CN111215772B - 焊接运动控制方法、系统、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种焊接运动控制方法、系统、装置、计算机设备及存储介质，方法包括：在焊接爬行机爬行运动过程中，实时获取焊枪焊点与激光传感器的激光测量点的运动轨迹，以及所述焊接爬行机的偏转角度；根据所述偏转角度以及所述激光测量点的运动轨迹对所述焊枪焊点的运动轨迹进行调整；根据调整后的焊枪焊点的运动轨迹控制所述焊接爬行机的焊接运动。本发明实施例的技术方案能够提高焊枪对焊缝的跟踪精度，进而提高焊接质量。

Description

焊接运动控制方法、系统、装置、计算机设备及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及自动化控制技术领域，尤其涉及一种焊接运动控制方法、系统、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

近年来，随着焊接自动化的发展，越来越多的大型焊接结构需要实现自动焊接。无导轨全位置爬行焊接机器人有着独特的竞争优势，让大型结构件实现自动化焊接成为了可能。

发明人在实现本发明的过程中，发现在实际焊接过程中，焊接的坡口并不是等宽和完全标准的。焊缝坡口的均匀度主要受限于坡口加工精度及装配精度，另外由于在焊接过程中的热变形，未焊的坡口受热变形会往里收缩，坡口在焊接过程中一直在变化。同时，激光与焊枪之间存在一定间距，爬行机在转向时两个位置处的横向偏移是不同的，所以两者在爬行过程中的运动轨迹并不重合，如果直接将激光的运动轨迹作为焊枪的运动轨迹对焊缝进行焊接，会影响焊枪跟踪焊缝的精度，这些客观情况都会降低焊接的质量。

发明内容

本发明实施例提供一种焊接运动控制方法、系统、装置、计算机设备及存储介质，以提高焊枪对焊缝的跟踪精度，进而提高焊接质量。

第一方面，本发明实施例提供了一种焊接运动控制方法，包括：

在焊接爬行机爬行运动过程中，实时获取焊枪焊点与激光传感器的激光测量点的运动轨迹，以及所述焊接爬行机的偏转角度；

根据所述偏转角度以及所述激光测量点的运动轨迹对所述焊枪焊点的运动轨迹进行调整；

根据调整后的焊枪焊点的运动轨迹控制所述焊接爬行机的焊接运动。

第二方面，本发明实施例还提供了一种焊接运动控制系统，包括激光传感器、运动传感器、焊枪、焊接爬行机、十字滑块及数据处理模块，所述激光传感器、所述运动传感器、所述焊枪、所述十字滑块以及所述数据处理模块安装于所述焊接爬行机上；所述激光传感器、所述运动传感器、所述焊枪、所述十字滑块与所述数据处理模块通信连接；其中：

所述激光传感器用于通过激光检测焊缝中点；

所述运动传感器用于实时获取所述焊接爬行机的偏转角度；

所述焊枪用于对焊缝进行焊接；

所述十字滑块用于对焊枪的横向偏转距离进行调整；

所述数据处理模块用于实时获取焊枪焊点与激光传感器的激光测量点的运动轨迹，以及所述焊接爬行机的偏转角度；根据所述偏转角度以及所述激光测量点的运动轨迹对所述焊枪焊点的运动轨迹进行调整；根据调整后的焊枪焊点的运动轨迹控制所述焊接爬行机的焊接运动。

第三方面，本发明实施例还提供了一种焊接运动控制装置，包括：

运动信息获取模块，用于在焊接爬行机爬行运动过程中，实时获取焊枪焊点与激光传感器的激光测量点的运动轨迹，以及所述焊接爬行机的偏转角度；

运动轨迹调整模块，用于根据所述偏转角度以及所述激光测量点的运动轨迹对所述焊枪焊点的运动轨迹进行调整；

焊接运动控制模块，用于根据调整后的焊枪焊点的运动轨迹控制所述焊接爬行机的焊接运动。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明任意实施例所提供的焊接运动控制方法。

第五方面，本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任意实施例所提供的焊接运动控制方法。

本发明实施例通过在焊接爬行机爬行运动过程中，实时获取焊枪焊点与激光传感器的激光测量点的运动轨迹，以及焊接爬行机的偏转角度，从而根据偏转角度以及激光测量点的运动轨迹对焊枪焊点的运动轨迹进行调整，使得调整后的焊枪焊点的运动轨迹能够与激光测量点的运动轨迹相拟合，进而根据调整后的焊枪焊点的运动轨迹控制焊接爬行机的焊接运动，解决现有焊接爬行机存在的因焊枪跟踪焊缝精度较低导致的焊接质量不理想的问题，从而提高焊枪对焊缝的跟踪精度，进而提高焊接质量。

