CN112139704B - 对焊接运动进行安危判断的方法和焊接系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对焊接运动进行安危判断的方法和焊接系统,该方法包括：步骤a，获取焊接机的焊接实施部件的当前运动信息和/或当前环境信息；步骤b，根据当前运动信息和/或当前环境信息借助预定的安危活动判断模型判断焊接实施部件当前运动所属的运动类型，运动类型包括安全运动和危险运动，其中，安危活动判断模型由焊接实施部件的历史运动信息集合、历史环境信息集合及其匹配的运动判断结果经过统计分类算法而得。该对焊接运动进行安危判断的方法能够克服安全监督人员难以结合当前的焊接实施部件的运动信息和环境信息对焊接运动快速准确地进行安危判断的问题，有助于提升焊接操作的安全性。

Description

对焊接运动进行安危判断的方法和焊接系统

技术领域

本发明属于焊接运动判断技术领域，具体涉及一种对焊接运动进行安危判断的方法和焊接系统。

背景技术

安全生产是工业生产中的核心关注点，焊接作业需要操作者手持高温的焊接机的焊接实施部件对工件实施焊接，要求操作者严格遵守操作规范并留意周围环境，否则，就容易烫伤自己和周围的人员，引发严重的安全事故。目前，在生产过程中，由安全监督人员对焊接过程进行监管，以降低焊接过程的危险性。然而，焊接机的焊接实施部件在焊接过程的运动是多变而复杂的，导致安全监督人员难以即刻对焊接运动进行准确的安危判断，使得焊接的安全性难以得到显著提升，因此亟需一种对焊接运动进行安危判断的方法，以代替安全监督人员对焊接行为的危险与否做出判断，并克服安全监督人员难以结合当前的焊接实施部件的运动信息和环境信息对焊接运动快速准确地进行安危判断的问题。

发明内容

为了解决上述全部或部分问题，本发明目的在于提供一种对焊接运动进行安危判断的方法和焊接系统，以代替安全监督人员对焊接行为的危险与否做出判断，并克服安全监督人员难以结合当前的焊接实施部件的运动信息和环境信息对焊接运动快速准确地进行安危判断的问题，有助于提升焊接操作的安全性。

根据本发明的第一方面，提供了一种对焊接运动进行安危判断的方法，其包括：步骤a，获取焊接机的焊接实施部件的当前运动信息和/或当前环境信息；步骤b，根据当前运动信息和/或当前环境信息借助预定的安危活动判断模型判断所述焊接实施部件当前运动所属的运动类型，所述运动类型包括安全运动和危险运动，其中，所述安危活动判断模型由所述焊接实施部件的历史运动信息集合、历史环境信息集合及其匹配的运动判断结果经过统计分类算法而得。

进一步地，所述方法还包括步骤c，即当判断所述焊接实施部件的当前运动为危险运动时停止向所述焊接实施部件供电或继续停止向所述焊接实施部件供电，当判断所述焊接实施部件的当前运动为安全运动时保持或恢复向所述焊接实施部件供电。

进一步地，所述当前运动信息包括当前实时倾角和/或当前移动速度，所述历史运动信息集合包括若干个历史所处倾角和/或若干个历史移动速度，所述运动判定结果包括为每个所述历史所处倾角和/或历史移动速度逐个设定的所述运动类型。

进一步地，所述当前实时倾角和/或当前移动速度由方位传感器和/或陀螺仪获取。

进一步地，所述当前环境信息包括当前机人距离和/或当前机物距离，其中所述当前机人距离为靠近者与所述焊接实施部件之间的距离，所述当前机物距离为最近物品与所述焊接实施部件之间的距离，所述历史环境信息集合包括若干个历史机人距离和/或若干个历史机物距离，所述运动判定结果包括为每个所述历史机人距离和/或历史机物距离逐个设定的运动类型。

进一步地，所述当前机人距离和当前机物距离由两个红外传感器或两个雷达测距传感器获取。

进一步地，所述统计分类算法为SVM算法。

进一步地，所述方法还包括步骤d，即将当前运动信息和/或当前环境信息对应地存储于所述历史运动信息集合和/或历史环境信息集合中，由最新得到所述的历史运动信息集合、历史环境信息集合及其匹配的运动判断结果重新获得所述安危活动判断模型，然后返回步骤a。

进一步地，所述当前运动信息和/或当前环境信息是已经过预处理的数据，所述预处理包括数据清洗和/或数据转换。

根据本发明的第二方面，提供了一种焊接系统，其特征在于，包括：焊接机；第一传感器，其设置在所述焊接机的焊接实施部件上，用于采集所述焊接实施部件的当前运动信息；第二传感器，其设置在所述焊接机的焊接实施部件上，用于采集所述焊接实施部件的当前环境信息；控制模块，其与所述焊接机相连、第一传感器和第二传感器相连，用于运行指定程序，所述指定程序用于实施根据本发明第一方面所提供的方法。

根据本发明提供的对焊接运动进行安危判断的方法和实施该方法的焊接系统，其根据焊接机的焊接实施部件的当前运动信息和/或当前环境信息借助预定的安危活动判断模型判断焊接实施部件当前运动是安全运动还是危险运动。由此，保证了该方法和焊接系统能够代替安全监督人员对焊接行为的危险与否做出准确的判断，从而指导操作者选择安全运动进行焊接，并克服安全监督人员难以结合当前的焊接实施部件的运动信息和环境信息对焊接运动快速准确地进行安危判断的问题，有助于提升焊接操作的安全性。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述。在图中：

图1为根据本发明实施例的对焊接运动进行安危判断的方法的流程图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步说明。

图1为根据本发明实施例的对焊接运动进行安危判断的方法的流程图。如图1所示，对焊接运动进行安危判断的方法至少包括步骤a和步骤b。其中，步骤a包括获取焊接机的焊接实施部件(例如电焊机的焊把)的当前运动信息和/或当前环境信息。步骤b包括根据当前运动信息和/或当前环境信息借助预定的安危活动判断模型判断焊接机的焊接实施部件的当前运动的运动类型，该运动类型可包括安全焊接运动和危险焊接运动。其中，安危活动判断模型由焊接实施部件的历史运动信息集合、历史环境信息集合及其匹配的运动判断结果经过统计分类算法而得。统计分类算法优选但不限于SVM(支持向量机)算法。

本发明实施例的对焊接运动进行安危判断的方法，能够根据焊接机的焊接实施部件的当前运动信息和/或当前环境信息借助预定的安危活动判断模型判断焊接实施部件当前运动是安全运动还是危险运动。由此，保证了该方法和焊接系统能够代替安全监督人员对焊接行为的危险与否做出准确的判断，从而指导操作者选择安全运动进行焊接，并克服安全监督人员难以结合当前的焊接实施部件的运动信息和环境信息对焊接运动快速准确地进行安危判断的问题，有助于提升焊接操作的安全性。

在本实施例中，该方法还包括步骤c。步骤c包括：当判断焊接实施部件的当前运动为危险运动时停止向焊接实施部件供电或继续停止向焊接实施部件供电，当判断焊接实施部件的当前运动为安全运动时保持或恢复向焊接实施部件供电。也就是说，当焊接实施部件正被供电且判断焊接实施部件的运动类型为危险运动时，停止向焊接机供电，并避免因危险运动而造成的安全事故。当焊接实施部件已被断电且判断焊接实施部件的运动类型为危险运动时，继续停止向焊接实施部件供电。当焊接实施部件已被断电且判断焊接实施部件的运动类型为安全运动时，则恢复向焊接实施部件供电。当焊接实施部件正被供电且判断焊接实施部件的运动类型为安全运动时，则继续保持向焊接实施部件供电。

在本实施例中，当前运动信息包括当前实时倾角和/或当前移动速度，历史运动信息集合包括若干个历史所处倾角和/或若干个历史移动速度，运动判定结果包括为每个历史所处倾角和/或历史移动速度逐个设定的运动类型。优选地，当前实时倾角和/或当前移动速度由方位传感器和/或陀螺仪获取。在第一种实施方式中，当前运动信息仅包括当前实时倾角，历史运动信息集合包括若干个历史所处倾角，运动判定结果包括根据每个历史所处倾角设定的运动类型，即是安全运动还是危险运动。实际上，本领域技术人员可以根据历史所处倾角是否规范判断安危，如果某一个历史所处倾角容易造成危险，则将与其匹配的焊接实施部件的运动判定结果定义为危险运动。如果某一个历史所处倾角是安全的，则将与其匹配的焊接实施部件的运动判定结果定义为安全运动。

在第二种实施方式中，当前运动信息仅包括当前移动速度时，历史运动信息集合包括若干个历史移动速度，运动判定结果包括为每个历史移动速度逐个设定的运动类型。实际上，本领域技术人员可以根据历史移动速度是否达标判断安危，如果某一个历史移动速度未落入预定的区间，则将与其匹配的焊接实施部件的运动判定结果定义为危险运动，如果某一个历史移动速度已落入预定的区间，则将与其匹配的焊接实施部件的运动判定结果定义为安全运动。

在第三种实施方式中，当前运动信息包括当前实时倾角和当前移动速度，历史运动信息集合包括若干个历史所处倾角和若干个历史移动速度，运动判定结果包括为每个历史所处倾角和历史移动速度逐个设定的运动类型，如果某一个历史运动信息中，历史所处倾角处倾角和/或历史移动速度中所匹配的运动类型为危险运动，则将与其匹配的焊接实施部件的运动判定结果定义为危险运动。如果某一个历史运动信息中，历史所处倾角处倾角和历史移动速度所匹配到的运动类型均为安全运动，则将与其匹配的焊接实施部件的运动判定结果定义为安全运动。

在本实施方式中，当前环境信息包括当前机人距离和/或当前机物距离，其中当前机人距离为靠近者与焊接实施部件之间的距离，当前机物距离为最近物品与焊接实施部件之间的距离，历史环境信息集合包括若干个历史机人距离和/或若干个历史机物距离。运动判定结果包括为每个历史机人距离和/或历史机物距离逐个设定的运动类型。

在一个实施方式中，当前环境信息仅包括当前人机距离，历史环境信息集合包括若干个历史机人距离，运动判定结果包括为每个历史机人距离逐个设定的运动类型。本领域技术人员可以根据历史人机距离是否达标判断安危，如果某一个历史人机距离未达到预设的危险人机距离，则将与其匹配的焊接实施部件的运动判定结果定义为安全运动，如果某一个历史人机距离已达到的预设的危险人机距离，则将与其匹配的焊接实施部件的运动判定结果定义为危险运动。

在第二个实施方式中，当前环境信息仅包括当前机物距离，历史环境信息集合包括若干个历史机物距离，运动判定结果包括为每个历史机物距离逐个设定的运动类型。本领域技术人员可以根据历史机物距离是否达标判断安危，如果某一个历史机物距离未达到预设的危险机物距离，则将与其匹配的焊接实施部件的运动判定结果定义为安全运动，如果某一个历史机物距离已达到的预设的危险机物距离，则将与其匹配的焊接实施部件的运动判定结果定义为危险运动。

在第三个实施方式中，当前环境信息包括当前机人距离和当前机物距离，历史环境信息集合包括若干个历史机人距离和若干个历史机物距离，运动判定结果包括为每个历史机人距离和历史机物距离逐个设定的运动类型，如果某一个历史运动信息中，历史人机距离和/或历史机物距离所匹配的运动类型为危险运动，则将与其匹配的焊接实施部件的运动判定结果定义为危险运动。如果某一个历史运动信息中，历史人机距离和历史机物距离所匹配的运动类型均为安全运动，则将与其匹配的焊接实施部件的运动判定结果定义为安全运动。

在本实施例中，当前机人距离和当前机物距离可由两个红外传感器或两个雷达测距传感器获取。两个红外传感器或两个雷达测距传感器均属于下文提及的焊接系统的一部分。

在本实施例中，该方法还包括步骤d。步骤d包括将当前运动信息和/或当前环境信息对应地存储于历史运动信息集合或历史环境信息集合中，由最新得到的历史运动信息集合、历史环境信息集合及其匹配的运动判断结果获得安危活动判断模型，然后返回步骤a，通过这种方式使得安危活动判断模型具备学习功能，并可以不断地增加安危活动判断模型的复杂程度和准确程度，有助于提高判断的准确性。

在本实施例中，当前运动信息和/或当前环境信息是已经过预处理的数据，预处理包括数据清洗和/或数据转换。数据清洗过程包括了检查数据的一致性，清除超出正常范围、逻辑上不合理或者相互矛盾的值。数据转换是指将直接测量得到的数据转换成安危活动判断模型使用的数据。

在一个未示出的实施例中，其涉及一种焊接系统，包括焊接机、第一传感器、第二传感器和控制模块。其中，第一传感器设置在焊接实施部件(例如电焊机的焊把)上，用于采集焊接实施部件的当前运动信息。第二传感器设置在焊接实施部件上，用于采集焊接实施部件的当前环境信息。控制模块与焊接机相连，能够获取当前运动信息和/或当前环境信息，并用于运行指定程序，其中指定程序用于实施上述方法。其中，第一传感器可选为方位传感器和/或陀螺仪。第二传感器可选为分别设置在焊接机两端的两个红外传感器或雷达测距传感器。控制模块包括可编程逻辑控制部件(如PLC或CPU)、存储器和与可编程逻辑控制部件相连的电子元件等，属于本领域技术人员熟知的，故在此不再赘述。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (9)

1.一种对焊接运动进行安危判断的方法，其特征在于，包括：

步骤a，获取焊接机的焊接实施部件的当前运动信息和/或当前环境信息；

步骤b，根据当前运动信息和/或当前环境信息借助预定的安危活动判断模型判断所述焊接实施部件当前运动所属的运动类型，所述运动类型包括安全运动和危险运动，其中，所述安危活动判断模型由所述焊接实施部件的历史运动信息集合、历史环境信息集合及其匹配的运动判断结果经过统计分类算法而得；

所述当前运动信息包括当前实时倾角和/或当前移动速度，所述历史运动信息集合包括若干个历史所处倾角和/或若干个历史移动速度，运动判定结果包括为每个所述历史所处倾角和/或历史移动速度逐个设定的所述运动类型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤c，即当判断所述焊接实施部件的当前运动为危险运动时停止向所述焊接实施部件供电或继续停止向所述焊接实施部件供电，当判断所述焊接实施部件的当前运动为安全运动时保持或恢复向所述焊接实施部件供电。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前实时倾角和/或当前移动速度由方位传感器和/或陀螺仪获取。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述当前环境信息包括当前机人距离和/或当前机物距离，其中所述当前机人距离为靠近者与所述焊接实施部件之间的距离，所述当前机物距离为最近物品与所述焊接实施部件之间的距离，所述历史环境信息集合包括若干个历史机人距离和/或若干个历史机物距离，所述运动判定结果包括为每个所述历史机人距离和/或历史机物距离逐个设定的运动类型。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述当前机人距离和当前机物距离由两个红外传感器或两个雷达测距传感器获取。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述统计分类算法为SVM算法。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括步骤d，即将当前运动信息和/或当前环境信息对应地存储于所述历史运动信息集合和/或历史环境信息集合中，由最新得到所述的历史运动信息集合、历史环境信息集合及其匹配的运动判断结果重新获得所述安危活动判断模型，然后返回步骤a。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述当前运动信息和/或当前环境信息是已经过预处理的数据，所述预处理包括数据清洗和/或数据转换。

9.一种焊接系统，其特征在于，包括：

焊接机；

第一传感器，其设置在所述焊接机的焊接实施部件上，用于采集所述焊接实施部件的当前运动信息；

第二传感器，其设置在所述焊接机的焊接实施部件上，用于采集所述焊接实施部件的当前环境信息；

控制模块，其与所述焊接机相连、第一传感器和第二传感器相连，用于运行指定程序，所述指定程序用于实施根据权利要求1至8中任一项所述的方法。

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