CN111922548A - 一种基于焊缝三维形状检测的3d焊缝扫描系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于焊缝三维形状检测的3D焊缝扫描系统，包括：焊接机器人，所述焊接机器人包括焊枪和相机，所述焊接机器人与中控模块连接，所述中控模块用以接收并分析相机拍摄的图片并传输指令至焊枪；所述中控模块根据第一待焊工件和第二待焊工件的材质确定第一焊缝区焊条的材质，进而确定第一焊缝区的焊接方式和焊缝标准，根据不同的焊接方式和焊缝标准对应有预设焊缝形状，通过对第一焊缝区的实际焊缝形状与预设焊缝形状形成的宽度差值zk及高度差值zh进行比较判断，从而对下一焊缝区的焊条材质和焊缝方式进行调整，从而使焊缝区的实际焊缝形状符合预设形状。

Description

一种基于焊缝三维形状检测的3D焊缝扫描系统

技术领域

本发明涉及机器人自动化焊缝的焊缝检测领域，尤其涉及一种基于焊缝三维形状检测的3D焊缝扫描系统。

背景技术

近年来随着制造业的蓬勃发展，提高焊接生产的生产率，保证产品质量，实现焊接生产的自动化和智能化越来越受到焊接生产企业的重视。现代智能控制技术、数字化信息处理技术、图像处理及传感器技术、高性能CPU芯片等现代高新技术的融入，使现代焊接技术取得了长足进步。

在焊接中，人工焊接的缺点主要体现在工人焊接的水平参差不齐，产品的质量难以保证，而且在长期的工作过程中，工人的工作状态难以保证，从而产品的质量也难以保证同一批的焊缝质量一致，工人的焊接水平和焊缝的不稳定性都是焊缝质量的重要影响因素，而且焊缝对工人的身体的影响也难以消除。因此采用自动化焊缝，而在自动化焊缝的质量检测显得尤为重要，

对于自动化焊缝形状的检测，还没有形成完整的体系，而且在焊缝的过程中，容易出现弧光、飞溅等干扰，对于自动化焊缝的精度和准确度的检测，就变得越发重要。

发明内容

为此，本发明提供一种基于焊缝三维形状检测的3D焊缝扫描系统用以克服现有技术中自动化焊缝的形状检测及质量监控的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于焊缝三维形状检测的3D焊缝扫描系统，包括：焊接机器人，所述焊接机器人包括焊枪和相机，所述焊接机器人与中控模块连接，所述中控模块用以接收并分析相机拍摄的图片并传输指令至焊枪；

所述中控模块将第一待焊工件和第二待焊工件的焊缝区依次分为第一焊缝区、第二焊缝区、第三焊缝区、第n焊缝区，所述中控模块根据第一待焊工件和第二待焊工件的材质确定第一焊缝区焊条的材质，根据第一焊缝区焊条的材质选择对应的焊接方式，根据第一焊缝区的焊接方式确定对应的焊缝标准，不同的焊接方式对应不同的焊缝标准，通过第一焊缝区的焊接方式和焊缝标准对应有预设焊缝形状，通过第一焊缝区的实际焊缝形状与预设焊缝形状形成的宽度差值zk及高度差值zh进行判断，若所述宽度差值zk和高度差值zh均在预设误差范围z0内，则对第二焊缝区采用第一焊缝区的焊条材质和焊接方式，若所述宽度差值zk和高度差值zh均未在预设误差z0范围内时，则对所述宽度差值zk与预设宽度差值z1，所述高度差值zh与预设高度差值z2进行比较：

若z0＜zk≤z1，zh≤z0时，则所述第二焊缝区的焊缝方式选择所述第一焊缝区的焊缝方式对应顺序之后的焊缝方式，第二焊缝区的焊条材质选择第一焊缝区的焊条材质,若zk＞z1，zh≤z0时，则第二焊缝区的焊缝方式选择第一焊缝区的焊缝方式对应顺序之前的焊缝方式, 第二焊缝区的焊条材质选择第一焊缝区的焊条材质,若zk＞z1，zh＞z2时，则第二焊缝区的焊缝方式和焊条材质选择第一焊缝区的焊缝方式和焊条材质对应顺序之前的焊缝方式和焊条材质,若zk＞z1，z0＜zh≤z2时，则第二焊缝区的焊缝方式选择第一焊缝区的焊缝方式对应顺序之前的焊缝方式，第二焊缝区的焊条材质选择第一焊缝区的焊条材质对应顺序之后的焊条材质,若z0＜zk≤z1，zh＞z2时，则第二焊缝区的焊条材质选择第一焊缝区的焊条材质对应顺序之前的焊条材质，第二焊缝区的焊缝方式选择第一焊缝区的焊缝方式对应顺序之后的焊缝方式，若z0＜zk≤z1，z0＜zh≤z2时，则第二焊缝区的焊缝方式和焊条材质选择第一焊缝区的焊缝方式和焊条材质对应顺序之后的焊缝方式和焊条材质,若zk≤z0，z0＜zh≤z2时，则第二焊缝区的焊条材质选择第一焊缝区的焊条材质对应顺序之后的焊条材质，第二焊缝区的焊缝方式选择第一焊缝区的焊缝方式,若zk≤z0，zh＞z2时，则第二焊缝区的焊条材质选择第一焊缝区的焊条材质对应顺序之前的焊条材质，第二焊缝区的焊缝方式选择第一焊缝区的焊缝方式，若所述第一焊缝区的焊条材质和/或焊缝方式为第一对应顺序时，而判断第二焊缝区采用第一焊缝区的焊条材质和焊缝方式对应顺序之前的焊条材质和焊缝方式时，所述第二焊缝区采用第一焊缝区的焊条材质和焊条方式，若所述第一焊缝区的焊条材质和焊缝方式为第n对应顺序时，其中，n为正整数且大于2，而判断第二焊缝区采用第一焊缝区的焊条材质和/或焊缝方式对应顺序之后的焊条材质和焊缝方式时，所述第二焊缝区采用第一焊缝区的焊条材质和焊条方式。

