CN110722281A - 一种大型铸钢件缺陷自动焊补系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型铸钢件缺陷自动焊补系统,包括焊补路径生成端、焊补工艺生成端和焊补执行端。本发明是针对大型铸钢件缺陷的特殊性,基于现有成熟的焊补路径生成端和焊补执行端,对大型铸钢件缺陷进行自动、智能化的统一标准焊接修复,其焊接修复质量稳定且可靠,有利于有效、可靠地提高铸钢件缺陷的焊接修复质量,而且其焊接操作过程简单、容易、方便、高效,工人的劳动强度轻,同时降低了对焊接操作者技术水平的要求,经济效益突出,实用性强。
Description
技术领域
本发明属于铸钢件铸造和焊补技术领域,具体涉及一种大型铸钢件缺陷自动焊补系统。
背景技术
铸钢是一种很重要的金属结构材料,它具有优良的力学性能和物理化学性能和良好的焊接性。由于熔铸工艺的发展和许多适用于铸造的新钢种的出现,使铸钢件在工业上得到广泛的应用。但是由于复杂生产过程和苛刻的使用条件下长期运行以及产品设计结构的需要,使铸钢会出现裂纹、缩孔、缺肉或损坏,在许多情况下需要对铸造缺陷进行焊补修复,因此,大型铸钢件缺陷焊补是铸钢件生产过程中不可缺少的工序之一。
随着科学技术的发展,优质、高效的焊接新工艺、新方法、新材料不断涌现,再加上严格的检验,使得铸钢件的铸造缺陷修复完全可以满足铸钢产品的技术条件和使用要求。
目前,大型铸钢件缺陷焊补主要是以人工焊接的方式实现的,其不仅焊接修复效率低、焊工劳动强度大、焊接修复周期长、经济性差;而且,人工焊接质量完全取决于焊工个人的技术水平,同一焊工对不同材质的焊接和操作位置的先后焊接及不同焊工在同一坡口的焊接操作很难实现一致化,这就使得人工对大型铸钢件缺陷焊补质量无法实现统一化,导致大型铸钢件缺陷焊补修复质量不稳定、不可靠,不利于对大型铸钢件缺陷焊补修复质量的有效、可靠提高。
发明内容
本发明目的在于提供一种大型铸钢件缺陷自动焊补系统,用于解决现有技术中存在的问题,如:目前,大型铸钢件缺陷焊补主要是以人工焊接的方式实现的,其不仅焊接修复效率低、焊工劳动强度大、焊接修复周期长、经济性差;而且,人工焊接质量完全取决于焊工个人的技术水平,同一焊工对不同材质的焊接和操作位置的先后焊接及不同焊工在同一坡口的焊接操作很难实现一致化,这就使得人工对大型铸钢件缺陷焊补质量无法实现统一化,导致大型铸钢件缺陷焊补修复质量不稳定、不可靠,不利于对大型铸钢件缺陷焊补修复质量的有效、可靠提高。
为实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:
一种大型铸钢件缺陷自动焊补系统,包括焊补路径生成端、焊补工艺生成端和焊补执行端;
焊补路径生成端:
所述焊补路径生成端内预存储有需要修复的铸钢件所有缺陷的基准三维模型,以所述基准三维模型作为焊补路径修复基准;
所述焊补路径生成端对需要焊补的铸钢件对应坡口进行图像扫描,依据所扫描的图像信息建立对应待焊补坡口的实时三维模型;
所述焊补路径生成端将所述实时三维模型与所述基准三维模型中的对应部位进行比较,获得所述实时三维模型相较于所述基准三维模型的坡口部位;
所述焊补路径生成端将获得的所述坡口部位进行焊补区域分隔,依据分隔出的所述焊补区域生成焊接路径;
所述焊补路径生成端将生成所述焊接路径转化为所述焊补执行端的焊接路径控制指令、并将所述焊接路径控制指令输送给焊补执行端;
焊补工艺生成端:
所述焊补工艺生成端内预存储有需要修复的铸钢件所有缺陷进行焊补的基准焊接工艺,以所述基准焊接工艺作为焊补焊接工艺基准;
所述焊补工艺生成端对需要焊补的铸钢件对应坡口进行图像扫描,依据所扫描的图像信息识别出待焊补的坡口类型;
所述焊补工艺生成端根据待焊补的所述坡口类型和与其对应焊补的基准焊接工艺,生成需要焊补的铸钢件对应坡口的焊补工艺;
所述焊补工艺生成端将生成的所述焊补工艺转化为所述焊补执行端的焊补工艺控制指令、并将所述焊补工艺控制指令输送给焊补执行端;
焊补执行端:
所述焊补执行端根据所述焊接路径控制指令和所述焊补工艺控制指令对铸钢件对应待焊补坡口进行焊补复。
优选的,所述焊接路径为同一所述坡口部位时,采用以左向右、先上后下的方顺序;所述焊接路径中的每个焊位是以从下而上的堆焊顺序。
优选的,所述焊补工艺为包括预热方法、层间温度、道间温度、焊接方法、焊接材料、焊接规范参数、焊后处理方法中的一种或多种。
优选的,所述焊补执行端为全自动机器人。
优选的,所述全自动机器人为六自由度的焊接机器人。
