CN110210127B - 焊接工艺参数与焊道成型参数相关模型建立方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本公开提出了焊接工艺参数与焊道成型参数相关模型建立方法及系统，采用CO2气体保护焊接方法进行焊接试验，获得不同焊接工艺参数下焊道成型参数；基于二次通用旋转回归分析方法分别初步建立焊道熔宽、余高以及焊缝横截面积关于焊接电流和焊接速度的二次回归方程；进行参数优化，获得检验后的焊道熔宽、余高以及焊缝横截面积关于焊接电流和焊接速度的二次回归方程；回归方程反编码，获得反编码后的CO2气体保护焊焊道成型参数焊道熔宽、余高以及焊缝横截面积与焊接工艺参数焊接电流和焊接速度的相关模型。通过该模型不仅能够确定形成所需焊道的焊接工艺参数，而且亦能根据焊接工艺参数确定焊道成型参数。
Description
技术领域
本公开涉及焊接技术领域，特别是涉及焊接工艺参数与焊道成型参数相关模型建立方法及系统。
背景技术
盾构机刀盘属于厚板焊接结构件，普遍采用手工焊接，焊接质量稳定性差、生产效率低。因此，考虑使用机器人焊接替代人工焊接。但是厚板机器人焊接的自适应能力较差，目前在厚板多层多道焊接应用还存在许多问题。特别是对于厚板在焊接过程中发生变形时的机器人轨迹修正和焊接工艺参数实时调整等问题，其研究较少。
考虑到工程实际应用，针对盾构机刀盘可采用CO2气体保护焊接工艺方法。影响CO2气体保护焊熔敷焊道尺寸参数的因素很多，主要有焊接位置、焊接电流、电弧电压、喷嘴高度、焊接速度、母材钢板厚度、是否摆动及摆动幅度的大小等，但是考虑到实际的焊接生产，一般采用的焊接材料以及所处的焊接环境是固定的，在机器人焊接中焊接位置也多采用变位机使工件处于平焊位置。CO2气体保护焊喷嘴高度和焊接电压变化幅度有限，一般保持不变，主要通过改变焊接电流和焊接速度来控制熔敷焊道的尺寸。
发明人在研究中发现，焊接工艺参数与焊道横截面、熔宽、余高等焊道成型参数的关系模型是进行焊接路径规划的基础。目前，虽有文献报道焊接工艺参数与部分焊道成型参数的关系，但由于试验数据不系统，或者是模型基于理论推导，而存在较大误差，难以用于厚板机器人焊接的路径规划。因此，如何准确构建焊接工艺参数与焊道横截面、熔宽、余高等焊道成型参数的关系模型是本申请所要解决的技术问题。
发明内容
本说明书实施方式的目的是提供焊接工艺参数与焊道成型参数相关模型建立方法，通过该模型不仅能够确定形成所需焊道的焊接工艺参数，而且亦能根据焊接工艺参数确定焊道成型参数。
本说明书实施方式提供焊接工艺参数与焊道成型参数相关模型建立方法焊接工艺参数与焊道成型参数相关模型建立方法，通过以下技术方案实现：
包括：
采用CO2气体保护焊接方法进行焊接试验，获得不同焊接工艺参数下焊道成型参数中的焊道熔宽w、余高h以及横截面积S的测试数据；
基于二次通用旋转回归分析方法分别初步建立焊道熔宽、余高以及焊缝横截面积关于焊接电流和焊接速度的二次回归方程，二次通用旋转回归分析方法中所用的因子变量为焊接电流与焊接速度；
对初步建立的二次回归方程的拟合效果和可信程度进行检验，进行参数优化，获得检验后的焊道熔宽、余高以及焊缝横截面积关于焊接电流和焊接速度的二次回归方程；
回归方程反编码，将编码后的因子变量焊接电流与焊接速度转化为编码前的实际变量，获得反编码后的CO2气体保护焊焊道成型参数焊道熔宽、余高以及焊缝横截面积与焊接工艺参数焊接电流和焊接速度的相关性模型。
进一步的技术方案，所述反编码后的CO2气体保护焊焊道成型参数焊道熔宽、余高以及焊缝横截面积与焊接工艺参数焊接电流和焊接速度的相关性模型为：
w＝-16.16064+0.20334I+0.16462v-0.00122Iv-0.00029I2