附图说明

图1a是本发明实施例一提供的一种焊接运动控制方法的流程图；

图1b是本发明实施例一提供的一种激光测量点与焊枪焊点的坐标示意图；

图2a是本发明实施例二提供的一种焊接运动控制方法的流程图；

图2b是本发明实施例二提供的一种定点记录方法的效果示意图；

图2c是本发明实施例二提供一种焊枪焊点与激光测量点的运动轨迹的效果示意图；

图3是本发明实施例三提供的一种焊接运动控制系统的结构示意图；

图4是本发明实施例四提供的一种焊接运动控制方法装置的示意图；

图5为本发明实施例五提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

图1a是本发明实施例一提供的一种焊接运动控制方法的流程图，本实施例可适用于控制焊接爬行机对球体等非直线焊缝进行焊接的情况，该方法可以由焊接运动控制装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式来实现，并一般可集成在计算机设备中，该计算机设备可集成于焊接爬行机上，如作为焊接爬行机的PID(比例-积分-微分控制器)控制器设备等。相应的，如图1a所示，该方法包括如下操作：

S110、在焊接爬行机爬行运动过程中，实时获取焊枪焊点与激光传感器的激光测量点的运动轨迹，以及所述焊接爬行机的偏转角度。

本发明实施例中的激光传感器，由激光发生器与CCD(Charge Coupled Device，电荷藕合器件图像传感器)摄像机组成，是采用结构光作辅助光源的主动式视觉传感器，其具体工作原理为：将一条激光投射到焊缝上，工件表面的凹凸不平使得光束在焊缝上产生形变，用摄像机捕捉形变后的结构光，检测其图中光带的形变位置，即可推算出焊缝的形状；在标定摄像机、光源及工件距离后，可以求出焊缝的实际三维位置。其中，激光与焊缝的交点即为激光测量点。

在本发明实施例中，激光传感器和焊枪以固定方式设置于焊接爬行机上，位于同一条中轴线上。因此当焊接爬行机转向时，激光传感器与焊枪会随着焊接爬行机保持同步转向，且激光测量点和焊枪焊点的偏转角度与焊接爬行机相同。同时，由于激光测量点与焊枪焊点始终保持在一条直线上，因此不会产生多余的横向偏移，这样能够使得激光传感器的激光测量点和焊枪焊点之间只相差纵向上的固定的相对间距。由于激光测量点和焊枪焊点之间存在固定的相对间距，因此在焊接爬行机爬行运动过程中，激光测量点和焊枪焊点的横向偏移量并不相同，所以激光测量点位置处的当前偏差值并不能直接补偿到焊枪位置上。

在焊接爬行机爬行的过程中，可以由封装在焊接爬行机上的数据处理模块实时获取焊枪焊点与激光传感器的激光测量点的运动轨迹，以及焊接爬行机的偏转角度等相关信息，以使数据处理模块根据获取的信息对焊枪焊点的运动轨迹进行调整。

S120、根据所述偏转角度以及所述激光测量点的运动轨迹对所述焊枪焊点的运动轨迹进行调整。

相应的，在数据处理模块获取到焊枪焊点与激光传感器的激光测量点的运动轨迹，以及焊接爬行机的偏转角度后，可以根据偏转角度以及激光测量点的运动轨迹对焊枪焊点的运动轨迹进行调整，具体是对焊枪焊点的横向偏移量进行调整，以使焊枪焊点的运动轨迹与激光测量点的运动轨迹相拟合。

图1b是本发明实施例一提供的一种激光测量点与焊枪焊点的坐标示意图。在本发明的一个可选实施例，如图1b所示，实时获取焊枪与激光传感器的激光测量点的运动轨迹，可以包括：

基于如下公式获取所述焊枪焊点的运动轨迹：

基于如下公式获取所述激光测量点的运动轨迹：

其中，Y1表示所述焊枪焊点的纵向坐标，X1表示所述焊枪焊点的横向坐标，Y2表示所述激光测量点的纵向坐标，X2表示所述激光测量点的横向坐标，t0表示所述焊接爬行机的爬行起始时刻，t1表示所述焊接爬行机的爬行终止时刻，v表示所述焊接爬行机的爬行速度，H1表示所述焊枪与所述焊接爬行机转向中心的距离，H2表示所述焊枪焊点与所述激光测量点之间的相对间距，θ表示所述偏转角度。偏转角度θ可以以焊接爬行机位于爬行起始时刻的初始角度作为基准角度来计算。当θ不等于0°时，激光测量点的运动轨迹与焊枪焊点的运动轨迹不相同。

S130、根据调整后的焊枪焊点的运动轨迹控制所述焊接爬行机的焊接运动。

相应的，数据处理模块对焊枪焊点的运动轨迹进行调整后，即可根据调整后的焊枪焊点的运动轨迹控制焊接爬行机的焊接运动。

由此可见，通过利用焊接爬行机的偏转角度和激光测量点运动轨迹对焊枪焊点的运动轨迹进行调整，可以使得焊枪焊点的运动轨迹与激光测量点的运动轨迹相拟合，从而提高焊枪跟踪焊缝的精度，进而提高焊接质量。

