CN111037174A - 焊接控制方法及焊接控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接控制方法及焊接控制系统，其中，焊接控制方法通过获取焊接坡口的参数信息，再根据获取的参数信息调用对应于该参数信息的焊接控制参数并生成焊接控制程序，最后通过该焊接控制参数和焊接控制程序控制焊接机器人对焊接坡口进行焊接工作；解决了现有技术中焊接技术效率低、焊缝形成质量差、适用性差的技术问题，提供了一种精确高效的、自动化的焊接控制方法。

Description

焊接控制方法及焊接控制系统

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其是涉及一种焊接控制方法及焊接控制系统。

背景技术

随着工业的快速发展，焊接成型技术广泛应用于各个技术领域中。在建筑、船舶、工程机械等技术领域，大型焊接结构的需求越来越大，并且对焊接的质量和效率要求也越来越高。

但是，当前的焊接方式还普遍采用人工焊接或半自动化焊接的方式，而由于人工焊接或半自动化焊接方式存在焊接效率低下、焊缝成形质量无法保证并且在恶劣环境下很难顺利完成焊接工作。

因此，如何解决上述人工焊接或半自动化焊接方式所存在的技术问题，成为本领域技术人员急需克服的难题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种精确高效的、自动化的焊接控制方法。

为此，本发明还提出了一种精确可靠的、自动化的焊接控制系统。

第一方面，本发明的一个实施例提供了一种焊接控制方法，其包括：

获取焊接坡口的参数信息；

根据所述参数信息调用对应的焊接控制参数并生成焊接控制程序；

根据所述焊接控制参数和所述焊接控制程序控制焊接机器人对所述焊接坡口进行焊接。

本发明实施例的焊接控制方法至少具有如下有益效果：

本发明实施例中一种焊接控制方法，其通过获取焊接坡口的参数信息，再根据获取的参数信息调用对应于该参数信息的焊接控制参数并生成焊接控制程序，最后通过该焊接控制参数和焊接控制程序控制焊接机器人对焊接坡口进行焊接工作；解决了现有技术中焊接技术效率低、焊缝形成质量差、适用性差的技术问题，提供了一种精确高效的、自动化的焊接控制方法。

