CN112958928A - 一种智能焊接系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能焊接系统，包括：焊接机器人，包括焊接机器人本体、以及安装于焊接机器人本体末端的焊枪；视觉寻位装置，安装于所述焊接机器人本体末端，适于采集工件表面的焊缝图像；计算设备，分别与所述焊接控制器、视觉寻位装置相连，适于获取所述焊缝图像，根据焊缝图像确定焊缝位置信息，并将焊缝位置信息发送至焊接机器人，以便焊接机器人根据焊接位置信息生成焊枪的运动轨迹，并基于运动轨迹牵引焊枪运行，以对工件进行焊接。此外，本发明还公开了一种智能焊接方法。本发明的智能焊接系统，提高系统了的焊接精度和焊接效率，成品质量高。

Description

一种智能焊接系统及方法

技术领域

本发明涉及智能焊接技术领域，尤其涉及一种智能焊接系统及智能焊接方法。

背景技术

地铁因其高速、快捷、方便且不占地面空间的优越性，已成为目前各大城市解决出行拥堵、降低尾气排放和缓解城市用地紧张的主要发展对象。

地铁站屏蔽门系统具备保护乘客安全、提高候车舒适度、保证地铁运行稳定性和增加地铁站美观等优点，成为地铁站建设的关键项目之一。在地铁站屏蔽门系统中，立柱类结构件作为地铁站屏蔽门系统的骨架，配以屏蔽门、电控系统、各类支架和包板等部件，构成完整的地铁站屏蔽门系统。

由于地铁站屏蔽门系统使用年限长、工作环境潮湿，其立柱类结构件的焊接质量尤为重要。而现有技术中，地铁站屏蔽门系统的立柱类结构件的各个生产厂家，在对工件加工时均采用人工焊接。人工焊接不仅效率低、产能有限，而且，工人技术水平、工作状态和工作经验均会影响焊接质量，导致地铁站用立柱类结构件的成品质量参差不齐。

为此，需要提供一种智能焊接系统和方法，以解决上述技术方案中存在的问题。

发明内容

为此，本发明提供了一种智能焊接系统，以解决或至少缓解上面存在的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种智能焊接系统，包括：焊接机器人，包括焊接机器人本体、以及安装于焊接机器人本体末端的焊枪；视觉寻位装置，安装于所述焊接机器人本体末端，适于采集工件表面的焊缝图像；以及计算设备，分别与所述焊接控制器、视觉寻位装置相连，适于获取所述焊缝图像，根据焊缝图像确定焊缝位置信息，并将焊缝位置信息发送至焊接机器人，以便焊接机器人根据焊接位置信息生成焊枪的运动轨迹，并基于运动轨迹牵引焊枪运行，以对工件进行焊接。

可选地，在根据本发明的智能焊接系统中，所述焊接机器人包括焊接控制器，所述焊接控制器与焊接机器人本体相连；所述计算设备与所述焊接控制器相连，适于将焊缝位置信息发送至焊接控制器，以便焊接控制器根据焊缝位置信息生成焊枪的运动轨迹，并基于运动轨迹控制焊接机器人本体牵引焊枪运行。

可选地，在根据本发明的智能焊接系统中，在采集工件的焊缝图像之前，所述视觉寻位装置适于：采集工件的两个端部的端部图像，并将端部图像发送至计算设备；所述计算设备适于根据所述端部图像确定工件类型，并将工件类型发送至焊接机器人；所述焊接机器人适于根据工件类型获取相应的焊接程序，以便基于相应的焊接程序进行焊接。

可选地，在根据本发明的智能焊接系统中，所述计算设备进一步适于：

获取工件上表面的第一焊缝图像，根据第一焊缝图像确定工件上表面的焊缝位置信息，将焊缝位置信息发送至焊接控制器，以便焊接控制器根据上表面的焊缝位置信息生成焊枪的第一运动轨迹，基于第一运动轨迹控制焊接机器人本体牵引焊枪运行；获取工件下表面的第二焊缝图像，根据第二焊缝图像确定工件下表面的焊缝位置信息，将焊缝位置信息发送至焊接控制器，以便焊接控制器根据上表面的焊缝位置信息生成焊枪的第二运动轨迹，基于第二运动轨迹控制焊接机器人本体牵引焊枪运行。