本发明的有益技术效果是:1、本发明是针对大型铸钢件缺陷的特殊性,基于现有成熟的视觉图像处理系统(焊补路径生成端)和焊接机器人(焊补执行端),对大型铸钢件缺陷进行自动、智能化的统一标准焊接修复,其焊接修复质量稳定且可靠,有利于有效、可靠地提高铸钢件缺陷的焊接修复质量,而且其焊接操作过程简单、容易、方便、高效,工人的劳动强度轻,同时降低了对焊接操作者技术水平的要求,经济效益突出,实用性强。
2、本发明能够对所需要焊补的铸钢件的对应坡口实现精准、稳定、可靠地图像扫描,依据其所扫描的图像信息建立对应待焊补修复部位的实时三维模型精准度高。
3、本发明焊补工艺生成端能够满足各种类型材料的铸钢件缺陷焊补修复,工艺稳定性、焊补质量可靠性和实用性强。
附图说明
图1显示为本发明的实施例的步骤流程示意图。
图2显示为本发明的实施例的焊补路径生成端结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明的附图1-2,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例:
如图1所示,一种大型铸钢件缺陷自动焊补系统,包括焊补路径生成端、焊补工艺生成端和焊补执行端;
焊补路径生成端:
所述焊补路径生成端内预存储有需要修复的铸钢件所有缺陷的基准三维模型,以所述基准三维模型作为焊补路径修复基准;
所述焊补路径生成端对需要焊补的铸钢件对应坡口进行图像扫描,依据所扫描的图像信息建立对应待焊补坡口的实时三维模型;
所述焊补路径生成端将所述实时三维模型与所述基准三维模型中的对应部位进行比较,获得所述实时三维模型相较于所述基准三维模型的坡口部位;
所述焊补路径生成端将获得的所述坡口部位进行焊补区域分隔,依据分隔出的所述焊补区域生成焊接路径;
所述焊补路径生成端将生成所述焊接路径转化为所述焊补执行端的焊接路径控制指令、并将所述焊接路径控制指令输送给焊补执行端;
焊补工艺生成端:
所述焊补工艺生成端内预存储有需要修复的铸钢件所有缺陷进行焊补的基准焊接工艺,以所述基准焊接工艺作为焊补焊接工艺基准;
所述焊补工艺生成端对需要焊补的铸钢件对应坡口进行图像扫描,依据所扫描的图像信息识别出待焊补的坡口类型;
所述焊补工艺生成端根据待焊补的所述坡口类型和与其对应焊补的基准焊接工艺,生成需要焊补的铸钢件对应坡口的焊补工艺;
所述焊补工艺生成端将生成的所述焊补工艺转化为所述焊补执行端的焊补工艺控制指令、并将所述焊补工艺控制指令输送给焊补执行端;
焊补执行端:
所述焊补执行端根据所述焊接路径控制指令和所述焊补工艺控制指令对铸钢件对应待焊补坡口进行焊补复。
通过上述技术方案,针对大型铸钢件缺陷的特殊性,基于现有成熟的视觉图像处理系统(焊补路径生成端)和焊接机器人(焊补执行端),对大型铸钢件缺陷进行自动、智能化的统一标准焊接修复,其焊接修复质量稳定且可靠,有利于有效、可靠地提高铸钢件缺陷的焊接修复质量,而且其焊接操作过程简单、容易、方便、高效,工人的劳动强度轻,同时降低了对焊接操作者技术水平的要求,经济效益突出,实用性强。能够对所需要焊补的铸钢件的对应坡口实现精准、稳定、可靠地图像扫描,依据其所扫描的图像信息建立对应待焊补修复部位的实时三维模型精准度高。焊补工艺生成端能够满足各种类型材料的铸钢件缺陷焊补修复,工艺可靠性和实用性强。
优选的,所述焊接路径为同一所述坡口部位时,采用以左向右、先上后下的方顺序;所述焊接路径中的每个焊位是以从下而上的堆焊顺序。
优选的,所述焊补工艺为包括预热方法、层间温度、道间温度、焊接方法、焊接材料、焊接规范参数、焊后处理方法中的一种或多种。
优选的,所述焊补执行端为全自动机器人。
优选的,所述全自动机器人为六自由度的焊接机器人。
如图2所示,本实施例中,焊补路径生成端包括图像处理系统、供电电路、耦合电路和图像显示系统,还包括智能识别系统和图像增强系统,所述的智能识别系统中通过摄像头对图像进行采集,并将图像传输到图像增强系统内进行进一步加强处理,图像增强系统将加强后的图像传输到图像处理系统中,经过AMG处理器和单片机配合处理后存入存储器内,并通过耦合电路传输到图像显示系统中进行显示,并且,存储器预存储有需要修复的铸钢件所有缺陷的基准三维模型,以所述基准三维模型作为焊补路径修复基准;图像经过AMG处理器和单片机配合处理后生成对应待焊补坡口的实时三维模型;单片机将所述实时三维模型与所述基准三维模型中的对应部位进行比较,获得所述实时三维模型相较于所述基准三维模型的坡口部位,并将获得的所述坡口部位进行焊补区域分隔,依据分隔出的所述焊补区域生成焊接路径;所述的图像处理系统中配有供电电路。