[发明专利]焊接的控制方法及装置

说明书

技术领域

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

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。

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。

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。

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

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。

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。

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。

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。

可选地，所述预设步长与焊缝长度及曲率相关。

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。

可选地，所述焊接工艺参数包括：送丝速度以及焊接速度。

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：v'＝v_r+Δv；以及按照如下公式计算实时送丝速度：c'＝c_r+Δc；其中，ΔA＝A_r-A'，A'为实时焊缝坡口的横截面积，A_r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，ΔA为焊缝坡口横截面积实时偏差值；ω₁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，ω₁>0,ω₂>0；v'为实时焊接速度，v_r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，Δv为实时焊接速度增益量c'为实时送丝速度，c_r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，Δc为实时送丝速度增益量；A_r、v_r、c_r、ω₁及ω₂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。

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。

可选地，所述扫描单元适于利用激光视觉传感器扫描焊缝。

可选地，所述激光视觉传感器设置于机器人的末端。