可选地，在根据本发明的智能焊接系统中，还包括搬运机器人、第一放置架和第一放置架，所述搬运机器人与计算设备相连，搬运机器人适于：从第一放置架上抓取待焊接的工件，将工件移动至工作台上，以便视觉寻位装置采集工件上表面的第一焊缝图像；接收计算设备发送的位姿翻转指令，将工作台上的工件翻转180°，以便视觉寻位装置采集工件下表面的第二焊缝图像；接收计算设备发送的搬运指令，将工作台上焊接完成的工件移动至第一放置架。

可选地，在根据本发明的智能焊接系统中，所述计算设备适于判断工作台上是否存在工件，如果不存在工件，则确定第一放置架上的工件位置，并将工件位置发送至搬运机器人；所述搬运机器人适于根据工件位置从第一放置架上抓取待焊接的工件。

可选地，在根据本发明的智能焊接系统中，所述搬运机器人包括：搬运机器人本体；夹紧装置，安装在搬运机器人本体的末端，适于夹持固定工件；搬运机器人控制器，与搬运机器人本体相连，并与计算设备相连，适于接收计算设备的指令，根据指令控制搬运机器人本体的运动状态。

可选地，在根据本发明的智能焊接系统中，所述视觉寻位装置包括：激光器，适于向工件表面发射激光；两个相机以及与每个相机连接的镜头，所述相机和镜头适于采集工件图像。

可选地，在根据本发明的智能焊接系统中，所述焊枪包括：运动传感器，与所述焊接控制器相连，适于在检测到碰撞状态时，向焊接控制器发送碰撞状态信号，以便焊接控制器控制焊接机器人停止运行。

可选地，在根据本发明的智能焊接系统中，所述工件是立柱结构件。

根据本发明的又一个方面，提供了一种智能焊接方法，在如上所述的智能焊接系统中执行，包括步骤：采集工件表面的焊缝图像；根据焊缝图像确定焊缝位置信息；根据焊接位置信息生成焊枪的运动轨迹，并基于运动轨迹牵引焊枪运行，以对工件进行焊接。

可选地，在根据本发明的智能焊接方法中，在采集工件表面的焊缝图像之前，包括步骤：采集工件的两个端部的端部图像；根据所述端部图像确定工件类型；根据工件类型获取相应的焊接程序，以便基于相应的焊接程序进行焊接。

可选地，在根据本发明的智能焊接方法中，采集工件表面的焊缝图像的步骤包括：采集工件上表面的第一焊缝图像；在将工作台上的工件翻转180°后，采集工件下表面的第二焊缝图像。

可选地，在根据本发明的智能焊接方法中，根据焊缝图像确定焊缝位置信息、根据焊接位置信息生成焊枪的运动轨迹的步骤包括：根据第一焊缝图像确定工件上表面的焊缝位置信息，根据上表面的焊缝位置信息生成焊枪的第一运动轨迹，基于第一运动轨迹控制焊接机器人本体牵引焊枪运行；根据第二焊缝图像确定工件下表面的焊缝位置信息，根据上表面的焊缝位置信息生成焊枪的第二运动轨迹，基于第二运动轨迹控制焊接机器人本体牵引焊枪运行。

可选地，在根据本发明的智能焊接方法中，在采集工件表面的焊缝图像之前，之前，还包括步骤：判断工作台上是否存在工件，如果工作台上不存在工件，则确定第一放置架上的工件位置；根据工件位置从第一放置架上抓取待焊接的工件，将工件移动至工作台上。

根据本发明的技术方案，提供了一种智能焊接系统和方法，其中上料过程、焊接过程、下料过程全部实现自动化，节省人力，降低了生产成本，提高了生产效率。进一步而言，根据本发明的系统，通过视觉寻位装置与焊接机器人相配合，视觉寻位系统可以采集到清楚的焊缝图像，计算设备基于焊缝图像可以精确确定焊缝的位置信息，进而，焊接机器人可以根据焊缝位置信息来对工件进行精准焊接，提高了对工件的焊接精度和焊接效率。