进一步地，所述中控模块内预设有第一待焊工件材质矩阵A（A1、A2、A3、A4），其中，A1表示第一待焊工件预设第一材质，A2表示第一待焊工件预设第二材质，A3表示第一待焊工件预设第三材质，A4表示第一待焊工件预设第四材质；

所述中控模块内预设有第二待焊工件矩阵组B（B1、B2、B3、B4），其中，B1表示第二待焊工件预设第一矩阵组、B2表示第二待焊工件预设第二矩阵组、B3表示第二待焊工件预设第三矩阵组，B4表示第二待焊工件预设第四矩阵组，对于第二待焊工件矩阵Bi，i=1，2，3，4，Bi（Bi1、Bi2、Bi3、Bi4），其中，B11表示第二待焊工件预设第一材质，B12表示第一待焊工件预设第二材质，B13表示第一待焊工件预设第三材质，B14表示第一待焊工件预设第四材质；

若所述第一待焊工件的材质为A1时，则对应第二待焊工件的材质矩阵组为B1,对应确定第二待焊工件的材质为B1i；

若所述第一待焊工件的材质为A2时，则对应第二待焊工件的材质矩阵组为B2,对应确定第二待焊工件的材质为B2i；

若所述第一待焊工件的材质为A3时，则对应第二待焊工件的材质矩阵组为B3,对应确定第二待焊工件的材质为B3i；

若所述第一待焊工件的材质为A4时，则对应第二待焊工件的材质矩阵组为B4,对应确定第二待焊工件的材质为B4i。

进一步地，所述中控模块内还预设有焊条矩阵组C（C1、C2、C3、C4），其中，C1表示预设第一焊条矩阵组，C2表示预设第二焊条矩阵组，C3表示预设第三焊条矩阵组，C4表示预设第四焊条矩阵组，对于焊条矩阵Ci，i=1，2，3，4，Ci（Ci1、Ci2、Ci3、Ci4），其中，Ci1表示预设第一焊条材质，Ci2表示预设第二焊条材质，Ci3表示预设第三焊条材质，Ci4表示预设第四焊条材质。

进一步地，根据所述第一待焊工件和第二待焊工件的材质确定焊条的材质，

若所述第一待焊工件的材质为A1时，所述第二待焊工件的材质为B1i时，则所述焊条的材质为C1i；

若所述第一待焊工件的材质为A2时，所述第二待焊工件的材质为B2i时，则所述焊条的材质为C2i；

若所述第一待焊工件的材质为A3时，所述第二待焊工件的材质为B3i时，则所述焊条的材质为C3i；

若所述第一待焊工件的材质为A4时，所述第二待焊工件的材质为B4i时，则所述焊条的材质为C4i。

进一步地，在确定所述焊条的材质后，根据所述焊条的材质来确定焊接方式，

若所述焊条的材质为Ci1时，确定对应焊接方式为Di1；

若所述焊条的材质为Ci2时，确定对应焊接方式为Di2；

若所述焊条的材质为Ci3时，确定对应焊接方式为Di3；

若所述焊条的材质为Ci4时，确定对应焊接方式为Di4。

进一步地，设定焊接方式矩阵组D（D1、D2、D3、D4），其中，D1表示预设第一焊接方式矩阵组，D2表示预设第二焊接方式矩阵组，D3表示预设第三焊接方式矩阵组，D4表示预设第四焊接方式矩阵组，对于焊条矩阵Di，i=1，2，3，4，Di（Di1、Di2、Di3、Di4），其中，Di1表示预设第一焊接方式，Di2表示预设第二焊接方式，Di3表示预设第三焊接方式，Di4表示预设第四焊接方式。

