CN109636799A - 一种焊缝检核方法、系统、设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊缝检核方法、系统、设备，涉及焊接技术领域，该方法包括建立/获取零件的三维图形以及零件信息，并根据焊接形状以及与零件的相对位置，在所述零件的三维图形上，添加焊缝的三维图形，并存储与数据库中。收到焊缝检查任务后，从数据库中提取所述焊接零件的零件信息，并根据零件信息查找零件位置，根据所述焊缝的三维图形以及焊缝的相对位置，查找焊缝，并使用焊缝扫描设备沿着焊缝进行扫描。获取焊缝扫描设备的移动速度及方向，计算焊缝扫描设备的移动轨迹，根据移动轨迹以及扫描结果得到焊缝的三维图形，并与数据库中的三维图形进行匹配。本发明能够辅助检核人员快速找到焊缝，并进行检核。

Description

一种焊缝检核方法、系统、设备

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种焊缝检核方法、系统、设备。

背景技术

在现有的工业设计中，经常需要利用焊接工艺来接合两个工件。但是工件在焊接时可能出现焊接缺陷、也可能焊缝在经环境的侵蚀出现焊接缺陷。而人们面对这些焊接管理的工作流程仍然是依赖于人工控制，工作效率难有较大提高。

随着电子信息化的到来，人们将上述焊接产生的焊缝登记在电子的表格和文档中，但是在检查时，检核人员根据文字描述、简单图片可能检核效率抵消甚至漏检：如对于位置较为偏僻的焊缝可能无法准确查找；对工件上存在较多焊缝的情况时，可能出现重复检核同一焊缝使得效率低下，甚至另一条焊缝漏检。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种焊缝检核方法、系统、设备，能够辅助检核人员快速找到焊缝，并进行检核。

为达到以上目的，第一方面，本发明实施例提供一种焊缝检核方法，其包括：

建立/获取零件的三维图形以及零件信息，并根据焊接形状以及与零件的相对位置，在所述零件的三维图形上，添加焊缝的三维图形，并存储与数据库中，所述零件信息包括零件编号、所属部件和/或所在位置；

收到焊缝检查任务后，从数据库中提取所述焊接零件的零件信息，并根据零件信息查找零件位置，根据所述焊缝的三维图形以及焊缝的相对位置，查找焊缝，并使用焊缝扫描设备沿着焊缝进行扫描；

获取焊缝扫描设备的移动速度及方向，计算焊缝扫描设备的移动轨迹，根据移动轨迹以及扫描结果得到焊缝的三维图形，并与数据库中的三维图形进行匹配。

作为一个优选的实施方案，所述根据焊缝的三维图形检查所述焊缝还包括以下步骤：

将焊缝每一个位置的扫描结果和焊缝的三维图形对应，保存于数据库中；

判断扫描结果中是否存在焊接缺陷，若存在则在焊缝的三维图形的对应位置上显示并报警，所述焊接缺陷包括气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹、凹坑、咬边和/或焊瘤。

作为一个优选的实施方案，所述根据焊缝的三维图形检查所述焊缝还包括以下步骤：

获取数据库中历史的扫描结果，并分析焊缝变化趋势并保存分析结果；

若分析结果为该焊缝将出现焊接缺陷，则在焊缝的三维图形的对应位置上显示并报警。

作为一个优选的实施方案，所述根据焊接形状以及与零件的相对位置，在所述零件的三维图形上，添加焊缝的三维图形具体为：

焊缝扫描设备沿着焊缝进行扫描；

获取焊缝的移动速度及方向，计算焊缝的移动轨迹，根据移动轨迹以及扫描结果得到焊缝的三维图形；

将该焊缝的三维图形添加到零件的三维图形上，并存储于数据库中。

作为一个优选的实施方案，所述零件信息还包括：环境温度、湿度。

作为一个优选的实施方案，获取数据库中焊缝出现焊接缺陷的数据，设计并训练深度神经网络，将当前待检查的焊缝的数据输入所述深度神经网络中，计算是否存在出现焊接缺陷的风险，若存在则报警。