本发明实施例通过在焊接爬行机爬行运动过程中，实时获取焊枪焊点与激光传感器的激光测量点的运动轨迹，以及焊接爬行机的偏转角度，从而根据偏转角度以及激光测量点的运动轨迹对焊枪焊点的运动轨迹进行调整，使得调整后的焊枪焊点的运动轨迹能够与激光测量点的运动轨迹相拟合，进而根据调整后的焊枪焊点的运动轨迹控制焊接爬行机的焊接运动，解决现有焊接爬行机存在的因焊枪跟踪焊缝精度较低导致的焊接质量不理想的问题，从而提高焊枪对焊缝的跟踪精度，进而提高焊接质量。

实施例二

图2a是本发明实施例二提供的一种焊接运动控制方法的流程图，本实施例以上述实施例为基础进行具体化，在本实施例中，给出了根据所述偏转角度以及所述激光测量点的运动轨迹对所述焊枪焊点的运动轨迹进行调整，以及对调整后的焊枪焊点的运动轨迹进行校验的具体实现方式。相应的，如图2a所示，本实施例的方法可以包括：

S210、在焊接爬行机爬行运动过程中，实时获取焊枪焊点与激光传感器的激光测量点的运动轨迹，以及所述焊接爬行机的偏转角度。

S220、按照预设点位间隔，采用定点记录方法，记录各激光测量点位的偏转角度以及对应的横向偏差值。

其中，预设点位间隔可以是根据精度需求设定的，用于记录运动轨迹点的点位间隔。可选的，预设点位间隔可以是0.5mm、0.3mm、0.1mm或0.05mm等，本发明实施例并不对预设点位间隔的具体数值进行限定。

图2b是本发明实施例二提供的一种定点记录方法的效果示意图。在本发明的一个可选实施例中，如图2b所示，可以按照预设点位间隔J，采用定点记录方法，记录焊枪焊点与激光测量点之间的相对间距内各激光测量点位的数据，该数据可以包括各激光测量点位数据的偏转角与横向偏差值，还可以包括各激光测量点位对应的时间信息等附加信息。按照预设点位间隔，采用定点记录方法，记录各激光测量点位的偏转角度以及对应的横向偏差值，实际上属于一种数据滞后技术。

S230、根据所述各激光测量点位的偏转角度及对应的横向偏差值，以及所述激光测量点的运动轨迹，计算所述焊枪焊点在当前焊点位置处的待调整偏差距离。

在本发明的一个可选实施例，根据所述各激光测量点位的偏转角度及对应的横向偏差值，以及所述激光测量点的运动轨迹，计算所述焊枪焊点在当前焊点位置处的待调整偏差距离，可以包括：根据所述焊枪焊点的运动轨迹，确定所述焊枪焊点的当前焊点位置；根据定点记录数据以及所述激光测量点的运动轨迹，获取所述激光测量点在所述当前焊点位置处的第一偏转角度及第一偏转距离；获取所述激光测量点在当前测量点位置处的第二偏转角度；根据所述第一偏转角度、所述第二偏转角度以及所述相对间距计算所述激光测量点在所述当前测量点位置处的第二偏转距离；根据所述第一偏转距离与所述第二偏转距离计算所述焊枪焊点在当前焊点位置处的待调整偏差距离。

可选的，可以将激光测量点在当前焊点位置时焊接爬行机的偏转角度记为θ1，将焊枪焊点在当前焊点位置时焊接爬行机的偏转角度记为θ2。需要说明的是，在焊接爬行机爬行运动过程中，焊枪焊点的运动轨迹相对于激光测量点的运动轨迹来说具有一定的滞后性。可以理解的是，当焊枪到达激光测量点位置处时可能焊接爬行机的偏转角度又发生了变化，因此θ1和θ2可能不同。所以在计算焊枪焊点在当前焊点位置处的待调整偏差距离时，需要同时结合激光测量点在当前测量点位置处的偏转角度以及激光测量点在当前焊点位置处的偏转角度，共同计算补偿。

具体的，可以根据焊枪焊点的运动轨迹，确定焊枪焊点的当前焊点位置，然后根据定点记录数据以及激光测量点的运动轨迹，获取激光测量点在当前焊点位置处的第一偏转角度，并根据第一偏转角度以及相对间距计算激光测量点在当前焊点位置处的第一偏转距离。同时可以实时获取激光测量点在当前测量点位置处的第二偏转角度，以根据第一偏转角度、第二偏转角度以及相对间距计算激光测量点在当前测量点位置处的第二偏转距离。