所述的智能识别系统内设有与摄像头相连的视频处理电路和视频监测系统,采用具有成熟的智能化、自动化控制技术的视频监测系统,通过专门用于视频监测系统的视频处理电路,对摄像头的图像采集工作状态进行实时监测,以判断待采集图像是否已经完全采集,图像采集工作状态是否正常,有无不利因素存在等情况,从而有效杜绝安全隐患,确保将待采集的图像全部采集。所述的图像增强系统内设有视频编码器、图像增强电路和光电耦合器,对摄像头采集到的图像经过的视频编码器进行视频信号的编码,然后应用现有成熟的图像增强技术,通过图像增强电路将需要增强的部分进行有效增强,以达到想要的质感,并通过光电耦合器耦合已增强的视频信号,传输到图像处理系统中进行处理。所述的光电耦合器具有隔离耦合功能,以满足光电耦合前后视频信号不发生信号串扰的目的。所述的存储器采用静态随机存储器或动态随机存储器,静态存储器的工作速度快,只要电源不撤除,写入的信息就不会消失,不需要刷新电路,同时在读出时不破坏原来存放的信息,一经写入可多次读出,可以作高速缓冲存储器使用;动态随机存储器利用场效应管的栅极对其衬底间的分布电容来保存信息,可作为主存储器使用。所述的图像显示系统内设有DVI解码电路和相匹配的DVI显示器,以及视频解码电路和相匹配的TV显示器,采用多种监视屏还原,多种监视屏置于不同空间内,能最大限度的保障多人进行监视,并且保证了还原图像的真实质感。所述的视频解码电路采用PAL制式或NTSC制式或SECAM制式进行视频解码。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“逆时针”、“顺时针”“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。
Claims (5)
1.一种大型铸钢件缺陷自动焊补系统,其特征在于,包括焊补路径生成端、焊补工艺生成端和焊补执行端;
焊补路径生成端:
所述焊补路径生成端内预存储有需要修复的铸钢件所有缺陷的基准三维模型,以所述基准三维模型作为焊补路径修复基准;
所述焊补路径生成端对需要焊补的铸钢件对应坡口进行图像扫描,依据所扫描的图像信息建立对应待焊补坡口的实时三维模型;
所述焊补路径生成端将所述实时三维模型与所述基准三维模型中的对应部位进行比较,获得所述实时三维模型相较于所述基准三维模型的坡口部位;
所述焊补路径生成端将获得的所述坡口部位进行焊补区域分隔,依据分隔出的所述焊补区域生成焊接路径;
所述焊补路径生成端将生成所述焊接路径转化为所述焊补执行端的焊接路径控制指令、并将所述焊接路径控制指令输送给焊补执行端;
焊补工艺生成端:
所述焊补工艺生成端内预存储有需要修复的铸钢件所有缺陷进行焊补的基准焊接工艺,以所述基准焊接工艺作为焊补焊接工艺基准;
所述焊补工艺生成端对需要焊补的铸钢件对应坡口进行图像扫描,依据所扫描的图像信息识别出待焊补的坡口类型;
所述焊补工艺生成端根据待焊补的所述坡口类型和与其对应焊补的基准焊接工艺,生成需要焊补的铸钢件对应坡口的焊补工艺;
所述焊补工艺生成端将生成的所述焊补工艺转化为所述焊补执行端的焊补工艺控制指令、并将所述焊补工艺控制指令输送给焊补执行端;
焊补执行端:
所述焊补执行端根据所述焊接路径控制指令和所述焊补工艺控制指令对铸钢件对应待焊补坡口进行焊补复。
2.根据权利要求1所述的一种大型铸钢件缺陷自动焊补系统,其特征在于,所述焊接路径为同一所述坡口部位时,采用以左向右、先上后下的方顺序;所述焊接路径中的每个焊位是以从下而上的堆焊顺序。
3.根据权利要求1所述的一种大型铸钢件缺陷自动焊补系统,其特征在于,所述焊补工艺为包括预热方法、层间温度、道间温度、焊接方法、焊接材料、焊接规范参数、焊后处理方法中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种大型铸钢件缺陷自动焊补系统,其特征在于,所述焊补执行端为全自动机器人。
5.根据权利要求4所述的一种大型铸钢件缺陷自动焊补系统,其特征在于,所述全自动机器人为六自由度的焊接机器人。
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PB01 | Publication | ||
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