进一步地，根据确定的焊接方式对应不同的焊缝标准，其中，

若所述焊接方式为Di1时，确定对应的焊缝标准为Fi1；

若所述焊接方式为Di2时，确定对应的焊缝标准为Fi2；

若所述焊接方式为Di3时，确定对应的焊缝标准为Fi3；

若所述焊接方式为Di4时，确定对应的焊缝标准为Fi4。

进一步地，设定焊接标准矩阵组F（F1、F2、F3、F4），其中，F1表示预设第一焊缝标准矩阵组，F2表示预设第二焊缝标准矩阵组，F3表示预设第三焊缝标准矩阵组，F4表示预设第四焊缝标准矩阵组，对于焊条矩阵组Fi，i=1，2，3，4，Fi（Fi1、Fi2、Fi3、Fi4），其中，Fi1表示预设第一焊缝标准组，Fi2表示预设第二焊缝标准组，Fi3表示预设第三焊缝标准组，Fi4表示预设第四焊缝标准组。

进一步地，根据确定的焊缝标准，对应确定焊缝的宽度和高度，其中，

所述焊条矩阵组Fi（Fi1、Fi2、Fi3、Fi4）中，对于矩阵组Fik（Lik、Hik）中，i=1，2，3，4，k=1，2，3，4， Lik表示焊缝的第k预设宽度，Hik表示焊缝的第k预设高度；

所述相机对焊缝进行实时的检测，确定误差为z0，根据预设的焊缝宽度和高度与实际焊缝形成的宽度和高度进行比较，确定实际焊缝形状与预设焊缝形状的差值z是否在误差z0范围内，对当前焊缝区之后的焊缝区的焊接方式和焊条材质进行调整。

进一步地，将焊缝形状按照预设的距离进行宽度和高度的划分，所述焊缝的宽度形成矩阵组L（L1、L2、L3、L4），其中，L1表示第一预设焊缝宽度矩阵组，L2表示第二焊缝宽度矩阵组，L3表示第三预设焊缝宽度矩阵组，L4表示第四预设焊缝宽度矩阵组；对于焊缝的宽度矩阵Li，i=1，2，3，4，Li（Li1、Li2、Li3、Li4）,其中，Li1表示焊缝的第一预设宽度，Li2表示焊缝的第二预设宽度，Li3表示焊缝的第三预设宽度，Li4表示焊缝的第四预设宽度；

所述焊缝的高度形成矩阵组H（H1、H2、H3、H4），其中，H1表示第一预设高度焊缝矩阵组，H2表示第二预设高度焊缝矩阵组，H3表示第三预设高度焊缝矩阵组，H4表示第四预设高度焊缝矩阵组；对于焊缝的高度矩阵Hi，i=1，2，3，4，Hi（Hi1、Hi2、Hi3、Hi4）,其中，Hi1表示焊缝的第一预设高度，Hi2表示焊缝的第二预设高度，Hi3表示焊缝的第三预设高度，Hi4表示焊缝的第四预设高度。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过提高一种基于焊缝三维形状检测的3D焊缝扫描系统，根据第一待焊工件和第二待焊工件的材质确定焊条的材质，根据焊条的材质选择不同的焊接方式和焊缝标准，根据不同的焊接方式和焊缝标准对确定焊缝的实际形状，对焊缝的实际形状与预设形状进行比对，通过焊缝的实时形状可以对自动化焊缝下一区域的焊缝的焊接方式和焊条材质进行调整，从而提高自动化焊缝的质量保证。

尤其，本发明对当前的焊接区域的焊缝形状与预设的标准焊缝形状进行比较，通过分别对当前焊缝的高度与预设高度比较得出高度差值，对当前焊缝的宽度与预设宽度进行比较得出宽度差值，若所述宽度差值和所述高度差值均在预设范围内，则对下一焊缝区域的焊条材质和焊缝方式选用当前区域的焊缝区的焊条材质和焊缝方式，若所述宽度差值和/或所述高度差值不在预设范围内，则对下一区域的焊条材质和/或焊缝方式进行调整，本发明通过焊缝形状与预设形状比较的方式，对后续焊接区域的两种材质的焊接方式及焊条材质进行调整，以实现对后续焊接区域的最佳焊接参数及形成符合预设焊缝形状的实际焊缝形状。

尤其，本发明通过第一待焊工件和第二待焊工件的材质来确定焊条的材质，对第一待焊工件的材质进行采集，对第二待焊材质的材质进行确定，先对第一待焊材质可以进行焊接的材质形成第二待焊工件矩阵组B，确定第二待焊工件的材质，从而避免出现在目前工艺下暂时不能焊接的两种材质的工件的焊接，从根本上保证焊缝的结果。而且通过确定的第一待焊工件和第二待焊工件的材质对应确定焊条的材质，焊条的材质对于焊缝的形状有至关重要的影响，通过对焊条材质的确定，从材质上改善焊缝的形状，提高自动化焊缝的精度和准确度，进一步提高自动化焊缝的质量。

进一步地，本发明通过对焊条的材质的不同选择对应不同的焊接方式，让焊接方式根据材质的变化而进行改变，也是从焊条的熔化程度上来考虑，而且对于不同的焊接方式还对应设置有不同的焊缝标准，所述焊缝的标准主要是通过将焊缝按照预设的距离进行宽度和高度的划分，通过每个间隔点的宽度和高度的数值对应建立矩阵，通过对预设的焊缝方式会形成的焊缝形状，对每个节点的焊缝宽度和高度进行统计，对焊缝的实际形状与预设形状进行比较确定实际的焊缝形状，通过数据的检测比对，提高自动化焊缝的精度和准确度，从而提高自动化焊缝的质量。

