CN109967829B - 一种焊机控制系统及其控制方法 - Google Patents

一种焊机控制系统及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109967829B
CN109967829B CN201910309346.2A CN201910309346A CN109967829B CN 109967829 B CN109967829 B CN 109967829B CN 201910309346 A CN201910309346 A CN 201910309346A CN 109967829 B CN109967829 B CN 109967829B
Authority
CN
China
Prior art keywords
welding
welding seam
control module
module
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910309346.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109967829A (zh
Inventor
王喜斌
王宏宇
庄连英
杨超
张淼
宫旭泽
王赛云
王冠宇
裴梦琴
赵建鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North China Institute of Aerospace Engineering
Original Assignee
North China Institute of Aerospace Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North China Institute of Aerospace Engineering filed Critical North China Institute of Aerospace Engineering
Priority to CN201910309346.2A priority Critical patent/CN109967829B/zh
Publication of CN109967829A publication Critical patent/CN109967829A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109967829B publication Critical patent/CN109967829B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

本发明公开了一种焊机控制系统，包括焊接电流控制模块，用于控制焊接电流；电弧电压控制模块，用于控制电弧电压；焊接速度控制模块，用于控制焊接速度；焊接角度控制模块，用于控制焊接角度；保护气体流量控制模块，用于控制保护气体流量；数据库模块，用于保存焊缝状态与焊接参数调整方法的表格数据；焊缝图像拍摄模块，用于拍摄焊缝图像；焊缝图像分析模块，用于对拍摄的焊缝图像进行分析。本发明能够改进现有技术的不足，提高了焊机在复杂工况中的控制准确度。