在一个具体的例子中，假设根据焊枪焊点的运动轨迹确定焊枪焊点的当前焊点位置信息为(a1，t1)。其中，a1表示焊枪焊点在当前焊点位置的坐标数据，t1表示焊枪焊点在当前焊点位置对应的生成该轨迹点位置的时间数据。需要说明的是，焊枪焊点的运动轨迹和激光测量点的运动轨迹均可以维护相同的时间数据，例如，将实时时间作为每个运动轨迹点的时间数据。相应的，激光测量点的当前测量点位置信息为(b1，t2)其中，b1表示激光测量点在当前测量点位置的坐标数据，t2表示激光测量点在当前测量点位置对应的生成该轨迹点位置的时间数据。可以理解的是，t2时刻要晚于t1时刻。可以根据定点记录数据，查询激光测量点在t1时刻记录的偏转角度以及对应的横向偏差值，作为第一偏转角度和第一偏转距离。

需要说明的是，由于定点记录数据中可能并不存在t1时刻记录的定点记录数据，此时，可以将与t1时刻最接近的时刻对应的定点记录数据中，记录的偏转角度以及对应的横向偏差值，作为第一偏转角度和第一偏转距离。由此可见，定点记录数据中采用的预设点位间隔越小，则第一偏转角度和第一偏转距离的准确度越高，焊枪跟踪焊缝的精度也越高。

另外还需说明的是，处理可以根据时间信息确定激光测量点在当前焊点位置处的第一偏转角度和第一偏转距离，还可以根据坐标数据等信息来确定激光测量点在当前焊点位置处的第一偏转角度和第一偏转距离，本发明实施例并不对光测量点在当前焊点位置处的第一偏转角度和第一偏转距离的确定方式进行限定。

相应的，得到第一偏转距离与第二偏转距离之后，即可根据第一偏转距离与第二偏转距离计算焊枪焊点在当前焊点位置处的待调整偏差距离。

在本发明的一个可选实施例中，根据所述第一偏转角度以及所述相对间距计算所述激光测量点在所述当前焊点位置处的第一偏转距离，可以包括：

基于如下公式计算所述第一偏转距离：

X3＝H2*SIN(θ1)

根据所述第一偏转角度、所述第二偏转角度以及所述相对间距计算所述激光测量点在所述当前测量点位置处的第二偏转距离，包括：

基于如下公式计算所述第二偏转距离：

X4＝H2*SIN(θ2-θ1)

根据所述第一偏转距离与所述第二偏转距离计算所述焊枪焊点在当前焊点位置处的待调整偏差距离，包括：

基于如下公式计算所述待调整偏差距离：

X5＝X3+X4

其中，X3表示所述第一偏转距离，X4表示所述第二偏转距离，X5表示所述待调整偏差距离；θ1表示所述第一偏转角度；θ2表示所述第二偏转角度。

S240、根据所述待调整偏差距离对所述焊枪的运动轨迹进行调整。

S250、判断调整后的焊枪焊点的运动轨迹与激光测量点的运动轨迹之间的偏差是否小于或等于预设偏差阈值，若是，则执行；否则S260，执行S270。

S260、采用所述调整后的焊枪焊点的运动轨迹更新所述焊枪焊点的运动轨迹。

S270、保持原始的所述焊枪焊点的运动轨迹。

在本发明实施例中，如果确定所述调整后的焊枪焊点的运动轨迹与所述激光测量点的运动轨迹之间的偏差小于或等于预设偏差阈值，则采用所述调整后的焊枪焊点的运动轨迹更新所述焊枪焊点的运动轨迹；如果确定所述调整后的焊枪焊点的运动轨迹与所述激光测量点的运动轨迹之间的偏差大于预设偏差阈值，则保持原始的所述焊枪焊点的运动轨迹。

S280、根据调整后的焊枪焊点的运动轨迹控制所述焊接爬行机的焊接运动。

图2c是本发明实施例二提供一种焊枪焊点与激光测量点的运动轨迹的效果示意图，其中，标号为(1)的子图为焊枪焊点的运动轨迹未经调整的效果示意图，标号为(2)的子图为焊枪焊点的运动轨迹经调整的效果示意图，图2c中，实线为焊枪焊点的运动轨迹，虚线为激光测量点的运动轨迹。由图2c可知，焊枪焊点的运动轨迹经过调整后，其与激光测量点的运动轨迹的重合度更高。

综上所述，本发明实施例所提供的焊接运动控制方法，采用用激光跟踪焊缝中点的方式，并通过运动传感器实时获取当前的偏转角度，实时计算出当前偏转角度下，激光测量点相对焊枪焊点的横向偏差，并通过数据滞后把横向偏差和当前的偏转角度进行记录。当焊枪焊点到达激光测量点的位置(也即当前焊点位置)处时，获取激光测量点在此位置时的横向偏差与偏转角度，并根据焊枪的运动轨迹计算出当前焊枪焊点的横向位置值。在当前焊枪焊点的横向位置值的基础上，加上激光测量点在此位置处的横向偏差，再加上激光测量点与焊枪焊点的相对间距，在当前角度与激光处的偏转角之差对应的横向偏差，得到焊枪焊点的待调整偏差距离，并通过待调整偏差距离对焊枪焊点的运动轨迹进行调整，具体是对焊枪焊点的横向坐标进行调整。调整后的焊枪焊点的运动轨迹基本与激光测量点的运动轨迹相重合。本发明实施例所提供的焊接运动控制方法，可以适用于石油管道、船舶、储罐、球罐及大型结构件等工程的自动焊接技术，解放了人工在恶劣环境下焊接的状况，大幅度提高了焊接的效率和焊接的质量，极大降低生产成本。