此外，对于批量生产而言，利用本发明的系统加工的工件成品具有高度一致性，且成品质量高。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1、图2分别示出了根据本发明一个实施例的智能焊接系统100的结构示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的搬运机器人160的结构示意图；

图4示出了根据本发明一个实施例的工件110的结构示意图；以及

图5示出了根据本发明一个实施例的智能焊接方法500的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如前文所述，现有技术中的智能焊接系统，或多或少存在一定的缺陷，因此本发明提出了一种性能更优化的智能焊接系统100。智能焊接系统100的焊接对象可以是各种各样的工件，工件例如是用于地铁站屏蔽门系统中的各种类型的立柱结构件，但不限于此。应当指出，本发明的系统100对焊接工件的种类和结构均不做限制。

图1、图2分别示出了根据本发明一个实施例的智能焊接系统100的结构示意图。智能焊接系统100能实现自动对工件110进行焊接。在一个实施例中，工件110可以是图4示出的立柱结构件，但不限于此。

如图1和图2所示，系统100包括焊接机器人150和视觉寻位装置130。焊接机器人150包括焊接机器人本体151、以及安装于焊接机器人本体151末端的焊枪152。视觉寻位装置130也安装在焊接机器人本体151末端。待焊接的工件表面具有焊缝，通过焊接机器人150与视觉寻位装置130相配合工作，可以高效提取和定位工件表面的焊缝,基于工件表面的焊缝位置对工件进行精准焊接。

具体而言，视觉寻位装置130包括两个相机、以及与每个相机相连的镜头，通过相机和镜头可以采集工件图像，例如采集工件表面的焊缝图像。这里，两个相机可以呈一定夹角安装，这样两个相机可以模拟人眼功能，以便基于双目标定方法采集工件焊缝的三维信息。

在一个实施例中，视觉寻位装置130还包括激光器，通过激光器向工件表面发射激光，通过相机和镜头采集工件表面的线激光图像，这样，采集的图像上可以清楚地显示出工件表面的焊缝轮廓，得到高质量、清楚的焊缝图像。这样，基于采集的焊缝图像提取焊缝、确定焊缝位置时，有利于简化算法，提高计算效率。这里，激光器例如是多线结构光线激光器，但不限于此。

根据本发明的实施例，系统100还包括计算设备120，计算设备120用于处理系统100中各个组件之间的任务分配和信号传输。在本发明的实施例中，计算设备120分别与焊接机器人150、视觉寻位装置130相连。视觉寻位装置130的相机采集到工件表面的焊缝图像后，将焊缝图像发送至计算设备120。计算设备120在获取焊缝图像后，对焊缝图像进行处理，根据处理后的焊缝图像来计算确定焊缝位置信息，并将焊缝位置信息发送至焊接机器人150。这样，焊接机器人150可以根据焊缝位置信息生成焊枪的运动轨迹，并基于运动轨迹牵引焊枪152运行，实现对工件进行精准焊接。这里，焊缝位置信息例如是世界三维坐标信息。应当指出，本发明对计算设备120处理焊缝图像以及计算焊缝位置的具体算法不做限定。

需要说明的是，如图2所示，焊接机器人150包括焊接控制器155，焊接控制器155与焊接机器人本体151相连，可以控制焊接机器人本体151的运动状态。并且，焊接机器人150是通过焊接控制器155与计算设备120通信连接。计算设备120在根据焊缝图像确定焊缝位置信息后，是将焊缝位置信息发送至与其相连的焊接控制器155，由焊接控制器155根据焊缝位置信息生成焊枪的运动轨迹，并基于运动轨迹控制焊接机器人本体151的运动状态，使焊接机器人本体151在运动时牵引焊枪152运行，利用焊枪152对工件表面的焊缝进行焊接。

根据一个实施例，焊接机器人150在对工件进行焊接之前，需要预先确定工件的类型，以便基于工件的类型采用相应的焊接程序进行焊接。应当指出，不同类型的立柱结构件的焊缝宽度、焊缝长度、焊接位置、焊缝数量存在不同程度的差异，因此，不同类型的工件应采用不同的焊接程序。