h＝0.52087-0.01188I+0.15585v-0.00070Iv+0.00010I2
S＝-11.45961+0.33023I-0.80739v-0.00852Iv+0.00029I2+0.03252v2
其中，w为焊道熔宽，h为余高，S为焊缝横截面积，I为焊接电流，v为焊接速度。
进一步的技术方案，基于所建立的CO2气体保护焊焊道成型参数焊道熔宽、余高以及焊缝横截面积与焊接工艺参数焊接电流和焊接速度的相关性模型，绘制焊道熔宽、余高以及横截面积的等高线图，以及焊接电流、焊接速度与焊道横截面积的关系曲线图。
进一步的技术方案，基于焊道熔宽、余高以及横截面积的等高线图，在给定焊道形状参数的情况下，直接选择相应的工艺参数。
进一步的技术方案，基于焊接电流、焊接速度与焊道横截面积的关系曲线图，在给定焊接工艺参数的情况下，直接确定焊道的横截面积，方便进行焊接路径规划，如果焊接参数不在图中曲线上，则根据曲线的变化趋势进行插值计算，得到新曲线，利用新曲线确定焊道的横截面积。
本说明书实施方式提供CO2气体保护焊焊道成型参数与焊接工艺参数相关模型的建立系统，通过以下技术方案实现：
包括：
数据获取模块，被配置为：采用CO2气体保护焊接方法进行焊接试验，获得不同焊接工艺参数下焊道成型参数中的焊道熔宽w、余高h以及横截面积S的测试数据；
初步方程建立模块，被配置为：基于二次通用旋转回归分析方法分别初步建立焊道熔宽、余高以及焊缝横截面积关于焊接电流和焊接速度的二次回归方程，二次通用旋转回归分析方法中所用的因子变量为焊接电流与焊接速度；
初步方程检验模块，被配置为：对初步建立的二次回归方程的拟合效果和可信程度进行检验，进行参数优化，获得检验后的焊道熔宽、余高以及焊缝横截面积关于焊接电流和焊接速度的二次回归方程；
回归方程反编码模块，被配置为：将编码后的因子变量焊接电流与焊接速度转化为编码前的实际变量，获得反编码后的CO2气体保护焊焊道成型参数焊道熔宽、余高以及焊缝横截面积与焊接工艺参数焊接电流和焊接速度的相关性模型。
本说明书实施方式还提供一种焊接机器人，所述焊接机器人利用上述焊接工艺参数与焊道成型参数相关模型建立方法所建立的模型控制焊接电流、焊接速度。
与现有技术相比，本公开的有益效果是：
本公开的焊接工艺参数与焊道横截面、熔宽、余高等焊道成型参数的关系模型是进行焊接路径规划的基础，通过该模型不仅能够确定形成所需焊道的焊接工艺参数，而且亦能根据焊接工艺参数确定焊道成型参数。
本公开建立焊道几何尺寸与焊接工艺参数的曲线图，更加直观的了解二者之间的关系，同时能够更加便捷的获取数据。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为本公开实施例子的焊接工艺参数与焊道成型参数相关模型建立方法流程图；
图2(a)、图2(b)、图2(c)分别为本公开实施例子的不同焊接工艺参数下焊道熔宽、余高与焊道横截面积的等高线图；
图3(a)、图3(b)分别为本公开实施例子的焊接电流、焊接速度与焊道横截面积关系的曲线。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例子一
该实施例公开了焊接工艺参数与焊道成型参数相关模型建立方法，参见附图1所示，具体包括：
首先确定影响CO2气体保护焊熔敷焊道几何尺寸的主要焊接工艺参数为焊接电流和焊接速度，并对其参数范围进行了确定；
试验方案采用二次通用旋转回归设计方法制订，并进行系列焊接试验和截取试样，对试样打磨后拍照，使用Image-Pro Plus处理拍照所得到的图片从而获取焊缝成型试验数据；
根据二次通用旋转设计方法的试验方案和试验数据计算得到熔敷焊道的熔宽、余高、焊道横截面积关于焊接电流和焊接速度的二次回归方程；