采用上述技术方案，通过按照预设点位间隔，采用定点记录方法，记录各激光测量点位的偏转角度以及对应的横向偏差值，并根据各激光测量点位的偏转角度及对应的横向偏差值，以及激光测量点的运动轨迹，计算焊枪焊点在当前焊点位置处的待调整偏差距离，从而根据待调整偏差距离对焊枪的运动轨迹进行调整，能够使得调整后的焊枪焊点的运动轨迹能够与激光测量点的运动轨迹相拟合，从而提高焊枪对焊缝的跟踪精度，进而提高焊接质量。

需要说明的是，以上各实施例中各技术特征之间的任意排列组合也属于本发明的保护范围。

实施例三

图3是本发明实施例三提供的一种焊接运动控制系统的结构示意图，如图3所示，该焊接运动控制系统的结构包括：激光传感器310、运动传感器320、焊枪330、焊接爬行机340、十字滑块350及数据处理模块360，激光传感器310、运动传感器320、焊枪330、十字滑块350以及数据处理模块360安装于焊接爬行机上350；激光传感器310、运动传感器320、焊枪330及十字滑块350与数据处理模块360通信连接；其中：激光传感器310用于通过激光检测焊缝中点；运动传感器320用于实时获取焊接爬行机的偏转角度；焊枪330用于对焊缝进行焊接；十字滑块350用于对焊枪的横向偏转距离进行调整；数据处理模块360用于实时获取焊枪焊点与激光传感器的激光测量点的运动轨迹，以及焊接爬行机的偏转角度；根据偏转角度以及激光测量点的运动轨迹对焊枪焊点的运动轨迹进行调整；根据调整后的焊枪焊点的运动轨迹控制焊接爬行机的焊接运动。

本发明实施例中焊接运动控制系统的工作原理是：通过获取的激光测量点的运动轨迹以及各激光测量点位的偏转角度信息，利用十字滑块对焊枪焊点的各焊点位置的横向偏差进行调整，从而提高焊枪焊点的运动轨迹与激光测量点的运动轨迹的拟合度，进而提高焊枪对焊缝的跟踪精度。

可选的，运动传感器320可以为姿态传感器，也可以是陀螺仪等其他类型的运动传感器，只要能够对焊接爬行机的偏转角度进行检测的传感器均可以作为运动传感器，本发明实施例并不对运动传感器320的具体类型进行限定。

可选的，数据处理模块360具体用于基于如下公式获取所述焊枪焊点的运动轨迹：

基于如下公式获取所述激光测量点的运动轨迹：

其中，Y1表示所述焊枪焊点的纵向坐标，X1表示所述焊枪焊点的横向坐标，Y2表示所述激光测量点的纵向坐标，X2表示所述激光测量点的横向坐标，t0表示所述焊接爬行机的爬行起始时刻，t1表示所述焊接爬行机的爬行终止时刻，v表示所述焊接爬行机的爬行速度，H1表示所述焊枪与所述焊接爬行机转向中心的距离，H2表示所述焊枪焊点与所述激光测量点之间的相对间距，θ表示所述偏转角度。

可选的，数据处理模块360具体用于按照预设点位间隔，采用定点记录方法，记录各激光测量点位的偏转角度以及对应的横向偏差值；根据所述各激光测量点位的偏转角度及对应的横向偏差值，以及所述激光测量点的运动轨迹，计算所述焊枪焊点在当前焊点位置处的待调整偏差距离；根据所述待调整偏差距离对所述焊枪的运动轨迹进行调整。

可选的，数据处理模块360具体用于根据所述焊枪焊点的运动轨迹，确定所述焊枪焊点的当前焊点位置；根据定点记录数据以及所述激光测量点的运动轨迹，获取所述激光测量点在所述当前焊点位置处的第一偏转角度及第一偏转距离；获取所述激光测量点在当前测量点位置处的第二偏转角度；根据所述第一偏转角度、所述第二偏转角度以及所述相对间距计算所述激光测量点在所述当前测量点位置处的第二偏转距离；根据所述第一偏转距离与所述第二偏转距离计算所述焊枪焊点在当前焊点位置处的待调整偏差距离。

可选的，数据处理模块360具体用于基于如下公式计算所述第一偏转距离：

X3＝H2*SIN(θ1)

基于如下公式计算所述第二偏转距离：

X4＝H2*SIN(θ2-θ1)

