CN106204571B - 数据的处理方法、焊接的控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种数据的处理方法、焊接的控制方法及装置。所述数据的处理方法包括：对图纸中的数据进行解析，识别组成目标对象的基本图元信息，所述基本图元信息包括：线及线的各个端点；根据所述基本图元信息之间的关系识别组成所述目标对象的各个面元；根据所述面元之间的关系识别组成所述目标对象的各个实体单元；根据所述实体单元之间的关系识别所述目标对象的几何特征。应用上述方案可以降低从图纸中提取出目标对象的几何特征的人力成本。

Description

数据的处理方法、焊接的控制方法及装置
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及一种数据的处理方法、焊接的控制方法及装置。
背景技术
图纸，即用标明尺寸的图形和文字来描述工程建筑、机械、设备等的结构、形状、尺寸及其它要求的一种技术文件，既包括纸质图纸，也包括电子图纸，如CAD图纸。其中，工程建筑、机械、设备等为图纸所描述的目标对象。
在实际应用中，通常需要从图纸中提取出目标对象的几何特征，也就是目标对象的位置、方向、周长、面积等方面的特征。目标对象的几何特征是制造业中执行相应工艺的主要参考数据，对工艺质量有着很大的影响。例如，在焊接机器人的离线编程过程中，需要根据工件的CAD图纸确定工件的焊缝，进而可以生成相应的焊接轨迹，以进行后续的自动化焊接。
目前，从图纸中提取出目标对象的几何特征，大都采用人眼观察的方式进行提取，人力成本较高。
发明内容
本发明解决的技术问题是如何降低从图纸中提取出目标对象的几何特征的人力成本。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种数据的处理方法，所述方法包括：对图纸中的数据进行解析，识别组成目标对象的基本图元信息，所述基本图元信息包括：线及线的各个端点；根据所述基本图元信息之间的关系识别组成所述目标对象的各个面元；根据所述面元之间的关系识别组成所述目标对象的各个实体单元；根据所述实体单元之间的关系识别所述目标对象的几何特征。
可选地，所述根据所述基本图元信息之间的关系识别组成所述目标对象的各个面元，包括：将圆弧以及所述圆弧的两个端点之间的连线所组成的封闭单元作为所述目标对象的一个面元；将直线线段的两个端点与所述直线线段外的任意一点之间的连线所组成的封闭单元作为所述目标对象的一个面元，所述直线线段外的任意一点为所述基本图元信息中除所述直线线段外的其它直线线段的端点。
可选地，所述根据所述面元之间的关系识别组成所述目标对象的各个实体单元，包括：将所述基本图元信息中共线的所有面元作为组成所述目标对象的一个实体单元。
可选地，所述目标对象的几何特征，包括：所述实体单元自身的几何特征以及两个以上所述实体单元间的组成结构的几何特征。
可选地，所述实体单元间的组成结构，包括：共面的两个实体单元之间的缝隙。
可选地，所述根据所述实体单元之间的关系识别所述目标对象的几何特征，包括：将共面的两个实体单元在彼此上面投影的交集的边线的几何特征，作为所述共面的两个实体单元之间的缝隙的几何特征。
本发明实施例还提供了一种焊接的控制方法，所述方法包括：采用上述任一种的数据的处理方法，识别待焊接工件的几何特征；根据所述待焊接工件的几何特征控制焊接机器人执行焊接操作。
可选地，所述待焊接工件的几何特征包括：所述待焊接工件的焊缝的几何特征以及所述待焊接工件各个实体单元的几何特征。
可选地，所述根据所述待焊接工件的几何特征控制焊接机器人执行焊接操作，包括：根据所述待焊接工件各个实体单元的几何特征设置焊接工艺参数；根据所述待焊接工件的焊缝的几何特征生成焊接轨迹；控制焊接机器人采用所设置的焊接工艺参数，并沿所述焊接轨迹执行焊接操作。
可选地，在所述根据所述待焊接工件的几何特征控制焊接机器人执行焊接操作之前，还包括：根据所述焊缝的位置，对所获得的待焊接工件的焊缝的几何特征执行过滤操作。
本发明实施例还提供了一种数据的处理装置，所述装置包括：解析单元，适于对图纸中的数据进行解析，识别组成目标对象的基本图元信息，所述基本图元信息包括：线及线的各个端点；第一识别单元，适于根据所述基本图元信息之间的关系识别组成所述目标对象的各个面元；第二识别单元，适于根据所述面元之间的关系识别组成所述目标对象的各个实体单元；第三识别单元，适于根据所述实体单元之间的关系识别所述目标对象的几何特征。