根据本发明的另一些实施例的焊接控制方法，所述参数信息包括所述焊接坡口的起点位置信息、所述焊接坡口的终点位置信息和所述焊接坡口的特征拐点。

根据本发明的另一些实施例的焊接控制方法，所述根据所述参数信息调用对应的焊接控制参数并生成焊接控制程序具体包括：

根据所述起点位置信息、所述终点位置信息和所述特征拐点获得对应的焊接坡口类型；

根据所述焊接坡口类型调用所述焊接控制参数；

结合所述起点位置信息、所述终点位置信息、所述特征拐点和所述焊接机器人的正反解程序生成所述焊接控制程序。

根据本发明的另一些实施例的焊接控制方法，所述焊接控制参数包括焊接电压、送丝速度和排道数据。

根据本发明的另一些实施例的焊接控制方法，所述焊接控制方法还包括：

进行焊接前，获取所述焊接坡口的温度信息；

判断所述温度信息是否达到预设阈值；

若是，则根据所述焊接控制参数控制焊接机器人对所述焊接坡口进行焊接；

否则，继续获取所述温度信息，直至所述温度信息满足所述预设阈值。

根据本发明的另一些实施例的焊接控制方法，所述焊接控制方法还包括：

在进行焊接时，监测所述焊接机器人与障碍物体的距离信息；

若所述距离信息小于预设距离时，控制所述焊接机器人停止；

否则继续根据所述焊接控制参数控制焊接机器人对所述焊接坡口进行焊接。

第二方面，本发明的一个实施例提供了一种焊接控制系统，其包括：

焊接坡口检测模块，用于检测焊接坡口以获取参数信息，根据所述参数信息调用对应的焊接控制参数并生成焊接控制程序；

焊接控制模块，所述焊接控制模块与所述焊接坡口检测模块连接，用于接收所述焊接控制参数和所述焊接控制程序；

焊接运动模块，所述焊接运动模块与所述焊接控制模块连接，所述焊接控制模块根据所述焊接控制程序控制所述焊接运动模块的运动；

焊接模块，所述焊接模块设置于所述焊接运动模块上，所述焊接控制模块根据所述焊接控制参数控制所述焊接模块对所述焊接坡口进行焊接。

根据本发明的另一些实施例的焊接控制系统，所述焊接控制系统还包括：

温度检测模块，所述温度检测模块用于在进行焊接前，检测所述焊接坡口的温度信息，并将所述温度信息发送至所述焊接控制模块。

根据本发明的另一些实施例的焊接控制系统，所述焊接控制系统还包括：

防撞监测模块，所述防撞监测模块用于监测所述焊接运动模块与障碍物提的距离信息，并将所述距离信息发送至所述焊接控制模块。

根据本发明的另一些实施例的焊接控制系统，所述焊接坡口检测模块包括激光三角检测设备和检测采集处理模块；

所述激光三角检测设备分别与所述焊接控制模块、所述检测采集处理模块连接，所述激光三角检测设备受所述焊接控制模块的控制，用于检测所述焊接坡口以获取所述参数信息，并将所述参数信息传输至所述检测采集处理模块；

所述检测采集处理模块与所述焊接控制模块连接，所述检测采集处理模块根据所述参数信息调用对应的所述焊接控制参数并生成所述焊接控制程序后，将所述焊接控制参数和所述焊接控制程序传输至所述焊接控制模块。

根据本发明的另一些实施例的焊接控制系统，所述焊接控制模块包括工控机、运动控制装置和检测控制器；

所述检测控制器控制所述激光三角检测设备对所述焊接坡口进行检测，以获取所述参数信息；

所述工控机分别与所述运动控制装置、所述检测控制器、所述检测采集处理模块连接，用于接收所述检测采集处理模块传输的所述焊接控制参数和所述焊接控制程序，并根据所述焊接控制参数对所述焊接模块进行控制和监测，根据所述焊接控制程序对所述运动控制装置进行控制和监测。

根据本发明的另一些实施例的焊接控制系统，所述焊接运动模块包括焊接机器人本体、焊接机器人移动导轨和驱动器；所述驱动器接收所述运动控制装置的控制指令，用于控制所述焊接机器人本体在所述焊接机器人移动导轨上运动。

附图说明

图1是本发明实施例一种焊接控制方法的一具体实施例流程图；

图2是本发明实施例一种焊接控制方法的另一具体实施例示意图；

图3是本发明实施例一种焊接控制方法的又一具体实施例示意图；

图4是本发明实施例一种焊接控制系统的一具体实施例模块框图。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”、“第三”等，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

实施例一：

参照图1，在本发明实施例中，焊接控制方法包括以下步骤：

S100、获取焊接坡口的参数信息；

S200、根据参数信息调用对应的焊接控制参数；

S300、根据焊接控制参数控制焊接机器人对焊接坡口进行焊接。

本发明实施例步骤S100中，焊接坡口的参数信息包括焊接坡口的起点位置信息、焊接坡口的终点位置信息和焊接坡口的特征拐点。本发明实施例中，通过由激光三角检测设备和检测采集处理模块组成的焊接坡口检测模块对焊接坡口进行检测，其中，激光三角检测设备扫描焊接坡口得到焊接坡口的点云数据，并获得点云数据中各点云的坐标信息，将点云的坐标信息传输至检测采集处理模块后，检测采集处理模块将接收的各点云的坐标信息进行斜率分析后进行直线拟合的方式提取焊接坡口的特征拐点，其中，斜率变化突变的位置为焊接坡口的特征拐点，通过分析得到的特征拐点即可得到焊接坡口的宽度和厚度，并通过对获取的各帧点云的坐标信息求取高度平均值，则高度发生突变的位置信息即为焊接坡口的起点位置信息和终点位置信息，根据起点位置信息和终点位置信息即可获得焊接坡口的长度。

本发明实施例的步骤S200中，检测采集处理模块通过上述焊接坡口的尺寸参数信息获得相应的焊接坡口类型，进一步从焊接工艺库中调用对应该焊接坡口类型的焊接控制参数，其中，焊接控制参数包括焊接电压、送丝速度和排道数据。并且，通过结合起点位置信息、终点位置信息、特征拐点以及焊接机器人的正反解程序，生成焊接控制程序。