附图说明

图1为本发明所述实施例基于焊缝三维形状检测的3D焊缝扫描系统的工作流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，本发明提供了一种基于焊缝三维形状检测的3D焊缝扫描系统，包括：焊接机器人，所述焊接机器人包括焊枪和相机，所述焊接机器人与中控模块连接，所述中控模块用以接收并分析相机拍摄的图片并传输指令至焊枪；所述中控模块将第一待焊工件和第二待焊工件的焊缝区依次分为第一焊缝区、第二焊缝区、第三焊缝区、第n焊缝区，所述中控模块根据第一待焊工件和第二待焊工件的材质确定第一焊缝区焊条的材质，根据第一焊缝区焊条的材质选择对应的焊接方式，根据第一焊缝区的焊接方式确定对应的焊缝标准，不同的焊接方式对应不同的焊缝标准，通过第一焊缝区的焊接方式和焊缝标准对应有预设焊缝形状，通过第一焊缝区的实际焊缝形状与预设焊缝形状形成的宽度差值zk及高度差值zh进行判断，进而对第二焊缝区的焊缝参数进行调整的过程，以使焊缝区的焊缝形状与预设焊缝形状的一致。

首先，根据所述第一待焊工件跟第二待焊工件的材质进行确定，所述中控模块内预设有第一待焊工件材质矩阵A（A1、A2、A3、A4），其中，A1表示第一待焊工件预设第一材质，A2表示第一待焊工件预设第二材质，A3表示第一待焊工件预设第三材质，A4表示第一待焊工件预设第四材质。其次，所述第一待焊工件的材质，确定第二待焊工件的材质，先对第二待焊材质进行判断，判断所述第二待焊材质与所述第一待焊材质是否可以焊接在一起，根据第一待焊工件的材质A1对应有第二待焊工件的矩阵组B1，然后判断所述第二待焊工件的材质属于所述第二待焊工件矩阵B1中的哪种材质。所述第一待焊工件跟第二待焊工件的材质包括钢、不锈钢、铝合金，每种材质下还有各种型号的钢、不锈钢，本发明并不限定材质的具体类型，一切以具体实施为准。

具体的，本发明实施例中，所述中控模块内预设有第二待焊工件矩阵组B（B1、B2、B3、B4），其中，B1表示第二待焊工件预设第一矩阵组、B2表示第二待焊工件预设第二矩阵组、B3表示第二待焊工件预设第三矩阵组，B4表示第二待焊工件预设第四矩阵组，对于第二待焊工件矩阵Bi，i=1，2，3，4，Bi（Bi1、Bi2、Bi3、Bi4），其中，B11表示第二待焊工件预设第一材质，B12表示第一待焊工件预设第二材质，B13表示第一待焊工件预设第三材质，B14表示第一待焊工件预设第四材质。

具体的，本发明实施例中，若所述第一待焊工件的材质为A1时，则对应第二待焊工件的材质矩阵组为B1,对应确定第二待焊工件的材质为B1i；

若所述第一待焊工件的材质为A2时，则对应第二待焊工件的材质矩阵组为B2,对应确定第二待焊工件的材质为B2i；

若所述第一待焊工件的材质为A3时，则对应第二待焊工件的材质矩阵组为B3,对应确定第二待焊工件的材质为B3i；

若所述第一待焊工件的材质为A4时，则对应第二待焊工件的材质矩阵组为B4,对应确定第二待焊工件的材质为B4i。

具体的，本发明实施例中，根据确定的所述第一待焊工件的材质和所述第二待焊工件的材质对焊条的材质进行确定，所述中控模块内还预设有焊条矩阵组C（C1、C2、C3、C4），其中，C1表示预设第一焊条矩阵组，C2表示预设第二焊条矩阵组，C3表示预设第三焊条矩阵组，C4表示预设第四焊条矩阵组，对于焊条矩阵Ci，i=1，2，3，4，Ci（Ci1、Ci2、Ci3、Ci4），其中，Ci1表示预设第一焊条材质，Ci2表示预设第二焊条材质，Ci3表示预设第三焊条材质，Ci4表示预设第四焊条材质。在对所述焊条的材质进行确定时，若所述第一待焊工件的材质为A1时，所述第二待焊工件的材质为B1i时，则所述焊条的材质为C1i；若所述第一待焊工件的材质为A2时，所述第二待焊工件的材质为B2i时，则所述焊条的材质为C2i；若所述第一待焊工件的材质为A3时，所述第二待焊工件的材质为B3i时，则所述焊条的材质为C3i；若所述第一待焊工件的材质为A4时，所述第二待焊工件的材质为B4i时，则所述焊条的材质为C4i。其中，所述焊条材质优选为低碳钢，与所述第一待焊工件和第二待焊工件能够熔化并组合在一起的材质，所述焊条材质包括酸性和碱性，酸性材质的焊条更加注重结构，碱性材质的焊条更加注重结果，根据不同的需求来确定焊条材质的属性。比如第一焊条材质为酸性，那么第二焊条材质也应为酸性，且酸性呈现递减的状态，第一焊条的材质和第二焊条的材质原则上应为最接近的材质，若第一焊条材质为酸性，第二焊条材质为碱性，那么第一焊条的酸性一定为接近中性的，第二焊条的碱性也为接近碱性，本发明并不限定具体的焊条材质的排序，一切以具体实施为准。