可选地，所述第一识别单元包括：第一识别子单元，适于将圆弧以及所述圆弧的两个端点之间的连线所组成的封闭单元作为所述目标对象的一个面元；第二识别子单元，适于将直线线段的两个端点与所述直线线段外的任意一点之间的连线所组成的封闭单元作为所述目标对象的一个面元，所述直线线段外的任意一点为所述基本图元信息中除所述直线线段外的其它直线线段的端点。
可选地，所述第二识别单元适于将所述基本图元信息中共线的所有面元作为组成所述目标对象的一个实体单元。
可选地，所述目标对象的几何特征，包括：所述实体单元自身的几何特征以及两个以上所述实体单元间的组成结构的几何特征。
可选地，所述实体单元间的组成结构，包括：共面的两个实体单元之间的缝隙。
可选地，所述第三识别单元适于将共面的两个实体单元在彼此上面投影的交集的边线的几何特征，作为所述共面的两个实体单元之间的缝隙的几何特征。
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：第四识别单元，适于采用上述任一种的数据的处理装置，识别待焊接工件的几何特征；控制单元，适于根据所述待焊接工件的几何特征控制焊接机器人执行焊接操作。
可选地，所述待焊接工件的几何特征包括：所述待焊接工件的焊缝的几何特征以及所述待焊接工件各个实体单元的几何特征。
可选地，所述控制单元包括：参数设置子单元，适于根据所述待焊接工件各个实体单元的几何特征设置焊接工艺参数；生成子单元，适于根据所述待焊接工件的焊缝的几何特征生成焊接轨迹；控制子单元，适于控制焊接机器人采用所设置的焊接工艺参数，并沿所述焊接轨迹执行焊接操作。
可选地，所述装置还包括：过滤单元，适于根据所述焊缝的位置，对所获得的待焊接工件的焊缝的几何特征执行过滤操作。
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：
应用上述方案，通过对图纸数据进行解析，获得基本图元信息，再利用基本图元信息依次识别组成目标对象的面元、实体单元，最终识别目标对象的几何特征。整个处理过程可以利用计算机来实现，无须采用人眼观察的方式进行提取，有效降低人力成本。
附图说明
图1是本发明实施例中提供的一种数据的处理方法的流程图；
图2(a)及图2(b)是本发明实施例提供的面元识别方法示意图；
图3是本发明实施例提供的一种目标对象的示意图；
图4是本发明实施例中提供的一种焊接的控制方法的流程图；
图5是本发明实施例中提供的一种数据的处理装置的结构示意图；
图6是本发明实施例中提供的一种焊接的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
目前，在焊接机器人的离线编程过程中，获得工件的CAD图纸数据后，通常采用人眼观察的方式，确定工件的焊缝，进而根据所确定的焊缝生成相应的焊接轨迹，以进行后续的自动化焊接，人力成本较高。
针对上述问题，本发明实施例提供了一种数据的处理方法，通过对图纸数据进行解析，获得基本图元信息，再利用基本图元信息依次识别组成目标对象的面元、实体单元，最终识别目标对象的几何特征。整个处理过程可以利用计算机来实现，无须采用人眼观察的方式进行提取，因此可以有效降低人力成本。
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。
参照图1，本发明的实施例提供了一种数据的处理方法，所述方法可以包括如下步骤：
步骤11，对图纸中的数据进行解析，识别组成目标对象的基本图元信息，所述基本图元信息包括：线及线的各个端点。
在具体实施中，图元指的是图形数据，是组成图像的基本单元，对应绘图界面中所看的见的实体，具体可以包括：点、线、面等。任意图像都是由图元信息组成的。
在本发明的实施例中，为了降低计算机实施的难度，所述基本图元信息为图元信息中最基本的信息，包括线及所述线的各个端点。其中，所述线可以为直线线段、圆弧、多义线等。其中，多义线可以为相连接的直线线段，或者为相连接的弧线，或者为相连接的直线线段与弧线的组合。