基于如下公式计算所述待调整偏差距离：

X5＝X3+X4

其中，X3表示所述第一偏转距离，X4表示所述第二偏转距离，X5表示所述待调整偏差距离；θ1表示所述第一偏转角度；θ2表示所述第二偏转角度。

可选的，数据处理模块360具体用于如果确定所述调整后的焊枪焊点的运动轨迹与所述激光测量点的运动轨迹之间的偏差小于或等于预设偏差阈值，则采用所述调整后的焊枪焊点的运动轨迹更新所述焊枪焊点的运动轨迹；如果确定所述调整后的焊枪焊点的运动轨迹与所述激光测量点的运动轨迹之间的偏差大于预设偏差阈值，则保持原始的所述焊枪焊点的运动轨迹。

本发明实施例所提供的焊接运动控制系统，能够在焊接爬行机爬行运动过程中，实时获取焊枪焊点与激光传感器的激光测量点的运动轨迹，以及焊接爬行机的偏转角度，从而根据偏转角度以及激光测量点的运动轨迹对焊枪焊点的运动轨迹进行调整，使得调整后的焊枪焊点的运动轨迹能够与激光测量点的运动轨迹相拟合，进而根据调整后的焊枪焊点的运动轨迹控制焊接爬行机的焊接运动，解决现有焊接爬行机存在的因焊枪跟踪焊缝精度较低导致的焊接质量不理想的问题，从而提高焊枪对焊缝的跟踪精度，进而提高焊接质量。

实施例四

图4是本发明实施例四提供的一种焊接运动控制方法装置的示意图，如图4所示，所述装置包括：运动信息获取模块410、运动轨迹调整模块420以及焊接运动控制模块430，其中：

运动信息获取模块410，用于在焊接爬行机爬行运动过程中，实时获取焊枪焊点与激光传感器的激光测量点的运动轨迹，以及所述焊接爬行机的偏转角度；

运动轨迹调整模块420，用于根据所述偏转角度以及所述激光测量点的运动轨迹对所述焊枪焊点的运动轨迹进行调整；

焊接运动控制模块430，用于根据调整后的焊枪焊点的运动轨迹控制所述焊接爬行机的焊接运动。

本发明实施例通过在焊接爬行机爬行运动过程中，实时获取焊枪焊点与激光传感器的激光测量点的运动轨迹，以及焊接爬行机的偏转角度，从而根据偏转角度以及激光测量点的运动轨迹对焊枪焊点的运动轨迹进行调整，使得调整后的焊枪焊点的运动轨迹能够与激光测量点的运动轨迹相拟合，进而根据调整后的焊枪焊点的运动轨迹控制焊接爬行机的焊接运动，解决现有焊接爬行机存在的因焊枪跟踪焊缝精度较低导致的焊接质量不理想的问题，从而提高焊枪对焊缝的跟踪精度，进而提高焊接质量。

可选的，运动信息获取模块410具体用于：基于如下公式获取所述焊枪焊点的运动轨迹：

基于如下公式获取所述激光测量点的运动轨迹：

其中，Y1表示所述焊枪焊点的纵向坐标，X1表示所述焊枪焊点的横向坐标，Y2表示所述激光测量点的纵向坐标，X2表示所述激光测量点的横向坐标，t0表示所述焊接爬行机的爬行起始时刻，t1表示所述焊接爬行机的爬行终止时刻，v表示所述焊接爬行机的爬行速度，H1表示所述焊枪与所述焊接爬行机转向中心的距离，H2表示所述焊枪焊点与所述激光测量点之间的相对间距，θ表示所述偏转角度。

可选的，运动轨迹调整模块420包括：定点记录单元，用于按照预设点位间隔，采用定点记录方法，记录各激光测量点位的偏转角度以及对应的横向偏差值；待调整偏差距离计算单元，用于根据所述各激光测量点位的偏转角度及对应的横向偏差值，以及所述激光测量点的运动轨迹，计算所述焊枪焊点在当前焊点位置处的待调整偏差距离；运动轨迹调整单元，用于根据所述待调整偏差距离对所述焊枪的运动轨迹进行调整。

可选的，待调整偏差距离计算单元具体用于：根据所述焊枪焊点的运动轨迹，确定所述焊枪焊点的当前焊点位置；根据定点记录数据以及所述激光测量点的运动轨迹，获取所述激光测量点在所述当前焊点位置处的第一偏转角度及第一偏转距离；获取所述激光测量点在当前测量点位置处的第二偏转角度；根据所述第一偏转角度、所述第二偏转角度以及所述相对间距计算所述激光测量点在所述当前测量点位置处的第二偏转距离；根据所述第一偏转距离与所述第二偏转距离计算所述焊枪焊点在当前焊点位置处的待调整偏差距离。

可选的，待调整偏差距离计算单元具体用于：基于如下公式计算所述第一偏转距离：

X3＝H2*SIN(θ1)