具体的，本发明实施例中，在确定所述焊条的材质后，对所述第一待焊工件和第二待焊工件的焊接方式进行确定，具体为：若所述焊条的材质为Ci1时，确定对应焊接方式为Di1；若所述焊条的材质为Ci2时，确定对应焊接方式为Di2；若所述焊条的材质为Ci3时，确定对应焊接方式为Di3；若所述焊条的材质为Ci4时，确定对应焊接方式为Di4。

具体的，本发明实施例中，所述焊接的方式，中控模块内预设有焊接方式矩阵组D（D1、D2、D3、D4），其中，D1表示预设第一焊接方式矩阵组，D2表示预设第二焊接方式矩阵组，D3表示预设第三焊接方式矩阵组，D4表示预设第四焊接方式矩阵组，对于焊条矩阵Di，i=1，2，3，4，Di（Di1、Di2、Di3、Di4），其中，Di1表示预设第一焊接方式，Di2表示预设第二焊接方式，Di3表示预设第三焊接方式，Di4表示预设第四焊接方式。所述第一焊接方式与第二焊条方式的差别应体现在温度，焊接时间上有微小的差别，比如，第一焊接方式中焊后保温缓冷的过程中保温时间为6h后空冷，那么第二焊接方式应为焊后保温缓冷的过程中保温时间为5.8h后空冷，本发明并不限定具体的第一焊接方式和第二焊接方式中的各项参数的变化，只要按照一定的对应顺序把焊接方式进行排序的，一切以具体实施为准。

具体的，本发明实施例中，根据确定的焊接方式对应不同的焊缝标准，其中，若所述焊接方式为Di1时，确定对应的焊缝标准为Fi1；若所述焊接方式为Di2时，确定对应的焊缝标准为Fi2；若所述焊接方式为Di3时，确定对应的焊缝标准为Fi3；若所述焊接方式为Di4时，确定对应的焊缝标准为Fi4。

具体的，本发明实施例中，设定焊接标准矩阵组F（F1、F2、F3、F4），其中，F1表示预设第一焊缝标准矩阵组，F2表示预设第二焊缝标准矩阵组，F3表示预设第三焊缝标准矩阵组，F4表示预设第四焊缝标准矩阵组，对于焊条矩阵组Fi，i=1，2，3，4，Fi（Fi1、Fi2、Fi3、Fi4），其中，Fi1表示预设第一焊缝标准组，Fi2表示预设第二焊缝标准组，Fi3表示预设第三焊缝标准组，Fi4表示预设第四焊缝标准组。

具体的，本发明实施例中，根据确定的焊缝标准，对应确定焊缝的宽度和高度，其中，所述焊条矩阵组Fi（Fi1、Fi2、Fi3、Fi4）中，对于矩阵组Fik（Lik、Hik）中，i=1，2，3，4，k=1，2，3，4， Lik表示焊缝的第k预设宽度，Hik表示焊缝的第k预设高度；所述相机对焊缝进行实时的检测，根据预设的焊缝宽度和高度与实际的焊缝宽度和高度的比较，确定焊缝的实际形状。

具体的，本发明实施例中，将焊缝形状按照预设的距离进行宽度和高度的划分，所述焊缝的宽度形成矩阵组L（L1、L2、L3、L4），其中，L1表示第一预设焊缝宽度矩阵组，L2表示第二焊缝宽度矩阵组，L3表示第三预设焊缝宽度矩阵组，L4表示第四预设焊缝宽度矩阵组；对于焊缝的宽度矩阵Li，i=1，2，3，4，Li（Li1、Li2、Li3、Li4）,其中，Li1表示焊缝的第一预设宽度，Li2表示焊缝的第二预设宽度，Li3表示焊缝的第三预设宽度，Li4表示焊缝的第四预设宽度；所述焊缝的高度形成矩阵组H（H1、H2、H3、H4），其中，H1表示第一预设高度焊缝矩阵组，H2表示第二预设高度焊缝矩阵组，H3表示第三预设高度焊缝矩阵组，H4表示第四预设高度焊缝矩阵组；对于焊缝的高度矩阵Hi，i=1，2，3，4，Hi（Hi1、Hi2、Hi3、Hi4）,其中，Hi1表示焊缝的第一预设高度，Hi2表示焊缝的第二预设高度，Hi3表示焊缝的第三预设高度，Hi4表示焊缝的第四预设高度。