在本发明的实施例中，所述图纸可以为电子图纸，即以电子形式保存的图纸，比如：CAD图纸等；也可以为纸质图纸，即以纸件形式保持的图纸。无论是电子图纸还是纸质图纸，均可以被解析，进而获得组成目标图像的基本图元信息。
步骤12，根据所述基本图元信息之间的关系识别组成所述目标对象的各个面元。
在具体实施中，面元是组成所述目标对象各个面的基本单元。由于不在同一直线上的三点可以唯一确定一个面，因此，在具体实施中可以采用多种方式确定一个面元。
在本发明的一实施例中，参照图2(a)，点m及点n为圆弧line1上的两个端点，则点m及点n之间的连线与所述圆弧line1所组成的封闭单元21为所述目标对象的一个面元。
在本发明的另一实施例中，参照图2(b)，点e及点f为所述基本图元信息中直线线段line2的两个端点，点d为直线线段line2外其它直线线段的一个端点，则点d、点e及点f之间的连线所组成的封闭单元22为所述目标对象的一个面元。
需要说明的是，在具体实施中，多义线可以分解为直线线段和弧线，因此，在根据多义线确定面元时，可以根据分解后的直线线段及弧线确定相应的面元。每条多义线可以确定多个面元。
可以理解的是，所述不在同一直线上的三个点并不限于上述实施例中所列举的情况，本领域技术人员还可以采用其它方式确定相应的面元，此处不再一一列举。但具体无论采用何种方式确定面元，均不构成对本发明的限制，且均在本发明的保护范围之内。
步骤13，根据所述面元之间的关系识别组成所述目标对象的各个实体单元。
在具体实施中，实体单元每一个面的各条边都与该实体中其它的面共线，因此，在本发明的一实施例中，可以将所述基本图元信息中共线的所有面元作为组成所述目标对象的一个实体单元。具体地，可以将其中一个面元作为参考面元，从参考面元的各条边出发，在所识别的所有面元中分别查找与各条边共面的其它目标面元，再以各个目标面元为参考面元，重复上述查找过程，直至获得共线的所有面元。所获得的共线的所有面元组成所述目标对象的一个实体单元。
步骤14，根据所述实体单元之间的关系识别所述目标对象的几何特征。
在具体实施中，目标对象的几何特征，也就是目标对象的位置、方向、周长、面积等方面的特征。
在具体实施中，所述目标对象通常存在多个实体单元。所述目标对象的几何特征可以包括：所述实体单元自身的几何特征以及两个以上所述实体单元间的组成结构的几何特征。其中，所述两个以上实体单元间的组成结构可以包括：共面的两个实体单元之间的缝隙。
在本发明的一实施例中，可以将共面的两个实体单元在彼此上面投影的交集的边线的几何特征，作为所述共面的两个实体单元之间的缝隙的几何特征。比如，在焊接领域中，所述共面的两个实体单元之间的缝隙即焊缝，此时，共面的两个实体单元在彼此上面投影的交集的边线的长度即为焊缝的长度。
参照图3，以目标对象为工件3为例，工件3包括两个实体单元31及32。两个实体单元31及32之间的组成结构即缝隙line3。此时所述目标对象的几何特征既包括所述实体单元31以及32各自的厚度、宽度、边长、面积等特征，也包括实体单元31以及32之间的缝隙line3的长度等特征。
需要说明的是，本发明实施例中的数据处理方法虽以焊接领域为例进行说明，但可以理解的是，所述方法并不限于应用在焊接领域，还可以应用于其它领域，只要该领域需要根据图纸数据确定目标对象的几何特征即可。
参照图4，本发明实施例还提供了一种焊接的控制方法，所述方法可以包括如下步骤:
步骤41，识别待焊接工件的几何特征。
在具体实施中，可以采用上述数据的处理方法识别待焊接工件的几何特征。
在本发明的一实施例中，所述待焊接工件的几何特征包括：所述待焊接工件的焊缝的几何特征以及所述待焊接工件各个实体单元的几何特征。其中，所述待焊接工件的焊缝的几何特征可以为焊缝的长度，坡口面积等特征。所述待焊接工件各个实体单元的几何特征可以为所述实体单元的厚度、编程、面等特征。
步骤42，根据所述待焊接工件的几何特征控制焊接机器人执行焊接操作。
在本发明的一实施例中，可以根据所述待焊接工件各个实体单元的几何特征设置焊接工艺参数，根据所述待焊接工件的焊缝的几何特征生成焊接轨迹，进而控制焊接机器人采用所设置的焊接工艺参数，并沿所述焊接轨迹执行焊接操作。其中，所述焊接的工艺参数可以包括送丝速度以及焊接速度等用于控制焊接工艺的相关参数。
