预测焊接质量的方法、装置及电子设备与流程

本申请涉及预测或优化技术领域，具体而言，涉及一种预测焊接质量的方法、装置及电子设备。

背景技术：

现有技术中对焊接质量进行评价时，往往是在整个焊接过程完成后，才发现焊接质量的缺陷，延时性较高。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例提供了一种预测焊接质量的方法、装置及电子设备，用以改善现有技术中发现焊接质量的缺陷延时性较高的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种预测焊接质量的方法，应用于焊接设备，所述方法包括：持续获取多种输入焊接参数的取值；根据多种输入焊接参数中每种输入焊接参数的取值获得焊接参数变化情况；使用训练完成的焊接质量分析模型对所述多种输入焊接参数中每种输入焊接参数的焊接参数变化情况进行分析处理，得到焊接质量缺陷信息。

在上述实施方式中，通过焊接质量分析模型实时获得焊接是否存在质量缺陷，可缩短发现质量缺陷的时间，降低延时性。

在一个可能的设计中，所述方法还包括：通过多个训练样本训练得到所述焊接质量分析模型，所述多个训练样本中的每个训练样本包括多种所述输入焊接参数的取值以及与所述多种输入焊接参数对应的焊接质量缺陷信息。

可以利用训练样本来训练焊接质量分析模型，从而使得焊接质量分析模型可以根据每种输入焊接参数的连续值的变化情况输出焊接质量缺陷信息。

在一个可能的设计中，所述通过多个训练样本训练得到所述焊接质量分析模型，包括：将所述每个训练样本中的多种输入焊接参数中每种输入焊接参数的焊接参数变化情况作为自变量，将与所述多种输入焊接参数中每种输入焊接参数的焊接参数变化情况对应的焊接质量缺陷信息作为因变量，对初始的焊接质量分析模型进行训练，得到所述多种输入焊接参数的焊接参数变化情况与所述焊接质量缺陷之间的关联路径。

通过焊接质量分析模型建立起多种输入焊接参数中至少一种输入焊接参数的变化情况与焊接质量缺陷之间的关联。

在一个可能的设计中，在所述通过多个训练样本训练得到所述焊接质量分析模型之前，所述方法还包括：持续获取多种输入焊接参数中每种输入焊接参数的取值；利用质量监测设备持续监测焊接设备作用的承受对象；若所述多种输入焊接参数中存在至少一种输入焊接参数的焊接参数变化情况超过预设变化范围，利用所述质量监测设备对所述焊接参数变化情况超过预设变化范围的时刻时获取到的承受对象的焊接情况进行分析，获得所述承受对象的焊接质量缺陷信息；将所述多种输入焊接参数中的至少一种输入焊接参数的焊接参数变化情况以及对应的焊接质量缺陷信息作为一个训练样本。

焊接参数变化情况超过预设变化范围表示有较大可能存在质量缺陷，因此，质量监测设备可以持续监测焊接设备作用的承受对象的焊接质量，并重点分析焊接参数变化情况超过预设变化范围的时刻对应的承受对象的焊接质量。然后焊接参数变化情况以及对应的承受对象的焊接质量可以作为训练样本，对焊接质量分析模型进行训练，提高焊接质量分析模型的准确度。

在一个可能的设计中，所述多种输入焊接参数包括焊接电流、焊接电压、焊接速度以及焊接气体流量。

第二方面，本申请实施例提供了一种预测焊接质量的装置，应用于焊接设备，所述装置包括：焊接参数获取模块，用于持续获取多种输入焊接参数的取值；变化情况获取模块，用于根据多种输入焊接参数中每种输入焊接参数的取值获得焊接参数变化情况；缺陷信息获得模块，用于使用训练完成的焊接质量分析模型对所述多种输入焊接参数中每种输入焊接参数的焊接参数变化情况进行分析处理，得到焊接质量缺陷信息。

在一个可能的设计中，所述装置还包括：模型训练模块，用于通过多个训练样本训练得到所述焊接质量分析模型，所述多个训练样本中的每个训练样本包括多种所述输入焊接参数的取值以及与所述多种输入焊接参数对应的焊接质量缺陷信息。

在一个可能的设计中，所述模型训练模块具体用于将所述每个训练样本中的多种输入焊接参数中每种输入焊接参数的焊接参数变化情况作为自变量，将与所述多种输入焊接参数中每种输入焊接参数的焊接参数变化情况对应的焊接质量缺陷信息作为因变量，对初始的焊接质量分析模型进行训练，得到所述多种输入焊接参数的焊接参数变化情况与所述焊接质量缺陷之间的关联路径。