作为一个优选的实施方案，所述收到焊缝检查任务具体为：

为焊缝建立周期检查计划，周期性的建立焊接检查任务；或者，需要进行突击检查时，建立焊接检查任务。

第二方面，本发明实施例还提供一种焊缝检核系统，其特征在于，其包括：

模型模块，其用于建立/获取零件的三维图形以及零件信息，并根据焊接形状以及与零件的相对位置，在所述零件的三维图形上，添加焊缝的三维图形，并存储与数据库中，所述零件信息包括零件编号、所属部件和/或所在位置；

检核模块，其用于收到焊缝检查任务后，从数据库中提取所述焊接零件的零件信息，并根据零件信息查找零件位置，根据所述焊缝的三维图形以及焊缝的相对位置，查找焊缝，并根据焊缝的三维图形检查所述焊缝。

第三方面本发明实施例还提供一种基于第一方面实施例的焊缝检核设备，其特征在于，其包括

图形显示设备，用于显示零件以及焊缝的三维图形；

焊缝扫描设备，用于扫描焊缝，并回传移动路径以及扫描结果；

数据传输模块，用于收发检核数据于数据库中，所述检核数据包括所述零件、焊缝的三维图形以及零件信息。

作为一个优选的实施方案，所述焊缝上设有陀螺仪以及加速度传感器。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明一种焊缝检核方法、系统、设备中的构建了零件以及焊缝的三维图形，检核人员很轻松的根据零件信息查找零件位置，并进一步的根据三维图形中，焊缝与零件的相对位置进行检核。同时，在检核过程中，焊缝扫描设备的扫描信息中的图像信息会与原有焊缝的三维图形进行匹配，保证焊缝对应检核的。使用这种检核方式查找焊缝十分容易，同时，检核/扫描的同时，即为匹配，保证不会重复检查或者漏检。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面对实施例对应的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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为本发明一种焊缝检核方法实施例的步骤流程图；

图2为本发明一种焊缝检核系统实施例的结构示意图。

图中：1-建模模块，2-扫描模块，3-检核模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

本发明实施例提供一种焊缝检核方法、系统、设备，其通过建立关于零件以及焊缝的三维图形，能够辅助检核人员快速定位并检核焊缝。

为达到上述技术效果，本申请的总体思路如下：

建立/获取零件的三维图形以及零件信息，并根据焊接形状以及与零件的相对位置，在所述零件的三维图形上，添加焊缝的三维图形，并存储与数据库中，所述零件信息包括零件编号、所属部件和/或所在位置；

收到焊缝检查任务后，从数据库中提取所述焊接零件的零件信息，并根据零件信息查找零件位置，根据所述焊缝的三维图形以及焊缝的相对位置，查找焊缝，并使用焊缝扫描设备沿着焊缝进行扫描；

获取焊缝扫描设备的移动速度及方向，计算焊缝扫描设备的移动轨迹，根据移动轨迹以及扫描结果得到焊缝的三维图形，并与数据库中的三维图形进行匹配。

综上所述，本发明首先建立关于零件、焊缝及其相对位置的三维图形，使得检核人员能够快速找到零件位置，并确认焊缝位置，进一步的，在进行检核/扫描的时候，会进一步进行匹配焊缝的三维图形，查看当前焊缝是否是选择检核的焊缝，有效防止了漏检或者重复检核，同时也避免了人员偷懒不进行检核，或者只选择少数点位进行检核。

为了更好的理解上述技术方案，下面结合具体实施方式进行详细的说明。

实施例一

参见图1所示，本发明实施例提供一种焊缝检核方法，其包括：

S1：建立/获取零件的三维图形以及零件信息，并根据焊接形状以及与零件的相对位置，在所述零件的三维图形上，添加焊缝的三维图形，并存储与数据库中，所述零件信息包括零件编号、所属部件和/或所在位置。

焊接是在作用在零件上的，因此检核人员查找焊缝时，首先需要对零件有三维的感观，根据零件的三维形状，以及焊缝在该三维形状的相对位置，如圆柱体部分的顶端、正方体部分的侧面等等，找到焊缝，在同时在一个位置或者该位置附近可能存在多条焊缝，造成混淆，并进一步造成漏检、重复检核。本实施例将焊缝的形状也制成三维图形并设置在零件的三维图形的相对位置上，这样检核人员除了从相对位置上进行查找外，能够进一步通过焊缝的三维形状进行匹配，使得查找能够更加迅速。

需要说明的是，本申请中的零件不仅仅局限于机械中不可分拆的单个制件或机械的基本组成要素，只要是需要进行焊接的机械部件，均可作为本申请中的零件的示意。

S2：收到焊缝检查任务后，从数据库中提取所述焊接零件的零件信息，并根据零件信息查找零件位置，根据所述焊缝的三维图形以及焊缝的相对位置，查找焊缝，并使用焊缝扫描设备沿着焊缝进行扫描。

在步骤S1完成了对零件、焊缝的三维图形的建立后，检核人员通过从数据库中提取这些数据，就能够快速的定位焊缝，并进行检核了。

焊缝的检核是不可以进行拆解的，因此需要使用仪器对焊缝内部进行扫描，本发明实施例使用焊缝扫描设备可以使用渗透探伤、磁粉探伤、涡流探伤、射线探伤和/或超声波探伤等等方法，这些方法可以从密度、材料、接触面、零件的相对位置等等方面构建焊缝的形状，只要能够对焊缝进行探伤，并返回图形数据即可。

优选的，收到焊缝检查任务具体为：

为焊缝建立周期检查计划，周期性的建立焊接检查任务；或者，需要进行突击检查时，建立焊接检查任务。

对焊缝进行管理进行周期性以及突击检查能够，实现核电厂多台机组材料焊接相关信息的数字化，工作流程的电子化，系统地管理材料焊接活动相关文档和数据。依托于这种检查方式，实施材料焊接流程的电子化管理，能够有效提高材料焊接管理领域相关工作的管理手段和工作效率。

S3：获取焊缝扫描设备的移动速度及方向，计算焊缝扫描设备的移动轨迹，根据移动轨迹以及扫描结果得到焊缝的三维图形，并与数据库中的三维图形进行匹配。

焊缝扫描设备在扫描焊缝时，可能进行移动，获取焊缝扫描设备的移动速度即方向，即可计算得到焊缝扫描设备的移动轨迹，根据该移动轨迹以及每个扫描点的截面图，即可构建焊缝扫描三维图形，从而可以和原有的焊缝的三维图形进行匹配。若吻合则证明该焊缝为当前需要进行检核的焊缝，否则不是，或者焊缝出现较大变化，需要尽快处理。

本发明实施例在进行检核/扫描时，进一步匹配焊缝的三维图形，保证检核的焊缝时正确的，使得焊缝检核不会出现漏检。

需要说明的是，获取焊缝扫描设备的移动速度以及方向的方式可以是在焊缝扫描仪中设置陀螺仪以及加速度传感器，陀螺仪用于感受方向，加速度传感器用于回传其移动速度。但是关于焊缝扫描设备的移动速度以及方向的获取不限于上述方式，只要本领域技术人员能够想到的方式均可。

作为一个优选的实施方案，根据焊缝的三维图形检查所述焊缝还包括以下步骤：

将焊缝每一个位置的扫描结果和焊缝的三维图形对应，保存于数据库中；

判断扫描结果中是否存在焊接缺陷，若存在则在焊缝的三维图形的对应位置上显示并报警，所述焊接缺陷包括气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹、凹坑、咬边和/或焊瘤。

当检核出焊接缺陷后，直接在三维图形对应位置上显示并报警，检核人员能够从三维图形上更加直观的知晓焊接缺陷的位置。需要说明的是，上述显示可以是在三维图形上闪烁的点、图标等等，只要能够表示焊接缺陷的位置即可。检核出焊接缺陷保证了焊缝检核的安全，而在三维图形上进一步显示，则能够更加直观的显示扫描结果。