对回归方程的拟合性、显著性、回归系数的显著性进行检验，并将不显著项剔除，进行方程返编码，得到焊缝成型参数与焊接工艺参数间的直接表达式；
建立焊道几何尺寸与焊接工艺参数的曲线图，更加直观的了解二者之间的关系，同时能够更加便捷的获取数据。
本公开分析了熔敷焊道的熔宽、熔深、余高以及横截面积与焊接速度、焊接电流之间的关系，并建立模型，得到焊道的熔宽、余高以及横截面积关于焊接电流、焊接速度以及它们交互影响的二次回归方程。
根据CO2气体保护焊焊接电流、焊接速度的经验数据，同时考虑到试验用机器人焊接电流1A调整精度、焊接速度1cm/min的调整精度，最终确定的焊接工艺参数的调整范围如表1所示。
表1焊接工艺参数范围
为证明本公开所取焊接工艺参数范围的合理与否，在进行试验之前，先用工艺参数范围内的最小电流、最大焊接速度进行焊接工艺试验，试验结果证明熔敷的焊道成形均匀稳定，且无明显缺陷，证明本公开所选取的工艺参数范围是合理的。
在试验领域，特别是多因素试验，传统试验方法一般只能被动处理试验数据，这不仅会使得试验次数盲目增加，而且不能提供可靠信息。这就需要科学的试验设计方法，从正交性、均匀性出发，利用正交表、均匀表等设计试验方案，实施广义试验，直接寻找最优点。回归设计是现代建模的一种优化方法，它是结合了试验设计以及回归分析而发展建立起来的一个新的领域，对于传统的数理统计方法也是一个新的进步与补充。
根据实际情况的不同要求，可以进行具有不同特性的回归设计，例如回归正交设计可以降低试验次数并且可以去除试验因素系数之间的相关性，旋转设计除了可以降低试验次数还可以获得旋转性。本公开试验设计方法采用二次通用旋转回归设计方法，此方法设计试验次数少，在与编码中心距离小于1的任意点上的预测值的方差近似相等，而且各点的预测值的方差仅与该点到中心的距离有关，有利于寻找最优区域。
组合设计是二次通用旋转组合设计的主要特征，总的试验次数n由三类不同的试验点组成：
n＝mc+mr+m0＝mc+2p+m0 (1)
式中p是因子变量的数目，本公开中因子变量即为选取的焊接工艺参数；mc＝2p是各因素皆取二水平的全面试验点；mr是各因子在坐标轴上取得试验点次数，即某个因子的编码值取星号臂长度r，其他因子的编码值取0，如果有p个影响因素，那么mr＝2p；m0是在所有因子水平都取零水平时进行的重复试验的次数。
因为因子变量数目为2，所以mc和mr的值也是确定的，因此为了满足二次通用旋转设计的通用性和旋转性的要求，需要确定m0的值。表2是二次通用旋转组合设计参数。
表2二次通用旋转组合设计参数
本试验考虑的因子变量有2个，为焊接电流与焊接速度，为二因子二次通用旋转回归设计，那么n＝13，mc＝4，m0＝5，r＝1.414。每个因素都可以取－1.414、－1、0、1、1.414五个水平，方案所布的试验点范围较广。并且试验中心处进行5次重复试验，能够较为准确的估计实验误差，并且为方程与系数的检验提供了依据。
首先需要对因子水平进行编码，假设因子zj的变化范围为：
z1j≤zj≤z2j (2)
其中z1j和z2j分别称为因子zj的下水平与上水平。其中心，即零水平为：
因子的变化半径为：
编码式为：
按照式(2)～式(5)分别对焊接电流和焊接速度进行编码，结果如表3所示。表4为二因子二次通用旋转组合设计试验实施计划。
表3焊接电流和焊接速度水平编码表
表4二因子通用旋转组合设计试验实施计划
在该实施例子中，试验设备为：机器人CO2气体保护焊熔敷焊道的试验平台采用的机器人为FANUC；采用奥太焊接机器人控制柜R-30iB Mate，与控制柜配套的是奥太CO2气体保护焊焊机Pulse MIG-500RP，可以实现对电流电压的单独调控。焊丝采用的是ER50-6，直径Ф＝1.2mm；保护气体为纯CO2气体，气体流量为20 L/min；试板材质为Q345，尺寸为200mm×60mm×20mm，焊接时在试板宽度方向(60mm)中间位置沿着试板长度方向(200mm)进行焊接。