本发明实施例的步骤S300中，通过焊接控制模块接收上述的焊接控制参数和焊接控制程序，焊接控制模块根据接收的焊接控制参数和焊接控制程序控制焊接机器人对焊接坡口进行焊接。本实施例中，焊接控制模块包括工控机、运动控制装置和检测控制器，焊接机器人包括焊接运动模块和焊接模块，其中，焊接运动模块具体包括焊接机器人本体、焊接机器人移动导轨和驱动器，焊接模块包括焊机、送丝机、气瓶等装置。具体的，检测控制器用于控制上述的激光三角检测设备对焊接坡口进行焊接前的检测工作，工控机用于接收检测采集处理模块传输来的焊接控制参数和焊接控制程序后，将焊接控制程序传输至运动控制装置，运动控制装置根据焊接控制程序发送控制指令至驱动器，驱动器根据焊接控制指令控制焊接机器人本体在焊接机器人移动导轨上运动。同时，焊接模块(包括焊机、送丝机、气瓶等装置)设置在焊接机器人本体上，跟随焊接机器人本体在焊接机器人移动导轨上的运动而运动，并分别接受工控机根据焊接控制参数生成的控制指令对焊接坡口进行焊接工作。

实施例二、

参照图2，本发明实施例中一种焊接控制方法，其基于实施例一中的焊接控制方法的基础上，在对焊接坡口进行焊接前，增加了步骤：

S210、获取焊接坡口的温度信息；

S220、判断该温度信息是否达到预设阈值；

其中，若获取的温度信息未达到预设阈值时，则继续获取焊接坡口的温度信息，直至获取的温度信息达到预设阈值。

若获取的温度信息达到预设阈值，则焊接控制模块根据焊接控制参数和焊接控制程序控制焊接运动模块和焊接模块对焊接坡口进行焊接。

在一些实施例中，通过设置有温度传感器获取焊接坡口的温度信息，通过将获取的温度信息发送至焊接控制模块从而对焊接前的温度信息进行有效检测。通过温度检测，可使得当焊接坡口的温度信息不满足预设温度时不进行焊接工作，避免造成焊接质量不合格、浪费焊接材料、焊接耗时长的问题。

实施例三：

参照图3，本发明实施例中一种焊接控制方法，其基于实施例二中的焊接控制方法的基础上，在对焊接坡口进行焊接时，增加了步骤：

S400、监测焊接机器人与障碍物的距离信息；

S410、判断距离信息是否小于预设距离；

S510、若距离信息小于预设距离则停止焊接工作；

S520、若距离信息大于预设距离则继续根据焊接控制参数和焊接控制程序控制焊接机器人对焊接坡口进行焊接。

在一些实施例中，通过设置有防碰撞传感器获取焊接机器人与障碍物体的距离信息，具体的，防碰撞传感器设置于上述的焊接机器人本体中，随着焊接机器人本体在焊接机器人移动导轨上的运动监测其与障碍物体的距离信息，并将距离信息发送至工控机中，工控机根据接收的距离信息判断其是否小于预设距离，从而输出控制信号至运动控制装置进而控制焊接机器人本体的运动状态。

通过设置有防碰撞传感器检测焊接机器人本体与障碍物体的距离信息，使得在焊接过程中实时检测焊接工作的安全性得以提高。

综上所述，结合实施例一至实施例三，本发明中一种焊接控制方法通过获取焊接坡口的参数信息，再根据获取的参数信息调用对应于该参数信息的焊接控制参数并生成焊接控制程序，最后通过该焊接控制参数和焊接控制程序控制焊接机器人对焊接坡口进行焊接工作；并通过在进行焊接前获取焊接坡口的温度信息，决定是否进行焊接工作，同时在焊接时通过获取焊接机器人与障碍物体的距离信息，决定是否控制焊接机器人继续工作；解决了现有技术中焊接技术效率低、焊缝形成质量差、适用性差、安全性差的技术问题，提供了一种精确高效的、安全的、自动化的焊接控制方法。