在实际焊接过程中，有些焊缝是不需要焊接的，比如平焊缝、立焊缝以及包角等。因此，在本发明的一实施例中，根据所述待焊接工件的几何特征控制焊接机器人执行焊接操作之前，还可以先根据述焊缝的位置，对所获得的待焊接工件的焊缝的几何特征执行过滤操作，即从所获得的焊缝的几何特征中滤除无线进行焊接操作的焊缝的几何特征，进而根据过滤后的焊缝的几何特征设定相应的焊接轨迹，提高焊接效率。
采用上述焊接控制方法，无须使用人力确定焊缝，直接利用计算机识别焊缝，因此可以减少人力成本。
为了使本领域技术人员更好地理解和实现本发明，以下对应用上述方法对应的装置进行详细描述。
参照图5，本发明实施例提供了一种数据的处理装置，所述装置可以包括：解析单元51、第一识别单元52、第二识别单元53以及第三识别单元54。其中:
所述解析单元51，适于对图纸中的数据进行解析，识别组成目标对象的基本图元信息，所述基本图元信息包括：线及线的各个端点；
所述第一识别单元52，适于根据所述基本图元信息之间的关系识别组成所述目标对象的各个面元；
所述第二识别单元53，适于根据所述面元之间的关系识别组成所述目标对象的各个实体单元；
所述第三识别单元54，适于根据所述实体单元之间的关系识别所述目标对象的几何特征。
在具体实施中，所述第一识别单元52可以包括：第一识别子单元521以及第二识别子单元522。其中：
所述第一识别子单元521，适于将圆弧以及所述圆弧的两个端点之间的连线所组成的封闭单元作为所述目标对象的一个面元；
所述第二识别子单元522，适于将直线线段的两个端点与所述直线线段外的任意一点之间的连线所组成的封闭单元作为所述目标对象的一个面元，所述直线线段外的任意一点为所述基本图元信息中除所述直线线段外的其它直线线段的端点。
在具体实施中，所述第二识别单元53适于将所述基本图元信息中共线的所有面元作为组成所述目标对象的一个实体单元。
在具体实施中，所述目标对象的几何特征，包括：所述实体单元自身的几何特征以及两个以上所述实体单元间的组成结构的几何特征。
在具体实施中，所述两个以上实体单元间的组成结构，包括：共面的两个实体单元之间的缝隙。
在具体实施中，所述第三识别单元54适于将共面的两个实体单元在彼此上面投影的交集的边线的几何特征，作为所述共面的两个实体单元之间的缝隙的几何特征。
参照图6，本发明实施例还提供了一种焊接的控制装置，所述装置可以包括：第四识别单元61以及控制单元62。其中:
所述第四识别单元61，适于采用上述任一种的数据的处理装置，识别待焊接工件的几何特征；
所述控制单元62，适于根据所述待焊接工件的几何特征控制焊接机器人执行焊接操作。
在具体实施中，所述待焊接工件的几何特征包括：所述待焊接工件的焊缝的几何特征以及所述待焊接工件各个实体单元的几何特征。
在具体实施中，所述控制单元62可以包括：参数设置子单元621，生成子单元622以及控制子单元623。其中：
所述参数设置子单元621，适于根据所述待焊接工件各个实体单元的几何特征设置焊接工艺参数；
所述生成子单元622，适于根据所述待焊接工件的焊缝的几何特征生成焊接轨迹；
所述控制子单元623，适于控制焊接机器人采用所设置的焊接工艺参数，并沿所述焊接轨迹执行焊接操作。
在具体实施中，所述装置还可以包括：过滤单元63，适于根据所述焊缝的位置，对所获得的待焊接工件的焊缝的几何特征执行过滤操作。
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：ROM、RAM、磁盘或光盘等。
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。

Claims (18)

1.一种数据的处理方法，其特征在于，包括：
对图纸中的数据进行解析，识别组成目标对象的基本图元信息，所述基本图元信息包括：线及线的各个端点；
根据所述基本图元信息之间的关系识别组成所述目标对象的各个面元；
根据所述面元之间的关系识别组成所述目标对象的各个实体单元；
根据所述实体单元之间的关系识别所述目标对象的几何特征，包括：将共面的两个实体单元在彼此上面投影的交集的边线的几何特征，作为所述共面的两个实体单元之间的缝隙的几何特征。
2.如权利要求1所述的数据的处理方法，其特征在于，所述根据所述基本图元信息之间的关系识别组成所述目标对象的各个面元，包括：
将圆弧以及所述圆弧的两个端点之间的连线所组成的封闭单元作为所述目标对象的一个面元；