试验结果：按照表4所制订的试验计划，在机器人CO2气体保护焊平台进行焊接试验，焊后取中段均匀稳定的焊缝沿横截面进行切割，用砂轮去除切割所得试样氧化皮及飞边，并用砂纸对试样横截面进行打磨，使其光亮平整。然后用三脚架固定的数码相机拍摄焊道横截面宏观照片，每个试样对两个截面进行拍照，熔敷焊道两个截面尺寸的平均值作为此焊接工艺参数条件下熔覆焊道成型参数，获得不同焊接工艺参数下焊缝横截面宏观照片。
使用Image-Pro Plus软件对拍照所得的图片进行数据处理，为方便标定，在试样表面沿熔宽方向和余高方向贴两段标尺。在使用Image-Pro Plus进行标定时，先标定其中一个方向，便能得到图片中一个像素对应的尺寸，再标定另一方向。标定结束后使用Image-Pro Plus软件中的measure length and distance工具测量焊缝横截面的熔宽和余高，使用count/size工具对焊缝截面进行染色并测量面积。不同焊接工艺参数的熔宽w、余高h以及横截面积S的测试结果如表5和表6所示。
表5熔宽及余高测试结果
表6焊道横截面积测试结果
二次通用旋转回归分析：首先建立回归方程：
在变量的数目为p的情况下，二次回归数据结构式为：
式中
是回归方程计算得到的数值；xj是自变量的值，本公开中即是焊接速度和焊接电流；b0、bj、bkj、bjj是因子变量前的回归系数。
本次试验为二因素试验，因此回归表达式为：
回归系数的估计为：
bj＝Bj/h j＝1,2...p (9)
bjk＝Bjk/mc j<k,j,k＝1,2...p (10)
式中
h＝mc+2γ2。
式(8)～(11)中的参数K、E、F、G根据表7选取，其中n为试验次数。式(9)的h根据表2的数据计算。
表7二次通用旋转组合设计参数表
根据上述计算方法，分别计算焊道熔宽、余高以及焊缝横截面积关于焊接电流和焊接速度的二次回归方程。下面主要对熔宽的计算过程进行介绍，余高以及焊缝横截面积的计算过程类似。
具体的，根据表5熔宽的试验测试数据，计算可得：
B0＝151.6041，B1＝-0.3135，B2＝-10.0447，B12＝-1.9811，B11＝86.5141，B22＝93.2669。
本试验的因子数p为2，由表7有：
K＝0.2，-E＝0.1，F＝0.1438，G＝0.0188。
将以上数据代入式(8)～(11)中，可计算得到：
b0＝12.3427，b1＝-0.0392，b2＝-1.2555，b12＝-0.4953，b11＝-0.9752，b22＝-0.1311。
将上述系数代入式(6)中，即可初步建立回归方程：
回归方程的检验：在初步建立二因素二次通用旋转回归方程后，还需要对方程的拟合效果和可信程度进行检验，包括回归方程的显著性检验、回归方程的拟合性检验以及回归系数的拟合性检验。
回归方程的显著性检验，主要是为了检验整个回归方程的置信度以及误差。
偏差平方和ST为：
其自由度为：
fT＝n-1＝12 (14)
残差平方和SE为：
其自由度为：
fE＝fT-fR＝7 (16)
回归平方和SR为：
SR＝ST-SE＝20.6176-0.3948＝20.2228 (17)
其自由度为：
fR＝2p+p(p-1)/2＝5 (18)
回归方程的显著性使用F检验：
计算得到FR值，根据自由度fR、fE以及选定的水平a，由临界检验表查取临界Fa(fR,fE)值，比较FR值和Fa(fR,fE)的大小进行回归方程的显著性检验。一般情况下水平a取0.05，本文取a＝0.05。查得F0.05(5,7)＝3.97，FR＝71.7>Fa(5,7)，说明方程在a＝0.05的水平下是显著的。
