进行详细描述。
[0070] 参照图6,本发明实施例一种焊接的控制装置，所述装置可以包括:扫描单元61，构 建单元62以及计算单元63。其中：
[0071] 所述扫描单元61，适于扫描焊缝，提取所述焊缝的图像特征点，所述焊缝的图像特 征点包括:所述焊缝上焊缝坡口的特征点及所述焊缝的轨迹的特征点；
[0072]所述构建单元62,适于根据所述焊缝的图像特征点，构建所述焊缝三维构形；
[0073]所述计算单元63,适于在所构建的三维构形上，沿所述焊缝的轨迹每隔预设步长 获取对应的焊接工艺参数并输出，以根据所计算的焊接工艺参数进行焊接控制，所述预设 步长小于所述焊缝的长度。
[0074] 在具体实施中，所述扫描单元61适于利用激光视觉传感器扫描焊缝。
[0075] 在具体实施中，所述激光视觉传感器设置于机器人的末端。
[0076]在具体实施中，所述构建单元62可以包括:坐标系转换子单元621以及第一构建子 单元622。其中：
[0077]所述坐标系转换子单元621，适于将所述焊缝的图像特征点转换至机器人工作坐 标系中；
[0078]所述第一构建子单元622，适于在所述机器人工作坐标系中，将所述焊缝上焊缝坡 口的特征点及所述焊缝的轨迹的特征点相应连接，获得所述焊缝的三维构形。
[0079] 在具体实施中，所述预设步长与焊缝长度及曲率相关。
[0080] 在具体实施中，所述计算单元63可以包括:第二构建子单元631、第一计算子单元 632以及第二计算子单元633。其中：
[0081]所述第二构建子单元631，适于在所构建的焊缝的轨迹上，每隔预设步长构建与所 述焊缝的轨迹正交的平面；
[0082]所述第一计算子单元632,适于计算与所构建的平面正交后获得的所述焊缝坡口 的横截面的面积；
[0083] 所述第二计算子单元633,适于根据所述焊缝坡口的横截面的面积计算对应的焊 接工艺参数并输出。
[0084] 在具体实施中，所述焊接工艺参数包括:送丝速度以及焊接速度。
[0085]在具体实施中，所述第二计算子单元633可以包括:第一计算模块71，第二计算模 块72，第三计算模块73，第四计算模块74以及第五计算模块75。其中：
[0086] 所述第一计算模块71，适于计算焊缝坡口横截面积实时偏差值AA = Ar_A'，A'为 实时焊缝坡口的横截面积，Ar为同一类型的焊缝坡口在相同工艺条件下的标准焊缝坡口的 横截面积；
[0087] 所述第二计算模块72，适于计算实时焊接速度增益量
％实时 焊接速度的计算参数，O1X);
[0088]所述第三计算模块73,适于计算实时焊接速度ν' =Vr+Δ V; Vr为同一类型的焊缝坡 口在相同工艺条件下的标准焊接速度；
[0089]所述第四计算模块74,适于计算实时送丝速度增益iω2为实时 送丝速度的计算参数，《2>0;
[0090]所述第五计算模块75,适于计算实时送丝速度C ' = Cr+ Δ C，Cr为同一类型的焊缝坡 口在相同工艺条件下的标准送丝速度；
[0091] 其中，六^^^^^^及^^是通过对不同类型的焊缝坡口在不同工艺条件下进行数 据分析所预先获得的。
[0092] 在具体实施中，所述装置还包括:存储单元64，适于存储Ar、Vr、Cr、ω !及ω 2。
[0093] 在具体实施中，所述焊接的控制装置通过扫描工件2的焊缝，得到一焊缝轨迹点处 的实时焊接速度以及实时送丝速度后，可以将焊缝轨迹点的位置信息以及对应的实时焊接 速度发送至机器人的控制装置1，由机器人的控制装置1控制机器人3在该焊缝轨迹点处以 相应的焊接速度对工件2进行焊接；以及将焊缝轨迹点的位置信息以及对应的实时送丝速 度发送至设置在机器人3上的焊接控制器，由所述焊接控制器控制机器人3在该焊缝轨迹点 处以相应的送丝速度进行焊接。当然，所述焊接的控制装置也可以集成于所述机器人的控 制装置3或者焊接控制器中，具体不受限制。
[0094]本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可 以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储 介质可以包括:R〇M、RAM、磁盘或光盘等。
[0095]虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本 发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所 限定的范围为准。
【主权项】