将直线线段的两个端点与所述直线线段外的任意一点之间的连线所组成的封闭单元作为所述目标对象的一个面元，所述直线线段外的任意一点为所述基本图元信息中除所述直线线段外的其它直线线段的端点。
3.如权利要求2所述的数据的处理方法，其特征在于，所述根据所述面元之间的关系识别组成所述目标对象的各个实体单元，包括：
将所述基本图元信息中共线的所有面元作为组成所述目标对象的一个实体单元。
4.如权利要求2所述的数据的处理方法，其特征在于，所述目标对象的几何特征，包括：所述实体单元自身的几何特征以及两个以上所述实体单元间的组成结构的几何特征。
5.如权利要求4所述的数据的处理方法，其特征在于，所述实体单元间的组成结构，包括：共面的两个实体单元之间的缝隙。
6.一种焊接的控制方法，其特征在于，包括：
采用权利要求1～5任一项所述的数据的处理方法，识别待焊接工件的几何特征；
根据所述待焊接工件的几何特征控制焊接机器人执行焊接操作。
7.如权利要求6所述的焊接的控制方法，其特征在于，所述待焊接工件的几何特征包括：所述待焊接工件的焊缝的几何特征以及所述待焊接工件各个实体单元的几何特征。
8.如权利要求7所述的焊接的控制方法，其特征在于，所述根据所述待焊接工件的几何特征控制焊接机器人执行焊接操作，包括：
根据所述待焊接工件各个实体单元的几何特征设置焊接工艺参数；
根据所述待焊接工件的焊缝的几何特征生成焊接轨迹；
控制焊接机器人采用所设置的焊接工艺参数，并沿所述焊接轨迹执行焊接操作。
9.如权利要求7所述的焊接的控制方法，其特征在于，在所述根据所述待焊接工件的几何特征控制焊接机器人执行焊接操作之前，还包括：
根据所述焊缝的位置，对所获得的待焊接工件的焊缝的几何特征执行过滤操作。
10.一种数据的处理装置，其特征在于，包括：
解析单元，适于对图纸中的数据进行解析，识别组成目标对象的基本图元信息，所述基本图元信息包括：线及线的各个端点；
第一识别单元，适于根据所述基本图元信息之间的关系识别组成所述目标对象的各个面元；
第二识别单元，适于根据所述面元之间的关系识别组成所述目标对象的各个实体单元；
第三识别单元，适于将共面的两个实体单元在彼此上面投影的交集的边线的几何特征，作为所述共面的两个实体单元之间的缝隙的几何特征。
11.如权利要求10所述的数据的处理装置，其特征在于，所述第一识别单元包括：
第一识别子单元，适于将圆弧以及所述圆弧的两个端点之间的连线所组成的封闭单元作为所述目标对象的一个面元；
第二识别子单元，适于将直线线段的两个端点与所述直线线段外的任意一点之间的连线所组成的封闭单元作为所述目标对象的一个面元，所述直线线段外的任意一点为所述基本图元信息中除所述直线线段外的其它直线线段的端点。
12.如权利要求10所述的数据的处理装置，其特征在于，所述第二识别单元适于将所述基本图元信息中共线的所有面元作为组成所述目标对象的一个实体单元。
13.如权利要求10所述的数据的处理装置，其特征在于，所述目标对象的几何特征，包括：所述实体单元自身的几何特征以及两个以上所述实体单元间的组成结构的几何特征。
14.如权利要求13所述的数据的处理装置，其特征在于，所述实体单元间的组成结构，包括：共面的两个实体单元之间的缝隙。
15.一种焊接的控制装置，其特征在于，包括：
第四识别单元，适于采用权利要求10～14任一项所述的数据的处理装置，识别待焊接工件的几何特征；
控制单元，适于根据所述待焊接工件的几何特征控制焊接机器人执行焊接操作。
16.如权利要求15所述的焊接的控制装置，其特征在于，所述待焊接工件的几何特征包括：所述待焊接工件的焊缝的几何特征以及所述待焊接工件各个实体单元的几何特征。
17.如权利要求16所述的焊接的控制装置，其特征在于，所述控制单元包括：
参数设置子单元，适于根据所述待焊接工件各个实体单元的几何特征设置焊接工艺参数；
生成子单元，适于根据所述待焊接工件的焊缝的几何特征生成焊接轨迹；
控制子单元，适于控制焊接机器人采用所设置的焊接工艺参数，并沿所述焊接轨迹执行焊接操作。
18.如权利要求16所述的焊接的控制装置，其特征在于，还包括：过滤单元，适于根据所述焊缝的位置，对所获得的待焊接工件的焊缝的几何特征执行过滤操作。
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