回归方程的显著性检验，只能说明回归方程在试验点区域拟合效果的优劣，但是在整个焊接工艺参数规定的范围内，回归方程预测值与实际结果的拟合效果更加重要，所以对二次通用旋转回归方程的拟合性进行检验。
将残差平方和SE分解为：
SE＝Se+SLf (20)
其中，Se为重复试验的误差平方和，其计算式如下，
式中y0i是在中心点试验得到的试验数据，
是在中心点试验得到的试验数据的平均值。
失拟平方和SLf为，
SLf＝SE-Se (22)
自由度分别为，
fe＝m0-1 (23)
fLf＝fE-fe (24)
本文在中心点做了5次试验，平均值为12.3427，误差平方和Se＝0.1303，自由度fe＝4，失拟平方和SLf＝0.2645，自由度fLf＝3，回归方程的拟合度检验也使用F检验：
查表得到F0.05(3,4)＝6.59，FLf<F0.05(3,4)，说明方程在该水平下没有失拟。
回归系数的显著性检验，主要是了解回归方程的各因素对回归方程的影响是否显著。本文回归方程中，熔宽的影响因素为焊接电流x1和焊接速度x2。
对回归系数的显著性检验主要有两种方法，本文采用F检验方法对回归系数的显著性进行检验，对回归系数的F检验为：
将式(26)～(30)求得的F值与Fa(1,fE)比较，若存在不显著的项，则需要删去该项，由于二次通用旋转回归方程的回归系数之间存在相关性，所以一次只能剔除一项，删除一个变量之后，需要重新计算回归系数。查得F0.05(1,7)＝5.59，因此在当前水平下，x1与x2 2不显著。因此将x1与x2 2剔除，经过参数优化后，最终得到熔宽的回归方程为，
w＝12.3427-1.2555x2-0.4953x1x2-0.9752x1 2-0.1311x2 2 (31)
按照熔宽的计算和检验方法，得到余高h及焊缝横截面积S的回归方程分别为，
回归方程和回归系数的显著性检验如表8和表9所示，
表8回归方程显著性与拟合性检验
表9回归系数显著性检验
所以余高h的x2 2项是不显著的，剔除不显著项经系数优化后，最终余高h以及焊缝横截面积S的回归方程为，
剔除不显著项后，余高的显著性检验和拟合性检验的F值分别为223.68与1.25，满足显著性和拟合性的要求。
回归方程反编码：对回归方程的各影响因素进行编码，是为了防止各因素单位的不一致所造成的计算困难，根据上述得到的回归方程(31)、(34)、(35)都是关于因素编码的回归方程，为了使用方便，需要将编码后的因子变量转化为编码前的实际变量，其转化的表达式为，
将式(36)代入(31)、(34)、(35)式进行转化，结果如下，
w＝-16.16064+0.20334I+0.16462v-0.00122Iv-0.00029I2 (37)
h＝0.52087-0.01188I+0.15585v-0.00070Iv+0.00010I2 (38)
S＝-11.45961+0.33023I-0.80739v-0.00852Iv+0.00029I2+0.03252v2 (39)
回归方程的试验验证：计算值和实测值的比较，验证计算结果的准确性。
焊接工艺参数与焊缝成型参数的关系曲线：为了更加直观便捷地反映焊接工艺参数与焊缝成型的关系，本申请根据所建立的回归方程模型，绘制了焊道熔宽、余高以及横截面积的等高线图，以及焊接电流、焊接速度与焊道横截面积的关系曲线图，通过这些关系曲线能够直接获取需要的数据，为焊道规划便捷快速的提供数据。
图2(a)、图2(b)、图2(c)分别为不同焊接工艺参数下焊道熔宽、余高与横截面积的等高线图。在给定焊道形状参数的情况下，可以直接选择合适的焊接工艺参数。
图3(a)、图3(b)分别为焊接电流、焊接速度与焊道横截面积关系的曲线。在给定焊接工艺参数的情况下，可以直接确定焊道的横截面积，方便进行焊接路径规划。如果焊接参数不在图中曲线上，则可以根据曲线的变化趋势进行插值计算，得到新曲线。