实施例四：

参照图4，本发明实施例提供了一种焊接控制系统，其包括：

焊接坡口检测模块，用于检测焊接坡口以获取参数信息，根据参数信息调用对应的焊接控制参数并生成焊接控制程序；

焊接控制模块，焊接控制模块与焊接坡口检测模块连接，用于接收焊接控制参数和焊接控制程序；

焊接运动模块，焊接运动模块与焊接控制模块连接，焊接控制模块根据焊接控制程序控制焊接运动模块的运动；

焊接模块，焊接模块设置于所述焊接运动模块上，焊接控制模块根据焊接控制参数控制焊接模块对焊接坡口进行焊接。

本发明实施例中，焊接坡口检测模块包括激光三角检测设备和检测采集处理模块，激光三角检测设备受焊接控制模块的控制，用于检测焊接坡口以获取参数信息，并将参数信息传输至所述检测采集处理模块。其中，激光三角检测设备扫描焊接坡口得到焊接坡口的点云数据，并获得点云数据中各点云的坐标信息，将点云的坐标信息传输至检测采集处理模块后，检测采集处理模块将接收的各点云的坐标信息进行斜率分析后进行直线拟合的方式提取焊接坡口的特征拐点，其中，斜率变化突变的位置为焊接坡口的特征拐点，通过分析得到的特征拐点即可得到焊接坡口的宽度和厚度，并通过对获取的各帧点云的坐标信息求取高度平均值，则高度发生突变的位置信息即为焊接坡口的起点位置信息和终点位置信息，根据起点位置信息和终点位置信息即可获得焊接坡口的长度。检测采集处理模块通过上述焊接坡口的尺寸参数信息获得相应的焊接坡口类型，进一步从焊接工艺库中调用对应该焊接坡口类型的焊接控制参数，其中，焊接控制参数包括焊接电压、送丝速度和排道数据。其中，排道数据为包括焊接时焊道的高度信息、焊道的厚度信息和焊道的数量信息等。另外，通过结合起点位置信息、终点位置信息、特征拐点以及焊接机器人的正反解程序，生成焊接控制程序。

本发明实施例中，焊接控制模块包括焊接控制模块包括工控机、运动控制装置和检测控制器；其中，检测控制器与激光三角检测设备连接，用于控制激光三角检测设备对焊接坡口进行检测以获取参数信息。工控机分别与运动控制装置、检测控制器、检测采集处理模块连接，用于接收检测采集处理模块传输来的焊接控制参数和焊接控制程序，并根据焊接控制参数对焊接模块进行控制和监测，根据焊接控制程序对运动控制装置进行控制和监测。

本发明实施例中，焊接运动模块包括焊接机器人本体、焊接机器人移动导轨和驱动器；其中，驱动器接收运动控制装置的控制指令控制焊接机器人本体在焊接机器人移动导轨上运动。

本发明实施例中，焊接模块包括焊机、送丝机、气瓶等装置，焊接模块(包括焊机、送丝机、气瓶等装置)设置在焊接机器人本体上，跟随焊接机器人本体在焊接机器人移动导轨上的运动而运动，并分别接受工控机根据焊接控制参数生成的控制指令对焊接坡口进行焊接工作。

在一些实施例中，焊接控制系统还包括温度检测模块，温度检测模块用于在进行焊接前，检测焊接坡口的温度信息，并将温度信息发送至焊接控制模块。其中，温度检测模块可通过温度传感器实现，通过设置有温度传感器获取焊接坡口的温度信息，通过将获取的温度信息发送至焊接控制模块从而对焊接前的温度信息进行有效检测。通过温度检测，可使得当焊接坡口的温度信息不满足预设温度时不进行焊接工作，避免造成焊接质量不合格、浪费焊接材料、焊接耗时长的问题。

在一些实施例中，焊接控制系统还包括防撞监测模块，防撞监测模块用于监测所述焊接运动模块与障碍物提的距离信息，并将所述距离信息发送至所述焊接控制模块。其中，防碰撞监测模块可由防碰撞传感器实现，通过设置有防碰撞传感器获取焊接机器人与障碍物体的距离信息，具体的，防碰撞传感器设置于上述的焊接机器人本体中，随着焊接机器人本体在焊接机器人移动导轨上的运动监测其与障碍物体的距离信息，并将距离信息发送至工控机中，工控机根据接收的距离信息判断其是否小于预设距离，从而输出控制信号至运动控制装置进而控制焊接机器人本体的运动状态。通过设置有防碰撞传感器检测焊接机器人本体与障碍物体的距离信息，使得在焊接过程中实时检测焊接工作的安全性得以提高。

本发明实施例中的焊接控制系统实现的过程原理与实施例一至实施例三中所述的焊接控制方法实现的过程原理可相互参照对应。

综上，本发明实施例中一种焊接控制系统，其通过设置有焊接坡口检测模块获取焊接坡口的参数信息，根据参数信息调用对应的焊接控制参数并生成焊接控制程序后传输至焊接控制模块，焊接控制模块根据焊接控制程序控制所述焊接运动模块的运动，根据焊接控制参数控制焊接模块对所述焊接坡口进行焊接；解决了现有技术中焊接技术效率低、焊缝形成质量差、适用性差的技术问题，提供了一种精确高效的、自动化的焊接控制系统。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (12)

