焊缝成形在线调整方法及系统与流程

本发明涉及焊接技术领域，具体地，涉及焊缝成形在线调整方法及系统。

背景技术：

在自动化焊接过程中，焊缝熔宽、熔深及熔透等参数对焊缝成形及焊接质量具有重要影响。在实际的焊接过程中，由于被焊结构件的一致性难以保证，以及不可避免的焊接热变形、散热条件的差异以及焊接电源、送丝机的波动均会导致焊缝成形的变化，焊接过程中保持恒定的焊接工艺(包括焊接电流、弧长、送丝速度)将难以获得一致的焊缝质量。

由于受到弧光干扰、熔池扰动等多方面不确定因素，通过焊缝成形自适应控制系统在焊接过程中自动调节焊接电流等参数，尚难以满足实际的工程应用需求。依靠人眼现场监测焊接熔池，然后手动调节焊机电流参数，不仅存在精度不高，而且存在人工焊接现场操作环境恶劣、对人工经验依赖大的问题。

因此，有必要寻找一种能够清晰感知焊缝成形状态调整焊接电流的新方法。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种焊缝成形在线调整方法及系统。

根据本发明提供的一种焊缝成形在线调整方法，包括：

模型建立步骤：建立焊接环境的三维模型；

视频拍摄步骤：拍摄焊接熔池视频；

合成步骤：将拍摄的焊接熔池视频与三维模型进行合成，形成视频透视式的增强现实系统供操作者感知焊缝成形状态；

焊缝调整步骤：通过控制焊接电流的大小调节焊缝成形质量。

较佳的，所述焊接环境包括：被焊工件、焊枪。

较佳的，焊接环境中采用机器人作为焊枪的运动执行机构。

较佳的，焊接的方式包括：tig焊、mig焊、mag焊、等离子弧焊或激光焊。

根据本发明提供的一种焊缝成形在线调整系统，包括：

模型建立模块：建立焊接环境的三维模型；

视频拍摄模块：拍摄焊接熔池视频；

增强现实模块：将拍摄的焊接熔池视频与三维模型进行合成，形成视频透视式的增强现实系统供操作者感知焊缝成形状态；

焊缝调整模块：通过控制焊接电流的大小调节焊缝成形质量。

较佳的，所述焊接环境包括：被焊工件、焊枪。

较佳的，焊接环境中采用机器人作为焊枪的运动执行机构。

较佳的，焊接的方式包括：tig焊、mig焊、mag焊、等离子弧焊或激光焊。

较佳的，所述焊缝调整模块包括焊接电流遥控器。

较佳的，所述增强现实系统包括增强现实处理器以及增强现实眼镜。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明能够精确地实时焊接电流，确保焊缝成形的一致性；

2、本发明可以通过远程遥操作技术实现焊接电流的调整，使操作人员远离恶劣的现场环境，如焊接弧光辐射、狭窄的空间等环境。

3、本发明可应用于大多数焊接工艺，适用范围较广。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的工作流程图；

图2为本发明的结构示意图；

图中：

1为视频拍摄模块；

2为焊接机器人；

3为被焊工件；

4为焊接电源；

5为机器人控制柜；

6为焊接电流遥控器；

7为增强现实眼镜；

8为增强现实处理器。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在自动化焊接过程中，焊缝熔宽、熔深及熔透等参数对焊缝成形及焊接质量具有重要影响。在实际的焊接过程中，由于被焊结构件的一致性难以保证，以及不可避免的焊接热变形、散热条件的差异以及焊接电源、送丝机的波动均会导致焊缝成形的变化，焊接过程中需根据实际焊缝成形质量实时调节焊接电流，以获得一致的焊缝质量。

如图1所示，本发明提供的一种焊缝成形在线调整方法，包括：

模型建立步骤：建立焊接环境的三维模型，焊接环境包括：被焊工件、焊枪。其中，可以采用焊接机器人作为焊枪的运动执行机构，焊接的方式包括：tig焊、mig焊、mag焊、等离子弧焊或激光焊，本发明对此不作限制。

视频拍摄步骤：拍摄焊接熔池视频。

合成步骤：将拍摄的焊接熔池视频与三维模型进行合成，形成视频透视式的增强现实系统供操作者感知焊缝成形状态。

焊缝调整步骤：通过控制焊接电流的大小调节焊缝成形质量，使焊缝熔宽、熔深以及熔透状态保持一致。

如图2所示，在上述一种焊缝成形在线调整方法的基础上，本发明还提供一种焊缝成形在线调整系统，包括：

模型建立模块：建立焊接环境的三维模型，焊接环境包括：被焊工件3、焊枪。其中，可以采用焊接机器人2作为焊枪的运动执行机构，焊接的方式包括：tig焊、mig焊、mag焊、等离子弧焊或激光焊，本发明对此不作限制。机器人控制柜5用于控制焊接机器人2运作。

视频拍摄模块1：拍摄焊接熔池视频。

合成模块：将拍摄的焊接熔池视频与三维模型进行合成，形成视频透视式的增强现实系统供操作者感知焊缝成形状态。增强现实系统包括增强现实处理器8以及增强现实眼镜7。

焊缝调整模块：通过控制焊接电流的大小调节焊缝成形质量，使焊缝熔宽、熔深以及熔透状态保持一致。具体的，可以通过焊接电流遥控器6控制焊接电源4中的焊接电流。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种焊缝成形在线调整方法及系统，包括：建立焊接环境的三维模型；拍摄焊接熔池视频；将拍摄的焊接熔池视频与三维模型进行合成，形成视频透视式的增强现实系统供操作者感知焊缝成形状态；通过控制焊接电流的大小调节焊缝成形质量。本发明能够精确地实时焊接电流，确保焊缝成形的一致性；通过远程遥操作技术实现焊接电流的调整，使操作人员远离恶劣的现场环境，如焊接弧光辐射、狭窄的空间等环境。

技术研发人员：赵耀邦;吴远峰;张登明;成群林;杨长祺;李中权;王桃章;刘骁佳
受保护的技术使用者：上海航天精密机械研究所
技术研发日：2018.09.07
技术公布日：2019.01.11