具体地，视觉寻位装置130在通过相机和镜头采集工件表面的焊缝图像之前，先通过相机和镜头采集工件的两个端部的端部图像，并将两个端部图像发送至计算设备120。计算设备120根据工件的两个端部图像可以确定工件类型，并将工件类型发送至焊接机器人150的控制器155。这样，焊接机器人150的控制器155根据工件类型获取相应的焊接程序，以便基于与工件类型相对应的焊接程序来进行焊接。进一步而言，焊接机器人150的控制器155在从计算设备120获取工件的焊缝位置信息后，基于与工件类型相对应的的焊接程序生成焊枪的运动轨迹，并控制焊接机器人本体151牵引焊枪152进行焊接。

根据一个实施例，焊枪152包括运动传感器，运动传感器与焊接控制器155相连，用于检测焊枪152的运动状态，以便判断焊枪在运行过程中是否发生碰撞，并在检测到碰撞状态时，向焊接控制器155发送碰撞状态信号。焊接控制器155在接收到碰撞状态信号后，控制焊接机器人150停止运行。这样，可以防止机器在碰撞状态下持续运行而造成的事故，确保系统100的稳定运行以及自动焊接过程的稳定进行。

根据一个实施例，如图1所示，系统100包括第一放置架101、第一放置架102和工作台105。第一放置架101是毛坯放置架，用于放置待焊接的一个或多个工件。工作台105用于对工件进行焊接。第一放置架102是成品放置架，用于放置焊接完成的一个或多个工件。

系统100还包括搬运机器人160，搬运机器人160与计算设备120相连，计算设备120可以控制搬运机器人160搬运工件或翻转工件。

根据一种实施方式，在确定工件类型后，具体在焊接过程中，需要焊接工件的上下两个表面。相应地，需要通过视觉寻位装置130采集的焊缝图像包括与工件上表面相对应的第一焊缝图像、以及与工件下表面相对应的第二焊缝图像。具体地，在根据本发明的系统100焊接工件时，系统100中各个组件的工作流程如下：

搬运机器人160响应于计算设备120发送的上料指令，从第一放置架101上抓取待焊接的工件，并将抓取的工件移动至工作台105上，随后向计算设备120发送上料完成指令。这里，应当指出，计算设备120在向搬运机器人160发送上料指令之前，先判断工作台105上是否存在工件，如果不存在工件(空闲状态)，则确定第一放置架101上的工件位置，并将工件位置发送至搬运机器人160，以便搬运机器人160根据工件位置从第一放置架101上抓取待焊接的工件，将工件移动至工作台105上。

计算设备120在接收到搬运机器人160发送的上料完成指令后，首先控制视觉寻位装置130采集工件的两个端部的端部图像。随后，计算设备120获取视觉寻位装置130采集的两个端部图像，根据两个端部图像确定工件类型，并将工件类型发送至焊接机器人150的控制器155。这样，焊接机器人150的控制器155可以根据工件类型获取相应的焊接程序，准备开始焊接。

进而，视觉寻位装置130通过相机和镜头采集工件上表面的第一焊缝图像，计算设备120获取视觉寻位装置130采集的第一焊缝图像，并根据第一焊缝图像控制焊接机器人150对工件的上表面进行焊接。具体地，计算设备120根据第一焊缝图像确定工件上表面的焊缝位置信息，将焊缝位置信息发送至焊接机器人的焊接控制器155，以便焊接控制器155根据上表面的焊缝位置信息生成焊枪的第一运动轨迹，基于第一运动轨迹控制焊接机器人本体151牵引焊枪运行，以便对工件上表面进行焊接。

焊接机器人150在对工件上表面焊接完成之后，向计算设备120发送上部焊接完成指令。计算设备120在接收到上部焊接完成指令后，向搬运机器人160发送位姿翻转指令。

搬运机器人160响应于计算设备120发送的位姿翻转指令，将工作台105上的上表面焊接完成的工件翻转180°，随后向计算设备120发送翻转完成指令。

计算设备120接收到翻转完成指令后，控制视觉寻位装置130采集工件下表面的第二焊缝图像，并获取第二焊缝图像。随后，计算设备120根据第二焊缝图像控制焊接机器人对工件下表面进行焊接。具体地，计算设备120根据第二焊缝图像确定工件下表面的焊缝位置信息，将焊缝位置信息发送至焊接控制器155，以便焊接控制器155根据下表面的焊缝位置信息生成焊枪的第二运动轨迹，基于第二运动轨迹控制焊接机器人本体151牵引焊枪运行，以便对工件下表面进行焊接。