所述根据所述第一偏转角度、所述第二偏转角度以及所述相对间距计算所述激光测量点在所述当前测量点位置处的第二偏转距离，包括：

基于如下公式计算所述第二偏转距离：

X4＝H2*SIN(θ2-θ1)

根据所述第一偏转距离与所述第二偏转距离计算所述焊枪焊点在当前焊点位置处的待调整偏差距离，包括：

基于如下公式计算所述待调整偏差距离：

X5＝X3+X4

其中，X3表示所述第一偏转距离，X4表示所述第二偏转距离，X5表示所述待调整偏差距离；θ1表示所述第一偏转角度；θ2表示所述第二偏转角度。

可选的，运动轨迹调整模块420还包括：第一运动轨迹校验单元，用于如果确定所述调整后的焊枪焊点的运动轨迹与所述激光测量点的运动轨迹之间的偏差小于或等于预设偏差阈值，则采用所述调整后的焊枪焊点的运动轨迹更新所述焊枪焊点的运动轨迹；第二运动轨迹校验单元，用于如果确定所述调整后的焊枪焊点的运动轨迹与所述激光测量点的运动轨迹之间的偏差大于预设偏差阈值，则保持原始的所述焊枪焊点的运动轨迹。

上述焊接运动控制装置可执行本发明任意实施例所提供的焊接运动控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例提供的焊接运动控制方法。

由于上述所介绍的焊接运动控制装置为可以执行本发明实施例中的焊接运动控制方法的装置，故而基于本发明实施例中所介绍的焊接运动控制方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的焊接运动控制装置的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该焊接运动控制装置如何实现本发明实施例中的焊接运动控制方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本发明实施例中焊接运动控制方法所采用的装置，都属于本申请所欲保护的范围。

实施例五

图5为本发明实施例五提供的一种计算机设备的结构示意图，如图5所示，本申请提供的计算机设备，包括：一个或多个处理器510和存储器520；该计算机设备的处理器510可以是一个或多个，图5中以一个处理器510为例；存储器520用于存储一个或多个程序；所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器510执行，使得所述一个或多个处理器510实现如本发明实施例中所述的焊接运动控制方法：在焊接爬行机爬行运动过程中，实时获取焊枪焊点与激光传感器的激光测量点的运动轨迹，以及所述焊接爬行机的偏转角度；根据所述偏转角度以及所述激光测量点的运动轨迹对所述焊枪焊点的运动轨迹进行调整；根据调整后的焊枪焊点的运动轨迹控制所述焊接爬行机的焊接运动。

计算机设备中的处理器510、存储器520可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。

存储器520作为一种计算机可读存储介质，可设置为存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例所述焊接运动控制方法对应的程序指令/模块(例如，焊接运动控制方法装置中的运动信息获取模块410、运动轨迹调整模块420和焊接运动控制模块430)。存储器520可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据设备的使用所创建的数据等。此外，存储器520可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器520可进一步包括相对于处理器510远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至通信节点。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

实施例六

本发明实施例六还提供一种存储计算机程序的计算机存储介质，所述计算机程序在由计算机处理器执行时用于执行本发明上述实施例任一所述的焊接运动控制方法：在焊接爬行机爬行运动过程中，实时获取焊枪焊点与激光传感器的激光测量点的运动轨迹，以及所述焊接爬行机的偏转角度；根据所述偏转角度以及所述激光测量点的运动轨迹对所述焊枪焊点的运动轨迹进行调整；根据调整后的焊枪焊点的运动轨迹控制所述焊接爬行机的焊接运动。

本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、可擦式可编程只读存储器((Erasable Programmable ReadOnly Memory，EPROM)或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、射频(Radio Frequency，RF)等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言——诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

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。

Claims (11)

1.一种焊接运动控制方法，其特征在于，包括：

在焊接爬行机爬行运动过程中，实时获取焊枪焊点与激光传感器的激光测量点的运动轨迹，以及所述焊接爬行机的偏转角度；

根据所述偏转角度以及所述激光测量点的运动轨迹对所述焊枪焊点的运动轨迹进行调整；

根据调整后的焊枪焊点的运动轨迹控制所述焊接爬行机的焊接运动；

其中，所述激光传感器和焊枪固定用于十字滑块上，且所述激光传感器和所述焊枪位于同一条中轴线上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时获取焊枪与激光传感器的激光测量点的运动轨迹，包括：

基于如下公式获取所述焊枪焊点的运动轨迹：

基于如下公式获取所述激光测量点的运动轨迹：

其中，Y1表示所述焊枪焊点的纵向坐标，X1表示所述焊枪焊点的横向坐标，Y2表示所述激光测量点的纵向坐标，X2表示所述激光测量点的横向坐标，t0表示所述焊接爬行机的爬行起始时刻，t1表示所述焊接爬行机的爬行终止时刻，v表示所述焊接爬行机的爬行速度，H1表示所述焊枪与所述焊接爬行机转向中心的距离，H2表示所述焊枪焊点与所述激光测量点之间的相对间距，θ表示所述偏转角度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述偏转角度以及所述激光测量点的运动轨迹对所述焊枪焊点的运动轨迹进行调整，包括：