实施例子二
本说明书实施方式提供CO2气体保护焊焊道成型参数与焊接工艺参数相关模型的建立系统，通过以下技术方案实现：
包括：
数据获取模块，被配置为：采用CO2气体保护焊接方法进行焊接试验，获得不同焊接工艺参数下焊道成型参数中的焊道熔宽w、余高h以及横截面积S的测试数据；
初步方程建立模块，被配置为：基于二次通用旋转回归分析方法分别初步建立焊道熔宽、余高以及焊缝横截面积关于焊接电流和焊接速度的二次回归方程，二次通用旋转回归分析方法中所用的因子变量为焊接电流与焊接速度；
初步方程检验模块，被配置为：对初步建立的二次回归方程的拟合效果和可信程度进行检验，进行参数优化，获得检验后的焊道熔宽、余高以及焊缝横截面积关于焊接电流和焊接速度的二次回归方程；
回归方程反编码模块，被配置为：将编码后的因子变量焊接电流与焊接速度转化为编码前的实际变量，获得反编码后的CO2气体保护焊焊道成型参数焊道熔宽、余高以及焊缝横截面积与焊接工艺参数焊接电流和焊接速度的相关模型。
该实施例子中的相关模块的具体实现过程参见实施例子一中的焊接工艺参数与焊道成型参数相关模型建立方法的相关内容，此处不再进行详细说明。
实施例子三
本说明书实施方式还提供一种焊接机器人，所述焊接机器人利用上述实施例子一中的焊接工艺参数与焊道成型参数相关模型建立方法所建立的模型控制焊接电流、焊接速度。
实施例子四
本说明书实施方式一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述实施例子一中的焊接工艺参数与焊道成型参数相关模型建立方法的步骤。
实施例子五
本说明书实施方式一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现上述实施例子一中的焊接工艺参数与焊道成型参数相关模型建立方法的步骤。
可以理解的是，在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“另一实施例”、“其他实施例”、或“第一实施例～第N实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料等特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (9)
1.焊接工艺参数与焊道成型参数相关模型建立方法，其特征是，包括：
采用CO2气体保护焊接方法进行焊接试验，获得不同焊接工艺参数下焊道成型参数中的焊道熔宽w、余高h以及横截面积S的测试数据；
基于二次通用旋转回归分析方法分别初步建立焊道熔宽、余高以及焊缝横截面积关于焊接电流和焊接速度的二次回归方程，二次通用旋转回归分析方法中所用的因子变量为焊接电流与焊接速度；
对初步建立的二次回归方程的拟合效果和可信程度进行检验，进行参数优化，获得检验后的焊道熔宽、余高以及焊缝横截面积关于焊接电流和焊接速度的二次回归方程；
回归方程反编码，将编码后的因子变量焊接电流与焊接速度转化为编码前的实际变量，获得反编码后的CO2气体保护焊焊道成型参数焊道熔宽、余高以及焊缝横截面积与焊接工艺参数焊接电流和焊接速度的相关模型；具体为：
w＝-16.16064+0.20334I+0.16462v-0.00122Iv-0.00029I2
h＝0.52087-0.01188I+0.15585v-0.00070Iv+0.00010I2
S＝-11.45961+0.33023I-0.80739v-0.00852Iv+0.00029I2+0.03252v2
其中，w为焊道熔宽mm，h为余高mm，S为焊缝横截面积mm2，I为焊接电流A，v为焊接速度cm/min。