焊接机器人150在对工件下表面焊接完成之后，向计算设备120发送全部焊接完成指令。计算设备120在接收到全部焊接完成指令后，向搬运机器人160发送位搬运指令。

搬运机器人160响应于计算设备120发送的搬运指令，将工作台105上焊接完成的工件移动至第一放置架102(下料)。

根据系统100上述操作过程，便完成了对一个工件的焊接。通过重复上述操作过程，可以依次对待焊接的多个工件进行焊接。

图3示出了根据本发明一个实施例的搬运机器人160的结构示意图。

如图3所示，搬运机器人160包括搬运机器人本体161、安装在搬运机器人本体161末端的夹紧装置162、以及搬运机器人控制器165。并且，搬运机器人控制器165与计算设备120通信连接，计算设备120可以向搬运机器人控制器165发送指令，以指示搬运机器人160的工作。搬运机器人控制器165与搬运机器人本体161相连，可以控制搬运机器人本体161的运动状态，例如根据计算设备120的指令控制搬运机器人本体161的运动状态。

夹紧装置162用于夹持固定待搬运的工件，例如立柱结构件。搬运机器人160在通过夹紧装置162将工件夹持固定后，带动夹持的工件移动或翻转，以实现对工件的上料、位姿翻转和下料。具体地，夹紧装置162包括左右对称的两个夹爪、与两个夹爪分别相连的两个气缸、以及安装支撑板。气缸与夹爪连接，可以驱动夹爪运动，以便夹爪夹紧工件。

根据一个实施例，如图2所示，焊接机器人150还包括工装夹具153、焊接电源154。工装夹具153布置在工作台105上。工装夹具153为V形槽结构的同心定位工装，用于对立柱结构件进行同心定位。焊接电源154用于为焊接机器人的运行提供电源，并且可以调节焊接电流、焊接电压等参数。

根据一个实施例，工作台105上设有第一红外传感器，第一放置架101上设有第二红外传感器。并且，第一放置架101上设有多个V形的容纳槽，每个容纳槽用于放置工件。

计算设备120在向搬运机器人160发送上料指令之前，通过获取第一红外传感器的状态，来判断工作台105上是否存在工件。在确定工作台105上不存在工件(空闲状态)时，通过获取第二红外传感器的状态，可以确定第一放置架101上当前放置有待检测工件的一个或多个容纳槽，从而确定待检测的工件位置，进而指示搬运机器人160从第一放置架101上抓取待焊接的工件并将工件移动至工作台105上。

根据一个实施例，如图1所示，系统100还包括安装保护装置180，安装保护装置180环绕布置在系统100中其它各个组件的外周，具体包括防护栏、安全门、安全光栅和外部急停开关。通过设置安装保护装置180，对系统100运行时的焊接过程起到安全防护作用。

根据本发明的智能焊接系统，上料过程、焊接过程、下料过程全部实现自动化，节省人力，降低了生产成本，提高了生产效率。进一步而言，根据本发明的系统，通过视觉寻位装置与焊接机器人相配合，视觉寻位系统可以采集到清楚的焊缝图像，计算设备基于焊缝图像可以精确确定焊缝的位置信息，进而，焊接机器人可以根据焊缝位置信息来对工件进行精准焊接，提高了对工件的焊接精度和焊接效率。此外，对于批量生产而言，利用本发明的系统加工的工件成品具有高度一致性，且成品质量高。

图5示出了根据本发明一个实施例的智能焊接方法500的流程图。

方法500在智能焊接系统100中执行，适于对工件进行自动焊接。如上文所述，工件可以是立柱结构件。如图5所示，方法始于步骤S510。

在步骤S510中，采集工件表面的焊缝图像。步骤S510由系统100中的视觉寻位装置130执行。如前文所述，视觉寻位装置130安装在焊接机器人本体151末端，包括激光器、两个相机、以及与每个相机相连的镜头，通过激光器向工件表面发射激光，并通过相机和镜头采集工件表面的焊缝图像。