按照预设点位间隔，采用定点记录方法，记录各激光测量点位的偏转角度以及对应的横向偏差值；

根据所述各激光测量点位的偏转角度及对应的横向偏差值，以及所述激光测量点的运动轨迹，计算所述焊枪焊点在当前焊点位置处的待调整偏差距离；

根据所述待调整偏差距离对所述焊枪的运动轨迹进行调整。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述各激光测量点位的偏转角度及对应的横向偏差值，以及所述激光测量点的运动轨迹，计算所述焊枪焊点在当前焊点位置处的待调整偏差距离，包括：

根据所述焊枪焊点的运动轨迹，确定所述焊枪焊点的当前焊点位置；

根据定点记录数据以及所述激光测量点的运动轨迹，获取所述激光测量点在所述当前焊点位置处的第一偏转角度及第一偏转距离；

获取所述激光测量点在当前测量点位置处的第二偏转角度；

根据所述第一偏转角度、所述第二偏转角度以及所述相对间距计算所述激光测量点在所述当前测量点位置处的第二偏转距离；

根据所述第一偏转距离与所述第二偏转距离计算所述焊枪焊点在当前焊点位置处的待调整偏差距离。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一偏转角度以及所述相对间距计算所述激光测量点在所述当前焊点位置处的第一偏转距离，包括：

基于如下公式计算所述第一偏转距离：

X3＝H2*SIN(θ1)

所述根据所述第一偏转角度、所述第二偏转角度以及所述相对间距计算所述激光测量点在所述当前测量点位置处的第二偏转距离，包括：

基于如下公式计算所述第二偏转距离：

X4＝H2*SIN(θ2-θ1)

根据所述第一偏转距离与所述第二偏转距离计算所述焊枪焊点在当前焊点位置处的待调整偏差距离，包括：

基于如下公式计算所述待调整偏差距离：

X5＝X3+X4

其中，X3表示所述第一偏转距离，X4表示所述第二偏转距离，X5表示所述待调整偏差距离；θ1表示所述第一偏转角度；θ2表示所述第二偏转角度。

6.根据权利要求3-5任一所述的方法，其特征在于，在所述根据所述待调整偏差距离对所述焊枪的运动轨迹进行调整之后，还包括：

如果确定所述调整后的焊枪焊点的运动轨迹与所述激光测量点的运动轨迹之间的偏差小于或等于预设偏差阈值，则采用所述调整后的焊枪焊点的运动轨迹更新所述焊枪焊点的运动轨迹；

如果确定所述调整后的焊枪焊点的运动轨迹与所述激光测量点的运动轨迹之间的偏差大于预设偏差阈值，则保持原始的所述焊枪焊点的运动轨迹。

7.一种焊接运动控制系统，其特征在于，包括激光传感器、运动传感器、焊枪、焊接爬行机、十字滑块及数据处理模块，所述激光传感器、所述运动传感器、所述焊枪、所述十字滑块以及所述数据处理模块安装于所述焊接爬行机上；所述激光传感器、所述运动传感器、所述焊枪、所述十字滑块与所述数据处理模块通信连接；其中：

所述激光传感器用于通过激光检测焊缝中点；

所述运动传感器用于实时获取所述焊接爬行机的偏转角度；

所述焊枪用于对焊缝进行焊接；

所述十字滑块用于对焊枪的横向偏转距离进行调整；

所述数据处理模块用于实时获取焊枪焊点与激光传感器的激光测量点的运动轨迹，以及所述焊接爬行机的偏转角度；根据所述偏转角度以及所述激光测量点的运动轨迹对所述焊枪焊点的运动轨迹进行调整；根据调整后的焊枪焊点的运动轨迹控制所述焊接爬行机的焊接运动；

其中，所述激光传感器和焊枪固定用于十字滑块上，且所述激光传感器和所述焊枪位于同一条中轴线上。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述运动传感器为姿态传感器。

9.一种焊接运动控制装置，其特征在于，包括：

运动信息获取模块，用于在焊接爬行机爬行运动过程中，实时获取焊枪焊点与激光传感器的激光测量点的运动轨迹，以及所述焊接爬行机的偏转角度；

运动轨迹调整模块，用于根据所述偏转角度以及所述激光测量点的运动轨迹对所述焊枪焊点的运动轨迹进行调整；

焊接运动控制模块，用于根据调整后的焊枪焊点的运动轨迹控制所述焊接爬行机的焊接运动；

其中，所述激光传感器和焊枪固定用于十字滑块上，且所述激光传感器和所述焊枪位于同一条中轴线上。

10.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-6中任一所述的焊接运动控制方法。

11.一种计算机存储介质，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如权利要求1-6中任一所述的焊接运动控制方法。

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