2.如权利要求1所述的焊接工艺参数与焊道成型参数相关模型建立方法，其特征是，基于所建立的CO2气体保护焊焊道成型参数焊道熔宽、余高以及焊缝横截面积与焊接工艺参数焊接电流和焊接速度的相关模型，绘制焊道熔宽、余高以及横截面积的等高线图，以及焊接电流、焊接速度与焊道横截面积的关系曲线图。
3.如权利要求2所述的焊接工艺参数与焊道成型参数相关模型建立方法，其特征是，基于焊道熔宽、余高以及横截面积的等高线图，在给定焊道形状参数的情况下，直接选择相应的焊接工艺参数。
4.如权利要求2所述的焊接工艺参数与焊道成型参数相关模型建立方法，其特征是，基于焊接电流、焊接速度与焊道横截面积的关系曲线图，在给定焊接工艺参数的情况下，直接确定焊道的横截面积，方便进行焊接路径规划，如果焊接参数不在图中曲线上，则根据曲线的变化趋势进行插值计算，得到新曲线，利用新曲线确定焊道的横截面积。
5.如权利要求1所述的焊接工艺参数与焊道成型参数相关模型建立方法，其特征是，采用CO2气体保护焊接方法进行焊接试验后取中段均匀稳定的焊缝沿横截面进行切割，去除切割所得试样氧化皮及飞边，并对试样横截面进行打磨，使其光亮平整，然后用相机拍摄焊道横截面宏观照片，每个试样对两个截面进行拍照，熔敷焊道两个截面尺寸的平均值作为此焊接工艺参数条件下熔覆焊道成型参数，获得不同焊接工艺参数下焊缝横截面宏观照片；
对拍照所得的图片进行数据处理，为方便标定，在试样表面沿熔宽方向和余高方向贴两段标尺，进行标定时，先标定其中一个方向，便能得到图片中一个像素对应的尺寸，再标定另一方向；
标定结束后测量焊缝横截面的熔宽以及余高，对焊缝横截面进行染色并测量面积，得到不同焊接工艺参数的熔宽w、余高h以及横截面积S的测试结果。
6.CO2气体保护焊焊道成型参数与焊接工艺参数相关模型的建立系统，其特征是，包括：
数据获取模块，被配置为：采用CO2气体保护焊接方法进行焊接试验，获得不同焊接工艺参数下焊道成型参数中的焊道熔宽w、余高h以及横截面积S的测试数据；
初步方程建立模块，被配置为：基于二次通用旋转回归分析方法分别初步建立焊道熔宽、余高以及焊缝横截面积关于焊接电流和焊接速度的二次回归方程，二次通用旋转回归分析方法中所用的因子变量为焊接电流与焊接速度；
初步方程检验模块，被配置为：对初步建立的二次回归方程的拟合效果和可信程度进行检验，进行参数优化，获得检验后的焊道熔宽、余高以及焊缝横截面积关于焊接电流和焊接速度的二次回归方程；
回归方程反编码模块，被配置为：将编码后的因子变量焊接电流与焊接速度转化为编码前的实际变量，获得反编码后的CO2气体保护焊焊道成型参数焊道熔宽、余高以及焊缝横截面积与焊接工艺参数焊接电流和焊接速度的相关模型，具体为：
w＝-16.16064+0.20334I+0.16462v-0.00122Iv-0.00029I2
h＝0.52087-0.01188I+0.15585v-0.00070Iv+0.00010I2
S＝-11.45961+0.33023I-0.80739v-0.00852Iv+0.00029I2+0.03252v2
其中，w为焊道熔宽mm，h为余高mm，S为焊缝横截面积mm2，I为焊接电流A，v为焊接速度cm/min。
7.一种焊接机器人，所述焊接机器人利用上述权利要求1-5任一所述的焊接工艺参数与焊道成型参数相关模型建立方法所建立的模型控制焊接电流、焊接速度。
8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1-5任一所述的焊接工艺参数与焊道成型参数相关模型建立方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现上述权利要求1-5任一所述的焊接工艺参数与焊道成型参数相关模型建立方法的步骤。
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