Description

一种焊机控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，尤其是一种焊机控制系统及其控制方法。
背景技术
传统焊接是由人工控制焊接过程，对于焊接技术人员的熟练度和经验要求较高。随着自动控制技术的发展，自动焊机逐渐普及。但是，由于自动焊机对于焊接状态的反馈控制能力较差，现有的自动焊机只能应用于一些简单的焊接工况中。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种焊机控制系统及其控制方法，能够解决现有技术的不足，提高了焊机在复杂工况中的控制准确度。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种焊机控制系统，包括，
焊接电流控制模块，用于控制焊接电流；
电弧电压控制模块，用于控制电弧电压；
焊接速度控制模块，用于控制焊接速度；
焊接角度控制模块，用于控制焊接角度；
保护气体流量控制模块，用于控制保护气体流量；
数据库模块，用于保存焊缝状态与焊接参数调整方法的表格数据；
焊缝图像拍摄模块，用于拍摄焊缝图像；
焊缝图像分析模块，用于对拍摄的焊缝图像进行分析。
一种上述的焊机控制系统的控制方法，包括以下步骤：
A、焊机按照预设焊接参数开始焊接作业；
B、焊缝图像拍摄模块对焊接完毕的焊缝进行实时拍照，并将拍摄的图像发送至焊缝图像分析模块；
C、焊缝图像分析模块对焊缝图像进行分析，然后根据分析结果在数据库模块中检索对应的焊接参数调整方法，并将最终的焊接参数调整方法发送至焊接电流控制模块、电弧电压控制模块、焊接速度控制模块、焊接角度控制模块和保护气体流量控制模块进行焊接参数的调整。
作为优选，步骤B中，焊缝图像拍摄模块拍摄时间相邻的两张图像具有20％的重合区域。
作为优选，步骤C中，焊缝图像分析模块对焊缝图像进行分析包括以下步骤，
C1、对焊缝图像进行分割，分割为焊缝中心区域和焊缝边缘区域；
C2、分别对焊缝中心区域和焊缝边缘区域进行图像处理；
C3、使用步骤C2对于焊缝中心区域和焊缝边缘区域的图像处理结果进行结合，得到分析结果。
作为优选，步骤C2中，对焊缝中心区域进行图像处理包括以下步骤，
C211、对焊缝中心区域进行模糊处理；
C212、对模糊处理后的焊缝中心区域按照灰度进行分区，计算不同灰度分区的平均灰度和灰度标准差；
C213、选择每个灰度分区中与平均灰度相同的像素点集合的几何中心作为此灰度分区的特征节点；
C214、将相邻灰度分区的特征节点进行连接，计算连接路径上的灰度标准差，若连接路径上的灰度标准差大于连接路径两端任意一个灰度分区的灰度标准差，则将连接路径两端的灰度分区进行一次标记；
C215、当灰度分区的被标记的总次数大于设定阈值时，此灰度分区定义为异常分区。
作为优选，步骤C2中，对焊缝边缘区域进行图像处理包括以下步骤，
C221、对焊缝边缘区域进行锐化处理；
C222、统计焊缝边缘区域内的尖峰数量和尖峰高度；
C223、若焊缝边缘区域内的尖峰总数量或最高的尖峰高度超出设定阈值，则将此焊缝边缘区域定义为异常焊缝边缘区域。
作为优选，步骤C3中，根据焊缝中心区域的异常分区分布形式在数据库模块中检索对应的焊接参数调整方法，根据异常焊缝边缘区域内的尖峰总数量和最高的尖峰高度在数据库模块中检索对应的焊接参数调整方法；将两次检索到的焊接参数调整方法进行对比，删除重复的焊接参数调整步骤和相反的焊接参数调整步骤；然后对比焊缝中心区域的异常分区和异常焊缝边缘区域在整个焊缝图像中的占比，使用占比高的一项所对应的焊接参数调整方法对上述删除重复的焊接参数调整步骤和相反的焊接参数调整步骤的焊接参数调整方法进行修正。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过对焊缝进行实时拍摄和图像处理，将焊缝图像分为焊缝中心区域和焊缝边缘区域，并根据其特点分别进行相互独立的图像处理流程，大大降低了图像处理的运算量，在保证分析准确性的前提下，实现对于焊接参数的及时调整。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的原理图。
图中：1、焊接电流控制模块；2、电弧电压控制模块；3、焊接速度控制模块；4、焊接角度控制模块；5、保护气体流量控制模块；6、数据库模块；7、焊缝图像拍摄模块；8、焊缝图像分析模块。
具体实施方式
参照图1，本发明一个具体实施方式包括，焊接电流控制模块1，用于控制焊接电流；
电弧电压控制模块2，用于控制电弧电压；
焊接速度控制模块3，用于控制焊接速度；
焊接角度控制模块4，用于控制焊接角度；
保护气体流量控制模块5，用于控制保护气体流量；
数据库模块6，用于保存焊缝状态与焊接参数调整方法的表格数据；
焊缝图像拍摄模块7，用于拍摄焊缝图像；
焊缝图像分析模块8，用于对拍摄的焊缝图像进行分析。
一种上述的焊机控制系统的控制方法，包括以下步骤：
A、焊机按照预设焊接参数开始焊接作业；
B、焊缝图像拍摄模块7对焊接完毕的焊缝进行实时拍照，并将拍摄的图像发送至焊缝图像分析模块8；
C、焊缝图像分析模块8对焊缝图像进行分析，然后根据分析结果在数据库模块6中检索对应的焊接参数调整方法，并将最终的焊接参数调整方法发送至焊接电流控制模块1、电弧电压控制模块2、焊接速度控制模块3、焊接角度控制模块4和保护气体流量控制模块5进行焊接参数的调整。
步骤C中，焊缝图像分析模块8对焊缝图像进行分析包括以下步骤，
C1、对焊缝图像进行分割，分割为焊缝中心区域和焊缝边缘区域；
C2、分别对焊缝中心区域和焊缝边缘区域进行图像处理；
C3、使用步骤C2对于焊缝中心区域和焊缝边缘区域的图像处理结果进行结合，得到分析结果。
步骤C2中，对焊缝中心区域进行图像处理包括以下步骤，
C211、对焊缝中心区域进行模糊处理；