在一个可能的设计中，所述装置还包括：持续获取模块，用于持续获取多种输入焊接参数中每种输入焊接参数的取值；监测模块，用于利用质量监测设备持续监测焊接设备作用的承受对象；焊接情况分析模块，用于当所述多种输入焊接参数中存在至少一种输入焊接参数的焊接参数变化情况超过预设变化范围时，利用所述质量监测设备对所述焊接参数变化情况超过预设变化范围的时刻时获取到的承受对象的焊接情况进行分析，获得所述承受对象的焊接质量缺陷信息；训练样本获得模块，用于将所述多种输入焊接参数中的至少一种输入焊接参数的焊接参数变化情况以及对应的焊接质量缺陷信息作为一个训练样本。

在一个可能的设计中，所述多种输入焊接参数包括焊接电流、焊接电压、焊接速度以及焊接气体流量。

第三方面，本申请提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行第一方面或第一方面的任一可选的实现方式所述的方法。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行第一方面或第一方面的任一可选的实现方式所述的方法。

第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法。

为使本申请实施例所要实现的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请实施例提供的预测焊接质量的方法的流程示意图；

图2示出了本申请实施例提供的预测焊接质量的方法的部分步骤的流程示意图；

图3示出了本申请实施例提供的预测焊接质量的装置的示意性结构框图；

图4示出了本申请实施例中的电子设备的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参见图1，图1示出了本申请实施例提供的预测焊接质量的方法的流程示意图，应理解，图1所示的方法可以由处理设备执行，该处理设备可以与传感器通讯连接。传感器用于在焊接设备对承受对象进行焊接时采集多种输入焊接参数。焊接设备可以是焊接机器人或工业焊机。该处理设备可以与下文中的图4所示的电子设备对应，该处理设备可以是能够执行该方法的各种设备，例如，可以为个人计算机、服务器或网络设备等，本申请实施例并不限于此，具体包括如下步骤s110至步骤s130：

步骤s110，持续获取多种输入焊接参数的取值。

多种输入焊接参数包括焊接电流、焊接电压、焊接速度以及焊接气体流量，焊接电流为焊接设备工作时的工作电流值；焊接电压为焊接设备工作时的工作电压值；焊接速度为焊接设备的焊枪的移动速度；焊机气体流量为焊接气体在单位时间的喷出量。

处理设备可以在焊接设备执行焊接工作的过程中持续且实时接收多种输入焊接参数。

步骤s120，根据多种输入焊接参数中每种输入焊接参数的取值获得焊接参数变化情况。

焊接参数变化情况包括有变化或无变化，判断有变化或无变化的标准是至少一种输入焊接参数的连续相邻的两个参数值之间的差值是否超过预设变化范围，连续相邻的两个参数值之间的差值为相应的输入焊接参数的波动量。若差值超过预设变化范围，可判定焊接参数变化情况为有变化；若差值未超过预设变化范围，可判定焊接参数变化情况为无变化。

可以理解，多种输入焊接参数中可能有至少一种输入焊接参数的波动量超过预设变化范围，也可能全部输入焊接参数的波动量均未超过预设变化范围。在全部输入焊接参数的波动量均未超过预设变化范围时，焊接设备造成焊接质量缺陷的可能性较小。

处理设备持续获得多种输入焊接参数，对于多种输入焊接参数中的至少一种输入焊接参数，处理设备能够以每秒n个数据的频率获得其参数值。为了便于描述，不妨以焊接电流为例进行说明：

处理设备在获得焊接电流的连续多个参数值时，可计算相邻的两个参数值之差，即计算焊接电流的波动量，判断相邻的两个参数值之差是否超过预设变化范围，若是，则表示有较大概率出现焊接质量缺陷，若否，则表示有较小概率出现焊接质量缺陷。

步骤s130，使用训练完成的焊接质量分析模型对所述多种输入焊接参数中每种输入焊接参数的焊接参数变化情况进行分析处理，得到焊接质量缺陷信息。

焊接质量缺陷信息为反映焊接设备对承受对象的焊接是否存在质量缺陷的信息。焊接质量缺陷信息与焊接参数变化情况相对应，若焊接参数变化情况为无变化，则焊接质量缺陷信息存在质量缺陷的可能较小；若焊接参数变化情况为有变化，则焊接质量缺陷信息存在质量缺陷的可能较大。

可选地，若判定结果是存在质量缺陷信息，则焊接质量缺陷信息还可以反映质量缺陷的类型。质量缺陷的类型为反映焊接技术不达标的原因，质量缺陷的类型包括表面缺陷和内部缺陷，其中，表面缺陷包括不连续缺陷、坍塌缺陷以及表面气孔缺陷等；内部缺陷包括内部气孔缺陷以及未焊透等。