1.一种焊接控制方法，其特征在于，包括：

获取焊接坡口的参数信息；

根据所述参数信息调用对应的焊接控制参数并生成焊接控制程序；

根据所述焊接控制参数和所述焊接控制程序控制焊接机器人对所述焊接坡口进行焊接。

2.根据权利要求1所述的焊接控制方法，其特征在于，所述参数信息包括所述焊接坡口的起点位置信息、所述焊接坡口的终点位置信息和所述焊接坡口的特征拐点。

3.根据权利要求2所述的焊接控制方法，其特征在于，所述根据所述参数信息调用对应的焊接控制参数并生成焊接控制程序具体包括：

根据所述起点位置信息、所述终点位置信息和所述特征拐点获得对应的焊接坡口类型；

根据所述焊接坡口类型调用所述焊接控制参数；

结合所述起点位置信息、所述终点位置信息、所述特征拐点和所述焊接机器人的正反解程序生成所述焊接控制程序。

4.根据权利要求1至3任一项所述的焊接控制方法，其特征在于，所述焊接控制参数包括焊接电压、送丝速度和排道数据。

5.根据权利要求1至3任一项所述的焊接控制方法，其特征在于，所述焊接控制方法还包括：

进行焊接前，获取所述焊接坡口的温度信息；

判断所述温度信息是否达到预设阈值；

若是，则根据所述焊接控制参数控制焊接机器人对所述焊接坡口进行焊接；

否则，继续获取所述温度信息，直至所述温度信息满足所述预设阈值。

6.根据权利要求5所述的焊接控制方法，其特征在于，所述焊接控制方法还包括：

在进行焊接时，监测所述焊接机器人与障碍物体的距离信息；

若所述距离信息小于预设距离时，控制所述焊接机器人停止；

否则继续根据所述焊接控制参数控制焊接机器人对所述焊接坡口进行焊接。

7.一种焊接控制系统，其特征在于，包括：

焊接坡口检测模块，用于检测焊接坡口以获取参数信息，根据所述参数信息调用对应的焊接控制参数并生成焊接控制程序；

焊接控制模块，所述焊接控制模块与所述焊接坡口检测模块连接，用于接收所述焊接控制参数和所述焊接控制程序；

焊接运动模块，所述焊接运动模块与所述焊接控制模块连接，所述焊接控制模块根据所述焊接控制程序控制所述焊接运动模块的运动；

焊接模块，所述焊接模块设置于所述焊接运动模块上，所述焊接控制模块根据所述焊接控制参数控制所述焊接模块对所述焊接坡口进行焊接。

8.根据权利要求7所述的焊接控制系统，其特征在于，所述焊接控制系统还包括：

温度检测模块，所述温度检测模块用于在进行焊接前，检测所述焊接坡口的温度信息，并将所述温度信息发送至所述焊接控制模块。

9.根据权利要求7或8所述的焊接控制系统，其特征在于，所述焊接控制系统还包括：

防撞监测模块，所述防撞监测模块用于监测所述焊接运动模块与障碍物提的距离信息，并将所述距离信息发送至所述焊接控制模块。

10.根据权利要求9所述的焊接控制系统，其特征在于，所述焊接坡口检测模块包括激光三角检测设备和检测采集处理模块；

所述激光三角检测设备分别与所述焊接控制模块、所述检测采集处理模块连接，所述激光三角检测设备受所述焊接控制模块的控制，用于检测所述焊接坡口以获取所述参数信息，并将所述参数信息传输至所述检测采集处理模块；

所述检测采集处理模块与所述焊接控制模块连接，所述检测采集处理模块根据所述参数信息调用对应的所述焊接控制参数并生成所述焊接控制程序后，将所述焊接控制参数和所述焊接控制程序传输至所述焊接控制模块。

11.根据权利要求10所述的焊接控制系统，其特征在于，所述焊接控制模块包括工控机、运动控制装置和检测控制器；

所述检测控制器控制所述激光三角检测设备对所述焊接坡口进行检测，以获取所述参数信息；

所述工控机分别与所述运动控制装置、所述检测控制器、所述检测采集处理模块连接，用于接收所述检测采集处理模块传输的所述焊接控制参数和所述焊接控制程序，并根据所述焊接控制参数对所述焊接模块进行控制和监测，根据所述焊接控制程序对所述运动控制装置进行控制和监测。

12.根据权利要求11所述的焊接控制系统，其特征在于，所述焊接运动模块包括焊接机器人本体、焊接机器人移动导轨和驱动器；所述驱动器接收所述运动控制装置的控制指令，用于控制所述焊接机器人本体在所述焊接机器人移动导轨上运动。

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