1. 一种焊接的控制方法，其特征在于，包括： 扫描焊缝，提取所述焊缝的图像特征点，所述焊缝的图像特征点包括:所述焊缝上焊缝 坡口的特征点及所述焊缝的轨迹的特征点； 根据所述焊缝的图像特征点，构建所述焊缝的三维构形； 在所构建的三维构形上，沿所述焊缝的轨迹每隔预设步长计算对应的焊接工艺参数并 输出，以根据所计算的焊接工艺参数进行焊接控制，所述预设步长小于所述焊缝的长度。2. 如权利要求1所述的焊接的控制方法，其特征在于，所述扫描焊缝，包括： 利用激光视觉传感器扫描所述焊缝。3. 如权利要求1所述的焊接的控制方法，其特征在于，所述根据所述焊缝的图像特征 点，构建所述焊缝的三维构形，包括： 将所述焊缝的图像特征点转换至机器人工作坐标系中； 在所述机器人工作坐标系中，将所述焊缝上焊缝坡口的特征点及所述焊缝的轨迹的特 征点相应连接，获得所述焊缝的三维构形。4. 如权利要求1所述的焊接的控制方法，其特征在于，所述预设步长与焊缝长度及曲率 相关。5. 如权利要求1所述的焊接的控制方法，其特征在于，所述在所构建的三维构形上，沿 所述焊缝的轨迹每隔预设步长计算对应的焊接工艺参数，包括： 在所构建的三维构形上，每隔预设步长构建与所述焊缝的轨迹正交的平面； 计算与所构建的平面正交后获得的所述焊缝坡口的横截面的面积； 根据所述焊缝坡口的横截面的面积计算对应的焊接工艺参数。6. 如权利要求5所述的焊接的控制方法，其特征在于，所述焊接工艺参数包括:送丝速 度以及焊接速度。7. 如权利要求6所述的焊接的控制方法，其特征在于，所述根据所述焊缝坡口的横截面 的面积计算对应的焊接工艺参数，包括： 按照如下公式计算实时焊接速度：V - Vr+ A V ; 以及按照如下公式计算实时送丝速度：C? =Cr+A C； 其中，AA = Ar-A'，A'为实时焊缝坡口的横截面积，Ar为同一类型的焊缝坡口在相同工 艺条件下的标准焊缝坡口的横截面积，A A为焊缝坡口横截面积实时偏差值； ?:为实时焊接速度的计算参数，《2为实时送丝速度的计算参数， c〇i>0, C〇2>0； v '为实时焊接速度，Vr为同一类型的焊缝坡口在相同工艺条件下的标准焊接速度，A V 为实时焊接速度增益量 C'为实时送丝速度，Cr为同一类型的焊缝坡口在相同工艺条件下的标准送丝速度，Ac 为实时送丝速度增益量； 是通过对不同类型的焊缝坡口在不同工艺条件下进行数据分析所预 先获得的。8. -种焊接的控制装置，其特征在于，包括： 扫描单元，适于扫描焊缝，提取所述焊缝的图像特征点，所述焊缝的图像特征点包括： 所述焊缝上焊缝坡口的特征点及所述焊缝的轨迹的特征点； 构建单元，适于根据所述焊缝的图像特征点，构建所述焊缝的三维构形； 计算单元，适于在所构建的三维构形上，沿所述焊缝的轨迹每隔预设步长计算对应的 焊接工艺参数并输出，以根据所计算的焊接工艺参数进行焊接控制，所述预设步长小于所 述焊缝的长度。9. 如权利要求8所述的焊接的控制装置，其特征在于，所述扫描单元适于利用激光视觉 传感器扫描焊缝。10. 如权利要求9所述的焊接的控制装置，其特征在于，所述激光视觉传感器设置于机 器人的末端。11. 如权利要求8所述的焊接的控制装置，其特征在于，所述构建单元包括： 坐标系转换子单元，适于将所述焊缝的图像特征点转换至机器人工作坐标系中； 第一构建子单元，适于在所述机器人工作坐标系中，将所述焊缝上焊缝坡口的特征点 及所述焊缝的轨迹的特征点相应连接，获得所述焊缝的三维构形。12. 如权利要求8所述的焊接的控制装置，其特征在于，所述预设步长与焊缝长度及曲 率相关。13. 如权利要求8所述的焊接的控制装置，其特征在于，所述计算单元包括： 第二构建子单元，适于在所构建的三维构形上，每隔预设步长构建与所述焊缝的轨迹 正交的平面； 第一计算子单元，适于计算与所构建的平面正交后获得的所述焊缝坡口的横截面的面 积； 第二计算子单元，适于根据所述焊缝坡口的横截面的面积计算对应的焊接工艺参数并 输出。14. 如权利要求13所述的焊接的控制装置，其特征在于，所述焊接工艺参数包括:送丝 速度以及焊接速度。15. 如权利要求14所述的焊接的控制装置，其特征在于，所述第二计算子单元包括： 第一计算模块，适于计算焊缝坡口横截面积实时偏差值A A = Ar-A'，A '为实时焊缝坡口 的横截面积，Ar为同一类型的焊缝坡口在相同工艺条件下的标准焊缝坡口的横截面积；第二计算模块，适于计算实时焊接速度增益量 为实时焊接速度的 计算参数，《i>〇; 第三计算模块，适于计算实时焊接速度V' = Vr+A V;Vr为同一类型的焊缝坡口在相同工 艺条件下的标准焊接速度； 第四计算模块，适于计算实时送丝速度增益量，《2为实时送丝速度的 计算参数，《2>0; 第五计算模块，适于计算实时送丝速度C' =Cr+A C，Cr为同一类型的焊缝坡口在相同工 艺条件下的标准送丝速度； 其中，▲^^、(^、(^及^^是通过对不同类型的焊缝坡口在不同工艺条件下进行数据分 析所预先获得的。 16 .如权利要求15所述的焊接的控制装置，其特征在于，还包括： 存储单元，适于存储Ar、Vr、Cr、W :及《 2。
【文档编号】B23K26/70GK106041295SQ201610522808
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月5日
【发明人】龚烨飞, 唐建武, 张嘎, 赵俭, 陈刘明, 蒋超
【申请人】昆山华恒机器人有限公司