本申请实施例可以获取多种输入焊接参数中每种输入焊接参数的连续值，然后根据每种输入焊接参数的相邻连续值获得相应输入焊接参数的变化情况，焊接质量分析模型可根据多种输入焊接参数中至少一种输入焊接参数的变化情况得到本次焊接的焊接质量缺陷信息。通过焊接质量分析模型实时获得焊接是否存在质量缺陷，可缩短发现质量缺陷的时间，降低延时性。

在步骤s130之前，所述方法还包括：通过多个训练样本训练得到所述焊接质量分析模型，所述多个训练样本中的每个训练样本包括多种所述输入焊接参数的取值以及与所述多种输入焊接参数对应的焊接质量缺陷信息。

可以利用训练样本来训练焊接质量分析模型，从而使得焊接质量分析模型可以根据每种输入焊接参数的连续值的变化情况输出焊接质量缺陷信息。

通过多个训练样本训练得到所述焊接质量分析模型，具体包括：将所述每个训练样本中的多种输入焊接参数中每种输入焊接参数的焊接参数变化情况作为自变量，将与所述多种输入焊接参数中每种输入焊接参数的焊接参数变化情况对应的焊接质量缺陷信息作为因变量，对初始的焊接质量分析模型进行训练，得到所述多种输入焊接参数的焊接参数变化情况与所述焊接质量缺陷之间的关联路径。通过焊接质量分析模型建立起多种输入焊接参数中至少一种输入焊接参数的变化情况与焊接质量缺陷之间的关联。

请参见图2，在通过多个训练样本训练得到所述焊接质量分析模型之前，所述方法还包括如下步骤s210至步骤s240：

步骤s210，持续获取多种输入焊接参数中每种输入焊接参数的取值。

步骤s210为收集训练样本阶段的步骤，该步骤依然可以由处理设备通过与传感器通讯连接获得，传感器可以在焊接设备对承受对象进行焊接时采集多种输入焊接参数。

步骤s220，利用质量监测设备持续监测焊接设备作用的承受对象。

质量监测设备为监测焊接设备的焊接质量的设备，质量监测设备可以为超声探伤仪器、x射线仪器或红外视角探测仪中的一种或多种。质量监测设备可作用于承受焊接的承受对象，并把监测得到的监测质量结果发送给处理设备。

步骤s230，若所述多种输入焊接参数中存在至少一种输入焊接参数的焊接参数变化情况超过预设变化范围，利用所述质量监测设备对所述焊接参数变化情况超过预设变化范围的时刻时获取到的承受对象的焊接情况进行分析，获得所述承受对象的焊接质量缺陷信息。

焊接参数变化情况超过预设变化范围表示有较大可能存在质量缺陷，因此，质量监测设备可以持续监测焊接设备作用的承受对象的焊接质量，并重点分析焊接参数变化情况超过预设变化范围的时刻对应的承受对象的焊接质量。

步骤s240，将所述多种输入焊接参数中的至少一种输入焊接参数的焊接参数变化情况以及对应的焊接质量缺陷信息作为一个训练样本。

质量监测设备将与焊接参数变化情况对应的焊接质量缺陷信息发送给处理设备，由处理设备将焊接参数变化情况以及对应的焊接质量缺陷信息作为一个训练样本，对焊接质量分析模型进行训练，提高焊接质量分析模型的准确度。

上述步骤中利用的训练完成的焊接质量分析模型可以作为分析模型微服务被发布，分析模型微服务可封装为webservice被发布在云端，该分析模型微服务可提供各类调用接口和显示接口。分析模型微服务的功能可以为根据给定的输入焊接参数，返回预测性的焊接质量缺陷信息；也可以设定期望达到的焊接质量目标，并根据模拟的输入焊接参数预测焊接质量缺陷信息，并计算预测出的焊接质量缺陷信息与焊接质量目标之间的偏差，从而调整模拟的输入焊接参数。其中，webservice技术，能使得运行在不同机器上的不同应用无须借助附加的、专门的第三方软件或硬件，就可相互交换数据或集成。

该分析模型微服务也可以打包成嵌入式程序，放置在边缘硬件中运行，功能可以为根据给定的输入焊接参数，返回预测性的焊接质量缺陷信息；也可以设定期望达到的焊接质量目标，并根据模拟的输入焊接参数预测焊接质量缺陷信息，并计算预测出的焊接质量缺陷信息与焊接质量目标之间的偏差，从而调整模拟的输入焊接参数。

分析模型微服务可以按照如下格式发布：pkl、onnx、pb、xml、pmml、json，也可以运行在边缘侧的bin二进制码，具有较高的兼容性，可在不同的运行环境及使用场景中工作。用户可随时调用该分析模型微服务以保障焊接现场的焊接质量。