C212、对模糊处理后的焊缝中心区域按照灰度进行分区，计算不同灰度分区的平均灰度和灰度标准差；
C213、选择每个灰度分区中与平均灰度相同的像素点集合的几何中心作为此灰度分区的特征节点；
C214、将相邻灰度分区的特征节点进行连接，计算连接路径上的灰度标准差，若连接路径上的灰度标准差大于连接路径两端任意一个灰度分区的灰度标准差，则将连接路径两端的灰度分区进行一次标记；
C215、当灰度分区的被标记的总次数大于设定阈值时，此灰度分区定义为异常分区。
步骤C2中，对焊缝边缘区域进行图像处理包括以下步骤，
C221、对焊缝边缘区域进行锐化处理；
C222、统计焊缝边缘区域内的尖峰数量和尖峰高度；
C223、若焊缝边缘区域内的尖峰总数量或最高的尖峰高度超出设定阈值，则将此焊缝边缘区域定义为异常焊缝边缘区域。
步骤C3中，根据焊缝中心区域的异常分区分布形式在数据库模块6中检索对应的焊接参数调整方法，根据异常焊缝边缘区域内的尖峰总数量和最高的尖峰高度在数据库模块6中检索对应的焊接参数调整方法；将两次检索到的焊接参数调整方法进行对比，删除重复的焊接参数调整步骤和相反的焊接参数调整步骤；然后对比焊缝中心区域的异常分区和异常焊缝边缘区域在整个焊缝图像中的占比，使用占比高的一项所对应的焊接参数调整方法对上述删除重复的焊接参数调整步骤和相反的焊接参数调整步骤的焊接参数调整方法进行修正。
步骤B中，焊缝图像拍摄模块7拍摄时间相邻的两张图像具有20％的重合区域。
通过保留20％的重合区域，不仅可以保证拍摄图像的完整性。更重要的是，焊缝图像分析模块8对相邻两张图像进行分析后，对重合区域在不同图像中的处理结果进行对比，根据处理结果的偏差对模糊处理和锐化处理的参数进行调整，以减少不同图像中的处理结果偏差值，实现控制系统对自身的“自我校正”，以进一步提高控制准确度。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种焊机控制系统的控制方法，所述焊机控制系统包括，
焊接电流控制模块（1），用于控制焊接电流；
电弧电压控制模块（2），用于控制电弧电压；
焊接速度控制模块（3），用于控制焊接速度；
焊接角度控制模块（4），用于控制焊接角度；
保护气体流量控制模块（5），用于控制保护气体流量；
数据库模块（6），用于保存焊缝状态与焊接参数调整方法的表格数据；
焊缝图像拍摄模块（7），用于拍摄焊缝图像；
焊缝图像分析模块（8），用于对拍摄的焊缝图像进行分析；
其特征在于包括以下步骤：
A、焊机按照预设焊接参数开始焊接作业；
B、焊缝图像拍摄模块（7）对焊接完毕的焊缝进行实时拍照，并将拍摄的图像发送至焊缝图像分析模块（8）；焊缝图像拍摄模块（7）拍摄时间相邻的两张图像具有20%的重合区域；
C、焊缝图像分析模块（8）对焊缝图像进行分析，然后根据分析结果在数据库模块（6）中检索对应的焊接参数调整方法，并将最终的焊接参数调整方法发送至焊接电流控制模块（1）、电弧电压控制模块（2）、焊接速度控制模块（3）、焊接角度控制模块（4）和保护气体流量控制模块（5）进行焊接参数的调整；
焊缝图像分析模块（8）对焊缝图像进行分析包括以下步骤，
C1、对焊缝图像进行分割，分割为焊缝中心区域和焊缝边缘区域；
C2、分别对焊缝中心区域和焊缝边缘区域进行图像处理；
对焊缝中心区域进行图像处理包括以下步骤，
C211、对焊缝中心区域进行模糊处理；
C212、对模糊处理后的焊缝中心区域按照灰度进行分区，计算不同灰度分区的平均灰度和灰度标准差；
C213、选择每个灰度分区中与平均灰度相同的像素点集合的几何中心作为此灰度分区的特征节点；
C214、将相邻灰度分区的特征节点进行连接，计算连接路径上的灰度标准差，若连接路径上的灰度标准差大于连接路径两端任意一个灰度分区的灰度标准差，则将连接路径两端的灰度分区进行一次标记；
C215、当灰度分区的被标记的总次数大于设定阈值时，此灰度分区定义为异常分区；
对焊缝边缘区域进行图像处理包括以下步骤，
C221、对焊缝边缘区域进行锐化处理；
C222、统计焊缝边缘区域内的尖峰数量和尖峰高度；
C223、若焊缝边缘区域内的尖峰总数量或最高的尖峰高度超出设定阈值，则将此焊缝边缘区域定义为异常焊缝边缘区域
C3、使用步骤C2对于焊缝中心区域和焊缝边缘区域的图像处理结果进行结合，得到分析结果；
根据焊缝中心区域的异常分区分布形式在数据库模块（6）中检索对应的焊接参数调整方法，根据异常焊缝边缘区域内的尖峰总数量和最高的尖峰高度在数据库模块（6）中检索对应的焊接参数调整方法；将两次检索到的焊接参数调整方法进行对比，删除重复的焊接参数调整步骤和相反的焊接参数调整步骤；然后对比焊缝中心区域的异常分区和异常焊缝边缘区域在整个焊缝图像中的占比，使用占比高的一项所对应的焊接参数调整方法对上述删除重复的焊接参数调整步骤和相反的焊接参数调整步骤的焊接参数调整方法进行修正。
CN201910309346.2A 2019-04-17 2019-04-17 一种焊机控制系统及其控制方法 Active CN109967829B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910309346.2A CN109967829B (zh) 2019-04-17 2019-04-17 一种焊机控制系统及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910309346.2A CN109967829B (zh) 2019-04-17 2019-04-17 一种焊机控制系统及其控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109967829A CN109967829A (zh) 2019-07-05
CN109967829B true CN109967829B (zh) 2020-08-18