进一步的，根据焊缝的三维图形检查所述焊缝还包括以下步骤：

获取数据库中历史的扫描结果，并分析焊缝变化趋势并保存分析结果；

若分析结果为该焊缝将出现焊接缺陷，则在焊缝的三维图形的对应位置上显示并报警。

除了对已经存在的焊接缺陷进行报警外，本发明实施例优选对焊缝变化趋势进行分析，查看是否有出现焊接缺陷的风险。进一步保证了，焊缝的安全性，检核人员或者风险处理人员能够提前对焊缝进行保养。

作为另一个优选地实施方案，根据焊接形状以及与零件的相对位置，在所述零件的三维图形上，添加焊缝的三维图形具体为：

焊缝扫描设备沿着焊缝进行扫描；

获取焊缝的移动速度及方向，计算焊缝的移动轨迹，根据移动轨迹以及扫描结果得到焊缝的三维图形；

将该焊缝的三维图形添加到零件的三维图形上，并存储于数据库中。

在建立焊缝的三维图形时，就使用焊缝扫描设备来建立，这样在检核的时候，使用相同或者相似的焊缝扫描设备扫描时，能够保证不是因为建立三维图形时的错误，同时直接使用焊缝扫描设备建立三维图形相比于画图、建模更加迅速与准确。

作为一个可选的实施方案，上述实施例的零件信息中，还包括有环境温度、湿度。

在零件信息中保存环境温度、湿度等等环境信息，检核人员能够通过零件信息直接了解环境温度、湿度，进而估计焊缝所处环境，并对检核结果进行一定的预期。

进一步的，获取数据库中焊缝出现焊接缺陷的数据，设计并训练深度神经网络，将当前待检查的焊缝的数据输入所述深度神经网络中，计算是否存在出现焊接缺陷的风险，若存在则报警。

建立深度神经网络，对焊缝以及其周围的环境进行计算，能够预计焊缝可能出现的焊接缺陷，并进行预警。同时更加及时提醒检核人员及相关保养人员，焊缝需求更换环境如隔绝空气、减少湿度等等。避免了焊缝在环境中出现不可逆的劣化后，才进行保养的情况。

基于同一发明构思，本申请提供实施例二，其具体实施方式如下。

实施例二

如图2所示，本发明实施例提供一种焊缝检核系统，其包括：

建模模块1，用于建立/获取零件的三维图形以及零件信息，并根据焊接形状以及与零件的相对位置，在所述零件的三维图形上，添加焊缝的三维图形，并存储与数据库中，所述零件信息包括零件编号、所属部件和/或所在位置；

扫描模块2，用于收到焊缝检查任务后，从数据库中提取所述焊接零件的零件信息，并根据零件信息查找零件位置，根据所述焊缝的三维图形以及焊缝的相对位置，查找焊缝，并使用焊缝扫描设备沿着焊缝进行扫描；

检核模块3，用于获取焊缝扫描设备的移动速度及方向，计算焊缝扫描设备的移动轨迹，根据移动轨迹以及扫描结果得到焊缝的三维图形，并与数据库中的三维图形进行匹配。

前述方法实施例中的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的系统，通过前述方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中系统的实施方法及好处，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。

基于同一发明构思，本申请提供实施例三。

实施例三

本发明第三实施例提供基于实施例一的一种焊缝检核设备，其包括：

图形显示设备，用于显示零件以及焊缝的三维图形；

焊缝扫描仪，用于扫描焊缝，并回传移动路径以及扫描结果；

数据传输模块，用于收发检核数据于数据库中，所述检核数据包括所述零件、焊缝的三维图形以及零件信息。

该设备在根据焊缝的三维图形检查焊缝时，能够：

将焊缝每一个位置的扫描结果和焊缝的三维图形对应，保存于数据库中；

判断扫描结果中是否存在焊接缺陷，若存在则在焊缝的三维图形的对应位置上显示并报警，所述焊接缺陷包括气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹、凹坑、咬边和/或焊瘤。

同理与系统实施例，前述方法实施例中的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的设备，通过前述方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中系统的实施方法及好处，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