请参见图3，图3示出了本申请提供的预测焊接质量的装置的示意性结构框图，应理解，该装置400与上述图1至图2方法实施例对应，能够执行上述方法实施例涉及的各个步骤，该装置400具体的功能可以参见上文中的描述，为避免重复，此处适当省略详细描述。装置400包括至少一个能以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器中或固化在装置400的操作系统(operatingsystem，os)中的软件功能模块。具体地，该装置400包括：

焊接参数获取模块410，用于持续获取多种输入焊接参数的取值。

变化情况获取模块420，用于根据多种输入焊接参数中每种输入焊接参数的取值获得焊接参数变化情况。

缺陷信息获得模块430，用于使用训练完成的焊接质量分析模型对所述多种输入焊接参数中每种输入焊接参数的焊接参数变化情况进行分析处理，得到焊接质量缺陷信息。

所述装置还包括：模型训练模块，用于通过多个训练样本训练得到所述焊接质量分析模型，所述多个训练样本中的每个训练样本包括多种所述输入焊接参数的取值以及与所述多种输入焊接参数对应的焊接质量缺陷信息。

所述模型训练模块具体用于将所述每个训练样本中的多种输入焊接参数中每种输入焊接参数的焊接参数变化情况作为自变量，将与所述多种输入焊接参数中每种输入焊接参数的焊接参数变化情况对应的焊接质量缺陷信息作为因变量，对初始的焊接质量分析模型进行训练，得到所述多种输入焊接参数的焊接参数变化情况与所述焊接质量缺陷之间的关联路径。

所述装置还包括：持续获取模块，用于持续获取多种输入焊接参数中每种输入焊接参数的取值。

监测模块，用于利用质量监测设备持续监测焊接设备作用的承受对象。

焊接情况分析模块，用于当所述多种输入焊接参数中存在至少一种输入焊接参数的焊接参数变化情况超过预设变化范围时，利用所述质量监测设备对所述焊接参数变化情况超过预设变化范围的时刻时获取到的承受对象的焊接情况进行分析，获得所述承受对象的焊接质量缺陷信息。

训练样本获得模块，用于将所述多种输入焊接参数中的至少一种输入焊接参数的焊接参数变化情况以及对应的焊接质量缺陷信息作为一个训练样本。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法中的对应过程，在此不再过多赘述。

本申请还提供一种装置，图4为本申请实施例中的电子设备500的结构框图，如图4所示。电子设备500可以包括处理器510、通信接口520、存储器530和至少一个通信总线540。其中，通信总线540用于实现这些组件直接的连接通信。其中，本申请实施例中设备的通信接口520用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。处理器510可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器510可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络处理器(networkprocessor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现成可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器510也可以是任何常规的处理器等。

存储器530可以是，但不限于，随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)，只读存储器(readonlymemory，rom)，可编程只读存储器(programmableread-onlymemory，prom)，可擦除只读存储器(erasableprogrammableread-onlymemory，eprom)，电可擦除只读存储器(electricerasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)等。存储器530中存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器510执行时，电子设备500可以执行上述图1至图2方法实施例涉及的各个步骤。

电子设备500还可以包括存储控制器、输入输出单元、音频单元、显示单元8。

所述存储器530、存储控制器、处理器510、外设接口、输入输出单元、音频单元、显示单元各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通信总线540实现电性连接。所述处理器510用于执行存储器530中存储的可执行模块，例如装置300包括的软件功能模块或计算机程序。

输入输出单元用于提供给用户输入数据实现用户与所述服务器(或本地终端)的交互。所述输入输出单元可以是，但不限于，鼠标和键盘等。

音频单元向用户提供音频接口，其可包括一个或多个麦克风、一个或者多个扬声器以及音频电路。

显示单元在所述电子设备与用户之间提供一个交互界面(例如用户操作界面)或用于显示图像数据给用户参考。在本实施例中，所述显示单元可以是液晶显示器或触控显示器。若为触控显示器，其可为支持单点和多点触控操作的电容式触控屏或电阻式触控屏等。支持单点和多点触控操作是指触控显示器能感应到来自该触控显示器上一个或多个位置处同时产生的触控操作，并将该感应到的触控操作交由处理器进行计算和处理。

输入输出单元用于提供给用户输入数据实现用户与处理终端的交互。所述输入输出单元可以是，但不限于，鼠标和键盘等。

可以理解，图4所示的结构仅为示意，所述电子设备500还可包括比图4中所示更多或者更少的组件，或者具有与图4所示不同的配置。图4中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行方法实施例所述的方法。

本申请还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行方法实施例所述的方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述方法中的对应过程，在此不再过多赘述。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，术语“包括或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。