随后，在步骤S520中，根据焊缝图像确定焊缝位置信息。步骤S520由系统100中的计算设备120执行。计算设备120分别与视觉寻位装置130、焊接机器人150(焊接控制器155)相连，可以获取视觉寻位装置130采集的焊缝图像，并对焊缝图像进行处理，根据处理后的图像计算焊缝位置信息。并且，将确定的焊缝位置信息发送至焊接机器人150的焊接控制器155。

最后，在步骤S530中，根据焊接位置信息生成焊枪的运动轨迹，并基于运动轨迹牵引焊枪运行，以对工件进行焊接。步骤S530由系统100中的焊接机器人150执行。具体地，焊接机器人150的焊接控制器155根据焊接位置信息生成焊枪的运动轨迹，并基于运动轨迹控制焊接机器人本体151的运动状态，通过焊接机器人本体151牵引焊枪152运行，利用焊枪152对工件表面的焊缝进行焊接。

在一个实施例中，焊接机器人150在对工件进行焊接之前，需要预先确定工件的类型，以便基于工件的类型采用相应的焊接程序进行焊接。应当指出，不同类型的立柱结构件的焊缝宽度、焊缝长度、焊接位置、焊缝数量存在不同程度的差异，因此，不同类型的工件应采用不同的焊接程序。

具体地，在采集工件表面的焊缝图像之前，视觉寻位装置130通过相机和镜头采集工件的两个端部的端部图像，并将两个端部图像发送至计算设备120。随后，计算设备120根据工件的两个端部图像确定工件类型，并将工件类型发送至焊接机器人150的控制器155。随后，焊接机器人150的控制器155根据工件类型获取相应的焊接程序，以便基于与工件类型相对应的焊接程序来进行焊接。进一步而言，焊接机器人150的控制器155在从计算设备120获取工件的焊缝位置信息后，基于与工件类型相对应的的焊接程序生成焊枪的运动轨迹，随后基于运动轨迹控制焊接机器人进行焊接，即控制焊接机器人本体151牵引焊枪152进行焊接。

在一个实施例中，在确定工件类型后，具体在焊接过程中，需要焊接工件的上下两个表面。具体地，所要采集的焊缝图像包括与工件上表面相对应的第一焊缝图像、以及与工件下表面相对应的第二焊缝图像。

在步骤S510中，采集工件表面的焊缝图像的包括如下步骤：

采集工件上表面的第一焊缝图像。

进而，通过搬运机器人160将工作台上的工件翻转180°后，采集工件下表面的第二焊缝图像。

应当理解，采集第一焊缝图像和第二焊缝图像均由系统100中的视觉寻位装置130执行。

相应地，在步骤S520和S530中，根据焊缝图像确定焊缝位置信息、根据焊接位置信息生成焊枪的运动轨迹具体包括以下步骤：

计算设备120从视觉寻位装置130获取工件上表面的第一焊缝图像，根据第一焊缝图像确定工件上表面的焊缝位置信息，将焊缝位置信息发送至焊接控制器155，随后，焊接控制器155根据上表面的焊缝位置信息生成焊枪的第一运动轨迹，并基于第一运动轨迹控制焊接机器人本体151牵引焊枪运行，以便对工件上表面进行焊接；

计算设备120从视觉寻位装置130获取工件下表面的第二焊缝图像，根据第二焊缝图像确定工件下表面的焊缝位置信息，将焊缝位置信息发送至焊接控制器，随后，焊接控制器155根据上表面的焊缝位置信息生成焊枪的第二运动轨迹，基于第二运动轨迹控制焊接机器人本体151牵引焊枪运行，以便对工件下表面进行焊接。

在一个实施例中，在采集工件的端部图像、工件表面的焊缝图像之前，计算设备120首先判断工作台上是否存在工件，如果确定工作台上不存在工件(空闲状态)，则确定第一放置架101上的工件位置，并将工件位置发送至搬运机器人160来指示搬运机器人160的工作。随后，搬运机器人160从第一放置架101上抓取待焊接的工件，并将工件移动至工作台上，从而完成上料。