Family

ID=67085104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910309346.2A Active CN109967829B (zh) 2019-04-17 2019-04-17 一种焊机控制系统及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109967829B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110802305B (zh) * 2019-11-19 2021-07-27 龙岩学院 弧焊过程参数在线监测装置与监测方法
CN112935473B (zh) * 2021-02-03 2022-09-16 北华航天工业学院 一种基于机器视觉的自动焊机及其控制方法
CN113857634A (zh) * 2021-09-26 2021-12-31 广东锐气科技有限公司 焊接设备中保护气体的智能控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101625759A (zh) * 2009-07-30 2010-01-13 重庆医科大学 图像质量评价方法
CN103537782A (zh) * 2013-10-28 2014-01-29 黑龙江宏宇电站设备有限公司 Plc控制的自动化焊接系统及其控制方法
CN105729001A (zh) * 2016-05-05 2016-07-06 深圳爱易瑞科技有限公司 一种焊机控制系统运作机台
CN107498230A (zh) * 2017-10-19 2017-12-22 佛山市南方数据科学研究院 一种自动化机器人智能焊接系统
CN109435250A (zh) * 2018-12-20 2019-03-08 青岛义诚软控有限责任公司 一种塑焊机控制系统、设备和方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8569655B2 (en) * 2009-10-13 2013-10-29 Lincoln Global, Inc. Welding helmet with integral user interface

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101625759A (zh) * 2009-07-30 2010-01-13 重庆医科大学 图像质量评价方法
CN103537782A (zh) * 2013-10-28 2014-01-29 黑龙江宏宇电站设备有限公司 Plc控制的自动化焊接系统及其控制方法
CN105729001A (zh) * 2016-05-05 2016-07-06 深圳爱易瑞科技有限公司 一种焊机控制系统运作机台
CN107498230A (zh) * 2017-10-19 2017-12-22 佛山市南方数据科学研究院 一种自动化机器人智能焊接系统
CN109435250A (zh) * 2018-12-20 2019-03-08 青岛义诚软控有限责任公司 一种塑焊机控制系统、设备和方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙雪伟.马鞍形焊缝数控焊机的研究与设计.《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》.2014, *
马鞍形焊缝数控焊机的研究与设计;孙雪伟;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20140215;第45-47、83-87页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109967829A (zh) 2019-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109967829B (zh) 一种焊机控制系统及其控制方法
CN105345237B (zh) 一种直缝埋弧焊自动控制焊缝形貌的装置及其工艺方法
CN111037062B (zh) 一种gtaw焊缝成形的自适应控制与自动视觉检测方法
CN109326323B (zh) 一种基因组的组装方法及装置
CN114714037B (zh) 软包电池焊接纠偏方法
CN104717703A (zh) 一种切换参数自优化方法和装置
CN105458454B (zh) 一种管道对接焊缝全位置轨迹控制方法
CN111451604B (zh) 一种gtaw电弧熔丝增材制造熄弧处补焊监测反馈方法及系统
CN109175597A (zh) 基于焊缝宽度识别的焊接参数实时调节方法及系统
WO2019113972A1 (zh) 数控系统及其路径规划方法和计算机可读存储介质
CN116213884B (zh) 管-法兰微分阵列式划分及自适应焊接路径规划方法
WO2020082866A1 (zh) 运动轨迹合成方法及电子设备
CN112935473B (zh) 一种基于机器视觉的自动焊机及其控制方法
CN105550256B (zh) 一种面向电网规划的地理接线图自动抽稀方法
CN117545583A (zh) 焊接现象的行为的计测方法、计测装置、焊接系统以及程序
CN109308496A (zh) 一种基于模糊聚类迭代与投影寻踪的最优方案遴选方法
CN113909636A (zh) 焊接设备的控制方法、控制装置、处理器与焊接系统
CN112975165A (zh) 坡口切割方法、装置、机器人和可读存储介质
CN110706254B (zh) 一种目标跟踪模板自适应更新方法
CN111922548A (zh) 一种基于焊缝三维形状检测的3d焊缝扫描系统
CN109909583A (zh) 弧焊机器人在液压支架焊接中的多层多道焊接方法
CN115151367B (zh) 自动焊接系统、自动焊接方法、学习装置、神经网络系统以及推定装置
CN115533380A (zh) 一种焊缝缺陷识别与自动补焊方法
CN112364023B (zh) 基于数据转储系统的关系型数据库表结构修正方法
CN103990890A (zh) 数字多环路的波形控制焊接的方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant