CN111230364B - 焊枪角度指导系统和焊枪角度指导方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊枪角度指导系统和焊枪角度指导方法，该焊枪角度指导系统包括：熔池摄像单元、显示单元、信息处理单元以及参数存储单元；熔池摄像单元用于获取坡口图像，并传输至显示单元；显示单元用于显示坡口图像；参数存储单元用于存储多层多道的CAD布置图；信息处理单元用于将坡口图像与CAD布置图进行融合，以在显示单元显示指导焊枪的位置和角度。由此，该系统可清晰地指导操作人员进行焊接过程的操作，大大降低初学者的上手难度，有利于减少操作人员的培训时间和培训成本。

Description

焊枪角度指导系统和焊枪角度指导方法

技术领域

本发明涉及多层多道的可视化焊接技术领域，尤其涉及一种焊枪角度指导系统和焊枪角度指导方法。

背景技术

焊接，也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。按照焊接的能量来源不同，可包括气体焰焊接、电弧焊接、激光焊接、电子束焊接、摩擦焊接和超声波焊接等；按照焊接对象厚度的不同，可包括薄板焊接、中板焊接和厚板焊接。对于厚板焊接，为确保焊接质量，多采用多层多道焊接工艺。

现有的多层多道焊接过程(操作)需人工调整每层每道的焊接角度，此操作对焊工(操作人员)的工作经验有较高的要求，对于初学者而言，需要耗费大量的培训时间，导致操作人员的培训成本较高。

发明内容

本发明提供一种焊枪角度指导系统和焊枪角度指导方法，以清晰地指导操作人员进行焊接过程的操作，大大降低初学者的上手难度，有利于减少操作人员的培训时间和培训成本。

第一方面，本发明实施例提供一种焊枪角度指导系统，该系统包括：熔池摄像单元、显示单元、信息处理单元以及参数存储单元；

所述熔池摄像单元用于获取坡口图像，并传输至所述显示单元；

所述显示单元用于显示所述坡口图像；

所述参数存储单元用于存储多层多道的CAD布置图；

所述信息处理单元用于将所述坡口图像与所述CAD布置图进行融合，以在所述显示单元显示指导焊枪的位置和角度。

在一实施例中，所述CAD布置图包括坡口示意图、焊道示意图以及焊枪角度值；

所述信息处理单元用于将所述坡口图像与所述坡口示意图比对，确定当前焊道的焊道编号，并根据所述焊道编号查找对应的焊枪角度值；

所述显示单元还用于显示所述焊枪角度值。

在一实施例中，所述参数存储单元还用于根据操作人员的实际操作时的焊枪角度，对存储的焊枪角度值进行更新。

第二方面，本发明实施例还提供一种焊枪角度指导方法，该焊枪角度指导方法应用第一方面提供的任一种焊枪角度指导系统执行，该方法包括：

所述熔池摄像单元获取坡口图像，并传输至所述显示单元；

所述显示单元显示所述坡口图像；

所述信息处理单元调取所述参数存储单元存储的多层多道的CAD布置图；

所述信息处理单元将所述坡口图像与所述CAD布置图进行融合，以确定焊枪的位置和角度；

所述显示单元显示指导焊枪的位置和角度。

在一实施例中，所述CAD布置图包括坡口示意图、焊道示意图以及焊枪角度值；所述信息处理单元将所述坡口图像与所述CAD布置图进行融合，以确定焊枪的位置和角度包括：

所述信息处理单元将所述坡口图像与所述坡口示意图进行对比，确定当前焊道的焊道编号，并根据所述焊道编号查找对应的焊枪角度值。

在一实施例中，该方法还包括：

所述根据操作人员的实际操作时的焊枪角度，对存储的焊枪角度值进行更新。

本发明实施例提供的焊枪角度指导系统和方法，采用熔池摄像技术获取坡口图像，并将该坡口图像与CAD布置图融合，以显示指导焊枪的位置和角度，从而可基于可视化界面，实现清晰地指导操作人员进行焊接过程的操作，大大降低初学者的上手难度，有利于减少操作人员的培训时间和培训成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种焊枪角度指导系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种CAD布置图的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种焊枪角度指导方法的流程示意图。

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结构。

本发明实施例提供的焊枪角度指导系统和方法基于熔池摄像技术将坡口图像清晰准确地呈现在显示单元的屏幕上；同时，结合前期的工艺试验参数将多层多道的CAD布置图绘制在熔池摄像获取的坡口图像上，利用图像融合技术，可确定当前焊道对应的焊枪位置和角度，从而操作人员可持焊枪按照所显示的焊枪位置和角度层道逐道地进行焊接操作。因此，该系统可清晰地指导操作人员进行焊接过程的操作，大大降低初学者的上手难度，有利于减少培训时间，降低培训成本。

下面结合图1-图3对本发明实施例提供的焊枪角度指导系统和焊枪角度指导方法进行示例性说明。

参照图1，该焊枪角度指导系统10包括：熔池摄像单元110、显示单元120、信息处理单元130以及参数存储单元140；熔池摄像单元用于获取坡口图像，并传输至显示单元；显示单元用于显示坡口图像；参数存储单元用于存储多层多道的CAD布置图；信息处理单元用于将坡口图像与CAD布置图进行融合，以在显示单元显示指导焊枪的位置和角度。

其中，熔池摄像单元110为一应用于焊接的高温环境中，实时获取坡口图像的图像获取单元。例如，可为能承受高温的摄像机。显示单元120可包括能够显示图像的屏幕。例如，可为液晶显示屏或有机发光二极管显示屏。参数存储单元140用于存储当前焊接工件的相关工艺参数，以为确定焊枪的位置和角度作准备。信息处理单元130可为一数据处理模块，用于将熔池摄像单元110实时获取的坡口图像数据与参数存储单元140存储的CAD布置图数据进行对比，以确定当前焊道的相关参数，并据此确定焊枪的指导位置和角度；并结合显示单元120，将焊枪的位置和角度呈现给操作人员，以实现对焊接操作的指导。

如此，基于图像识别和图像处理技术，基于可视化系统，可对操作人员持焊枪的角度以及焊枪位置进行指导，降低了对操作人员的要求；便于初学者进行焊接操作，有利于减少培训时间，以及降低培训成本。

在一实施例中，参照图2，CAD布置图包括坡口示意图(以直线段示出)、焊道示意图(以弧线段示出)以及焊枪角度值(图中未示出)。在此基础上，结合图1，信息处理单元130用于将坡口图像与坡口示意图比对，确定当前焊道的焊道编号，并根据焊道编号查找对应的焊枪角度值；显示单元还用于显示焊枪角度值。

其中，坡口示意图包括坡口角度、根部间隙、板材厚度以及本领域技术人员可知的其他工艺参数。焊道示意图中，各焊道与其焊道编号关联。CAD布置图中每一个焊道的焊枪调整角度体现为：在工艺开发中确立的基础数据，并与每一道的焊枪编号一一对应(如焊道为1层1道，焊枪的倾角为10°)；图像识别算法能够对焊道相关的坡口图像进行处理，以及通过与CAD布置图进行比对，识别当前正在焊接的焊道编号；图像识别算法识别到当前准备焊接的焊道编号后，控制系统根据焊道标号对应的焊枪位置和角度进行自动调整，并将调整后的、对应当前焊道的数据呈现在显示单元120的屏幕上，供操作人员查看并参考进行焊接操作。

在一实施例中，参数存储单元140还用于根据操作人员的实际操作时的焊枪角度，对存储的焊枪角度值进行更新。

其中，操作人员可在实际焊接过程中进行焊枪角度的微调，该系统会记录下微调数据，并形成记忆，下次焊接时就会自动调用最新的焊枪角度数据，如此实现对焊接参数的不断优化。

在上述实施方式的基础上，基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种焊枪角度指导方法，该焊枪角度指导方法应用上述实施方式提供的任一种焊枪角度指导系统执行，因此具有类似的技术效果，可参照上文进行理解，下文中不再赘述。

参照图3，该焊枪角度指导方法包括：

S310、熔池摄像单元获取坡口图像，并传输至显示单元。

S320、显示单元显示坡口图像。

S330、信息处理单元调取参数存储单元存储的多层多道的CAD布置图。

S340、信息处理单元将坡口图像与CAD布置图进行融合，以确定焊枪的位置和角度。

S350、显示单元显示指导焊枪的位置和角度。

至此，基于图像识别和图像处理技术，以及结合可视化技术，实现对焊接操作过程中的焊枪位置和角度的指导，降低了对操作人员的要求；便于初学者进行焊接操作，有利于减少培训时间，以及降低培训成本。

在一实施例中，参照图2，CAD布置图包括坡口示意图、焊道示意图以及焊枪角度值，基于此，图3中的S340可包括：信息处理单元将坡口图像与坡口示意图进行对比，确定当前焊道的焊道编号，并根据焊道编号查找对应的焊枪角度值。

结合上文，由此可基于图像识别算法，实现坡口图像与CAD布置图的融合，并基于此实现对焊枪位置和角度的指导。

在一实施例中，在图3的基础上，该焊枪角度指导方法还可包括：根据操作人员的实际操作时的焊枪角度，对存储的焊枪角度值进行更新。

如此，通过数据的更新，可实现对焊接参数的不断优化。

本发明实施例提供的焊枪角度指导系统和方法，采用熔池摄像技术获取坡口图像，并将该坡口图像与CAD布置图融合，以显示指导焊枪的位置和角度，从而可基于可视化界面，实现清晰地指导操作人员进行焊接过程的操作，大大降低初学者的上手难度，有利于减少操作人员的培训时间和培训成本。

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、任意组合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 (5)

1.一种焊枪角度指导系统，其特征在于，包括：熔池摄像单元、显示单元、信息处理单元以及参数存储单元；

所述熔池摄像单元用于获取坡口图像，并传输至所述显示单元；

所述显示单元用于显示所述坡口图像；

所述参数存储单元用于存储多层多道的CAD布置图；

所述信息处理单元用于将所述坡口图像与所述CAD布置图进行融合，以在所述显示单元显示指导焊枪的位置和角度；

所述CAD布置图包括坡口示意图、焊道示意图以及焊枪角度值；

所述信息处理单元还用于将所述坡口图像与所述坡口示意图比对，确定当前焊道的焊道编号，并根据所述焊道编号查找对应的焊枪角度值；

所述显示单元还用于显示所述焊枪角度值；

所述熔池摄像单元为实时获取所述坡口图像的图像获取单元。

2.根据权利要求1所述的焊枪角度指导系统，其特征在于，所述参数存储单元还用于根据操作人员的实际操作时的焊枪角度，对存储的焊枪角度值进行更新。

3.一种焊枪角度指导方法，其特征在于，应用权利要求1-2任一项所述的焊枪角度指导系统执行，所述焊枪角度指导方法包括：

所述熔池摄像单元获取坡口图像，并传输至所述显示单元；

所述显示单元显示所述坡口图像；

所述信息处理单元调取所述参数存储单元存储的多层多道的CAD布置图；

所述信息处理单元将所述坡口图像与所述CAD布置图进行融合，以确定焊枪的位置和角度；

所述显示单元显示指导焊枪的位置和角度。

4.根据权利要求3所述的焊枪角度指导方法，其特征在于，所述CAD布置图包括坡口示意图、焊道示意图以及焊枪角度值；所述信息处理单元将所述坡口图像与所述CAD布置图进行融合，以确定焊枪的位置和角度包括：

所述信息处理单元将所述坡口图像与所述坡口示意图进行对比，确定当前焊道的焊道编号，并根据所述焊道编号查找对应的焊枪角度值。

5.根据权利要求3所述的焊枪角度指导方法，其特征在于，还包括：

所述根据操作人员的实际操作时的焊枪角度，对存储的焊枪角度值进行更新。

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