具体的，本发明实施例中，所述中控模块根据第一待焊工件和第二待焊工件的材质确定第一焊缝区焊条的材质，根据第一焊缝区焊条的材质选择对应的焊接方法，根据第一焊缝区的焊接方式确定对应的焊缝标准，不同的焊接方式对应不同的焊缝标准，通过第一焊缝区的焊接方式和焊缝标准对应有预设焊缝形状，通过第一焊缝区的实际焊缝形状与预设焊缝形状形成的宽度差值zk及高度差值zh进行判断，若所述宽度差值zk和所述高度差值zh均在预设误差范围z0内，则对第二焊缝区采用第一焊缝区焊条材质和焊接方法，若所述差值zk和zh未在预设误差z0范围内时，则对宽度差值zk与预设宽度差值z1，高度差值zh与预设高度差值z2进行比较：若z0＜zk≤z1，zh≤z0时，则所述第二焊缝区的焊缝方法选择所述第一焊缝区的焊缝方法对应顺序之后的焊缝方法，第二焊缝区的焊条材质选择第一焊缝区的焊条材质,若zk＞z1，zh≤z0时，则第二焊缝区的焊缝方法选择第一焊缝区的焊缝方法对应顺序之前的焊缝方法, 第二焊缝区的焊条材质选择第一焊缝区的焊条材质,若zk＞z1，zh＞z2时，则第二焊缝区的焊缝方法和焊条材质选择第一焊缝区的焊缝方法和焊条材质对应顺序之前的焊缝方法和焊条材质,若zk＞z1，z0＜zh≤z2时，则第二焊缝区的焊缝方法选择第一焊缝区的焊缝方法对应顺序之前的焊缝方法，第二焊缝区的焊条材质选择第一焊缝区的焊条材质对应顺序之后的焊条材质,若z0＜zk≤z1，zh＞z2时，则第二焊缝区的焊条材质选择第一焊缝区的焊条材质对应顺序之前的焊条材质，第二焊缝区的焊缝方法选择第一焊缝区的焊缝方法对应顺序之后的焊缝方法，若z0＜zk≤z1，z0＜zh≤z2时，则第二焊缝区的焊缝方法和焊条材质选择第一焊缝区的焊缝方法和焊条材质对应顺序之后的焊缝方法和焊条材质,若zk≤z0，z0＜zh≤z2时，则第二焊缝区的焊条材质选择第一焊缝区的焊条材质对应顺序之后的焊条材质，第二焊缝区的焊缝方法选择第一焊缝区的焊缝方法,若zk≤z0，zh＞z2时，则第二焊缝区的焊条材质选择第一焊缝区的焊条材质对应顺序之前的焊条材质，第二焊缝区的焊缝方法选择第一焊缝区的焊缝方法，若所述第一焊缝区的焊条材质和/或焊缝方法为第一对应顺序时，而判断第二焊缝区采用第一焊缝区的焊条材质和焊缝方法对应顺序之前的焊条材质和焊缝方法时，所述第二焊缝区采用第一焊缝区的焊条材质和焊条方法，若所述第一焊缝区的焊条材质和焊缝方法为第n对应顺序时，其中，n为正整数且大于2，而判断第二焊缝区采用第一焊缝区的焊条材质和/或焊缝方法对应顺序之后的焊条材质和焊缝方法时，所述第二焊缝区采用第一焊缝区的焊条材质和焊条方法。根据第一焊缝区的焊接形状与预设焊接形状进行差值比较，通过对差值的分析，从而对第二焊缝区的焊接参数实现动态调整，使第二焊缝区的焊接形状符合预设要求。应当理解的是，本发明中第一焊缝区和第二焊缝区仅仅为了理解本发明的焊缝区对应顺序，不限定第一焊缝区的具体对应顺序。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于焊缝三维形状检测的3D焊缝扫描系统，其特征在于，包括：焊接机器人，所述焊接机器人包括焊枪和相机，所述焊接机器人与中控模块连接，所述中控模块用以接收并分析相机拍摄的图片并传输指令至焊枪；

所述中控模块将第一待焊工件和第二待焊工件的焊缝区依次分为第一焊缝区、第二焊缝区、第三焊缝区、第n焊缝区，所述中控模块根据第一待焊工件和第二待焊工件的材质确定第一焊缝区焊条的材质，根据第一焊缝区焊条的材质选择对应的焊接方式，根据第一焊缝区的焊接方式确定对应的焊缝标准，不同的焊接方式对应不同的焊缝标准，通过第一焊缝区的焊接方式和焊缝标准对应有预设焊缝形状，通过第一焊缝区的实际焊缝形状与预设焊缝形状形成的宽度差值zk及高度差值zh进行判断，若所述宽度差值zk和高度差值zh均在预设误差范围z0内，则对第二焊缝区采用第一焊缝区的焊条材质和焊接方式，若所述宽度差值zk和高度差值zh均未在预设误差z0范围内时，则对所述宽度差值zk与预设宽度差值z1，所述高度差值zh与预设高度差值z2进行比较：