总体来说，本发明实施例提供的一种焊缝检核方法、系统、设备，通过，相较于传统的技术等等，通过建立关于零件以及焊缝的三维图形，能够辅助检核人员快速定位并检核焊缝。同时，在检核过程中，焊缝扫描设备的扫描信息中的图像信息会与原有焊缝的三维图形进行匹配，保证焊缝对应检核的。使用这种检核方式查找焊缝十分容易，同时，检核/扫描的同时，即为匹配，保证不会重复检查或者漏检。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种焊缝检核方法，其特征在于，其包括：

建立/获取零件的三维图形以及零件信息，并根据焊接形状以及与零件的相对位置，在所述零件的三维图形上，添加焊缝的三维图形，并存储与数据库中，所述零件信息包括零件编号、所属部件和/或所在位置；

收到焊缝检查任务后，从数据库中提取所述焊接零件的零件信息，并根据零件信息查找零件位置，根据所述焊缝的三维图形以及焊缝的相对位置，查找焊缝，并使用焊缝扫描设备沿着焊缝进行扫描；

获取焊缝扫描设备的移动速度及方向，计算焊缝扫描设备的移动轨迹，根据移动轨迹以及扫描结果得到焊缝的三维图形，并与数据库中的三维图形进行匹配。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据焊缝的三维图形检查所述焊缝还包括以下步骤：

将焊缝每一个位置的扫描结果和焊缝的三维图形对应，保存于数据库中；

判断扫描结果中是否存在焊接缺陷，若存在则在焊缝的三维图形的对应位置上显示并报警，所述焊接缺陷包括气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹、凹坑、咬边和/或焊瘤。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据焊缝的三维图形检查所述焊缝还包括以下步骤：

获取数据库中历史的扫描结果，并分析焊缝变化趋势并保存分析结果；

若分析结果为该焊缝将出现焊接缺陷，则在焊缝的三维图形的对应位置上显示并报警。

4.如权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据焊接形状以及与零件的相对位置，在所述零件的三维图形上，添加焊缝的三维图形具体为：

焊缝扫描设备沿着焊缝进行扫描；

获取焊缝的移动速度及方向，计算焊缝的移动轨迹，根据移动轨迹以及扫描结果得到焊缝的三维图形；

将该焊缝的三维图形添加到零件的三维图形上，并存储于数据库中。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述零件信息还包括：环境温度、湿度。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，获取数据库中焊缝出现焊接缺陷的数据，设计并训练深度神经网络，将当前待检查的焊缝的数据输入所述深度神经网络中，计算是否存在出现焊接缺陷的风险，若存在则报警。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述收到焊缝检查任务具体为：

为焊缝建立周期检查计划，周期性的建立焊接检查任务；或者，

需要进行突击检查时，建立焊接检查任务。

8.一种焊缝检核系统，其特征在于，其包括：

建模模块，用于建立/获取零件的三维图形以及零件信息，并根据焊接形状以及与零件的相对位置，在所述零件的三维图形上，添加焊缝的三维图形，并存储与数据库中，所述零件信息包括零件编号、所属部件和/或所在位置；

扫描模块，用于收到焊缝检查任务后，从数据库中提取所述焊接零件的零件信息，并根据零件信息查找零件位置，根据所述焊缝的三维图形以及焊缝的相对位置，查找焊缝，并使用焊缝扫描设备沿着焊缝进行扫描；

检核模块，用于获取焊缝扫描设备的移动速度及方向，计算焊缝扫描设备的移动轨迹，根据移动轨迹以及扫描结果得到焊缝的三维图形，并与数据库中的三维图形进行匹配。

9.一种基于权利要求2焊缝检核设备，其特征在于，其包括

图形显示设备，用于显示零件以及焊缝的三维图形；

焊缝扫描设备，用于扫描焊缝，并回传移动路径以及扫描结果；

数据传输模块，用于收发检核数据于数据库中，所述检核数据包括所述零件、焊缝的三维图形以及零件信息。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述焊缝上设有陀螺仪以及加速度传感器。