若z0＜zk≤z1，zh≤z0时，则所述第二焊缝区的焊缝方式选择所述第一焊缝区的焊缝方式对应顺序之后的焊缝方式，第二焊缝区的焊条材质选择第一焊缝区的焊条材质,若zk＞z1，zh≤z0时，则第二焊缝区的焊缝方式选择第一焊缝区的焊缝方式对应顺序之前的焊缝方式, 第二焊缝区的焊条材质选择第一焊缝区的焊条材质,若zk＞z1，zh＞z2时，则第二焊缝区的焊缝方式和焊条材质选择第一焊缝区的焊缝方式和焊条材质对应顺序之前的焊缝方式和焊条材质,若zk＞z1，z0＜zh≤z2时，则第二焊缝区的焊缝方式选择第一焊缝区的焊缝方式对应顺序之前的焊缝方式，第二焊缝区的焊条材质选择第一焊缝区的焊条材质对应顺序之后的焊条材质,若z0＜zk≤z1，zh＞z2时，则第二焊缝区的焊条材质选择第一焊缝区的焊条材质对应顺序之前的焊条材质，第二焊缝区的焊缝方式选择第一焊缝区的焊缝方式对应顺序之后的焊缝方式，若z0＜zk≤z1，z0＜zh≤z2时，则第二焊缝区的焊缝方式和焊条材质选择第一焊缝区的焊缝方式和焊条材质对应顺序之后的焊缝方式和焊条材质,若zk≤z0，z0＜zh≤z2时，则第二焊缝区的焊条材质选择第一焊缝区的焊条材质对应顺序之后的焊条材质，第二焊缝区的焊缝方式选择第一焊缝区的焊缝方式,若zk≤z0，zh＞z2时，则第二焊缝区的焊条材质选择第一焊缝区的焊条材质对应顺序之前的焊条材质，第二焊缝区的焊缝方式选择第一焊缝区的焊缝方式，若所述第一焊缝区的焊条材质和/或焊缝方式为第一对应顺序时，而判断第二焊缝区采用第一焊缝区的焊条材质和焊缝方式对应顺序之前的焊条材质和焊缝方式时，所述第二焊缝区采用第一焊缝区的焊条材质和焊条方式，若所述第一焊缝区的焊条材质和焊缝方式为第n对应顺序时，其中，n为正整数且大于2，而判断第二焊缝区采用第一焊缝区的焊条材质和/或焊缝方式对应顺序之后的焊条材质和焊缝方式时，所述第二焊缝区采用第一焊缝区的焊条材质和焊条方式。

2.根据权利要求1所述的基于焊缝三维形状检测的3D焊缝扫描系统，其特征在于，所述中控模块内预设有第一待焊工件材质矩阵A（A1、A2、A3、A4），其中，A1表示第一待焊工件预设第一材质，A2表示第一待焊工件预设第二材质，A3表示第一待焊工件预设第三材质，A4表示第一待焊工件预设第四材质；

所述中控模块内预设有第二待焊工件矩阵组B（B1、B2、B3、B4），其中，B1表示第二待焊工件预设第一矩阵组、B2表示第二待焊工件预设第二矩阵组、B3表示第二待焊工件预设第三矩阵组，B4表示第二待焊工件预设第四矩阵组，对于第二待焊工件矩阵Bi，i=1，2，3，4，Bi（Bi1、Bi2、Bi3、Bi4），其中，B11表示第二待焊工件预设第一材质，B12表示第一待焊工件预设第二材质，B13表示第一待焊工件预设第三材质，B14表示第一待焊工件预设第四材质；

若所述第一待焊工件的材质为A1时，则对应第二待焊工件的材质矩阵组为B1,对应确定第二待焊工件的材质为B1i；

若所述第一待焊工件的材质为A2时，则对应第二待焊工件的材质矩阵组为B2,对应确定第二待焊工件的材质为B2i；

若所述第一待焊工件的材质为A3时，则对应第二待焊工件的材质矩阵组为B3,对应确定第二待焊工件的材质为B3i；

若所述第一待焊工件的材质为A4时，则对应第二待焊工件的材质矩阵组为B4,对应确定第二待焊工件的材质为B4i。

3.根据权利要求2所述的基于焊缝三维形状检测的3D焊缝扫描系统，其特征在于，所述中控模块内还预设有焊条矩阵组C（C1、C2、C3、C4），其中，C1表示预设第一焊条矩阵组，C2表示预设第二焊条矩阵组，C3表示预设第三焊条矩阵组，C4表示预设第四焊条矩阵组，对于焊条矩阵Ci，i=1，2，3，4，Ci（Ci1、Ci2、Ci3、Ci4），其中，Ci1表示预设第一焊条材质，Ci2表示预设第二焊条材质，Ci3表示预设第三焊条材质，Ci4表示预设第四焊条材质。

4.根据权利要求3所述的基于焊缝三维形状检测的3D焊缝扫描系统，其特征在于，根据所述第一待焊工件和第二待焊工件的材质确定焊条的材质，

若所述第一待焊工件的材质为A1时，所述第二待焊工件的材质为B1i时，则所述焊条的材质为C1i；

若所述第一待焊工件的材质为A2时，所述第二待焊工件的材质为B2i时，则所述焊条的材质为C2i；

若所述第一待焊工件的材质为A3时，所述第二待焊工件的材质为B3i时，则所述焊条的材质为C3i；

若所述第一待焊工件的材质为A4时，所述第二待焊工件的材质为B4i时，则所述焊条的材质为C4i。

5.根据权利要求4所述的基于焊缝三维形状检测的3D焊缝扫描系统，其特征在于，在确定所述焊条的材质后，根据所述焊条的材质来确定焊接方式，

若所述焊条的材质为Ci1时，确定对应焊接方式为Di1；

若所述焊条的材质为Ci2时，确定对应焊接方式为Di2；

若所述焊条的材质为Ci3时，确定对应焊接方式为Di3；

若所述焊条的材质为Ci4时，确定对应焊接方式为Di4。

6.根据权利要求5所述的基于焊缝三维形状检测的3D焊缝扫描系统，其特征在于，设定焊接方式矩阵组D（D1、D2、D3、D4），其中，D1表示预设第一焊接方式矩阵组，D2表示预设第二焊接方式矩阵组，D3表示预设第三焊接方式矩阵组，D4表示预设第四焊接方式矩阵组，对于焊条矩阵Di，i=1，2，3，4，Di（Di1、Di2、Di3、Di4），其中，Di1表示预设第一焊接方式，Di2表示预设第二焊接方式，Di3表示预设第三焊接方式，Di4表示预设第四焊接方式。

7.根据权利要求6所述的基于焊缝三维形状检测的3D焊缝扫描系统，其特征在于，根据确定的焊接方式对应不同的焊缝标准，其中，

若所述焊接方式为Di1时，确定对应的焊缝标准为Fi1；

若所述焊接方式为Di2时，确定对应的焊缝标准为Fi2；

若所述焊接方式为Di3时，确定对应的焊缝标准为Fi3；

若所述焊接方式为Di4时，确定对应的焊缝标准为Fi4。

8.根据权利要求7所述的基于焊缝三维形状检测的3D焊缝扫描系统，其特征在于，设定焊接标准矩阵组F（F1、F2、F3、F4），其中，F1表示预设第一焊缝标准矩阵组，F2表示预设第二焊缝标准矩阵组，F3表示预设第三焊缝标准矩阵组，F4表示预设第四焊缝标准矩阵组，对于焊条矩阵组Fi，i=1，2，3，4，Fi（Fi1、Fi2、Fi3、Fi4），其中，Fi1表示预设第一焊缝标准组，Fi2表示预设第二焊缝标准组，Fi3表示预设第三焊缝标准组，Fi4表示预设第四焊缝标准组。

9.根据权利要求8所述的基于焊缝三维形状检测的3D焊缝扫描系统，其特征在于，根据确定的焊缝标准，对应预设焊缝形状的宽度和高度，其中，

所述焊条矩阵组Fi（Fi1、Fi2、Fi3、Fi4）中，对于矩阵组Fik（Lik、Hik）中，i=1，2，3，4，k=1，2，3，4， Lik表示焊缝的第k预设宽度，Hik表示焊缝的第k预设高度；

所述相机对焊缝进行实时的检测并传输至中控模块，所述中控模块对实际焊缝形状的宽度和高度与预设焊缝形状的宽度和高度进行比较，其中，确定焊缝形状与预设形状的误差为z0，确定实际焊缝形状与预设焊缝形状的宽度差值zk和高度差值zh是否在误差z0范围内，对当前焊缝区之后的焊缝区的焊接方式和焊条材质进行调整。

10.根据权利要求9所述的基于焊缝三维形状检测的3D焊缝扫描系统，其特征在于，将焊缝形状按照预设的距离进行宽度和高度的划分，所述焊缝的宽度形成矩阵组L（L1、L2、L3、L4），其中，L1表示第一预设焊缝宽度矩阵组，L2表示第二焊缝宽度矩阵组，L3表示第三预设焊缝宽度矩阵组，L4表示第四预设焊缝宽度矩阵组；对于焊缝的宽度矩阵Li，i=1，2，3，4，Li（Li1、Li2、Li3、Li4）,其中，Li1表示焊缝的第一预设宽度，Li2表示焊缝的第二预设宽度，Li3表示焊缝的第三预设宽度，Li4表示焊缝的第四预设宽度；

所述焊缝的高度形成矩阵组H（H1、H2、H3、H4），其中，H1表示第一预设高度焊缝矩阵组，H2表示第二预设高度焊缝矩阵组，H3表示第三预设高度焊缝矩阵组，H4表示第四预设高度焊缝矩阵组；对于焊缝的高度矩阵Hi，i=1，2，3，4，Hi（Hi1、Hi2、Hi3、Hi4）,其中，Hi1表示焊缝的第一预设高度，Hi2表示焊缝的第二预设高度，Hi3表示焊缝的第三预设高度，Hi4表示焊缝的第四预设高度。

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