A8、如A1-A7任一项所述的系统，其中，所述视觉寻位装置包括：激光器，适于向工件表面发射激光；两个相机，以及与每个相机连接的镜头，所述相机和镜头适于采集工件图像。

A9、如A2所述的系统，其中，所述焊枪包括：运动传感器，与所述焊接控制器相连，适于在检测到碰撞状态时，向焊接控制器发送碰撞状态信号，以便焊接控制器控制焊接机器人停止运行。

A10、如A1-A9任一项所述的系统，其中，所述工件是立柱结构件。

B14、如B13所述的方法，其中，根据焊缝图像确定焊缝位置信息、根据焊接位置信息生成焊枪的运动轨迹的步骤包括：根据第一焊缝图像确定工件上表面的焊缝位置信息，根据上表面的焊缝位置信息生成焊枪的第一运动轨迹，基于第一运动轨迹控制焊接机器人本体牵引焊枪运行；根据第二焊缝图像确定工件下表面的焊缝位置信息，根据上表面的焊缝位置信息生成焊枪的第二运动轨迹，基于第二运动轨迹控制焊接机器人本体牵引焊枪运行。

B15、如B11-B14任一项所述的方法，其中，在采集工件表面的焊缝图像之前，之前，还包括步骤：判断工作台上是否存在工件，如果工作台上不存在工件，则确定第一放置架上的工件位置；根据工件位置从第一放置架上抓取待焊接的工件，将工件移动至工作台上。

本说明书的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解。此外，术语“前”“后”“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或单元必须具有特定的方向、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。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

Claims (10)

1.一种智能焊接系统，包括：

焊接机器人，包括焊接机器人本体、以及安装于焊接机器人本体末端的焊枪；

视觉寻位装置，安装于所述焊接机器人本体末端，适于采集工件表面的焊缝图像；以及

计算设备，分别与所述焊接控制器、视觉寻位装置相连，适于获取所述焊缝图像，根据焊缝图像确定焊缝位置信息，并将焊缝位置信息发送至焊接机器人，以便焊接机器人根据焊接位置信息生成焊枪的运动轨迹，并基于运动轨迹牵引焊枪运行，以对工件进行焊接。

2.如权利要求1所述的系统，其中，

所述焊接机器人包括焊接控制器，所述焊接控制器与焊接机器人本体相连；

所述计算设备与所述焊接控制器相连，适于将焊缝位置信息发送至焊接控制器，以便焊接控制器根据焊缝位置信息生成焊枪的运动轨迹，并基于运动轨迹控制焊接机器人本体牵引焊枪运行。

3.如权利要求1或2所述的系统，其中，

在采集工件的焊缝图像之前，所述视觉寻位装置适于：采集工件的两个端部的端部图像，并将端部图像发送至计算设备；

所述计算设备适于根据所述端部图像确定工件类型，并将工件类型发送至焊接机器人；

所述焊接机器人适于根据工件类型获取相应的焊接程序，以便基于相应的焊接程序进行焊接。

4.如权利要求2所述的系统，其中，所述计算设备进一步适于：

获取工件上表面的第一焊缝图像，根据第一焊缝图像确定工件上表面的焊缝位置信息，将焊缝位置信息发送至焊接控制器，以便焊接控制器根据上表面的焊缝位置信息生成焊枪的第一运动轨迹，基于第一运动轨迹控制焊接机器人本体牵引焊枪运行；

获取工件下表面的第二焊缝图像，根据第二焊缝图像确定工件下表面的焊缝位置信息，将焊缝位置信息发送至焊接控制器，以便焊接控制器根据上表面的焊缝位置信息生成焊枪的第二运动轨迹，基于第二运动轨迹控制焊接机器人本体牵引焊枪运行。

5.如权利要求1-4任一项所述的系统，其中，还包括搬运机器人、第一放置架和第一放置架，所述搬运机器人与计算设备相连，搬运机器人适于：

从第一放置架上抓取待焊接的工件，将工件移动至工作台上，以便视觉寻位装置采集工件上表面的第一焊缝图像；

接收计算设备发送的位姿翻转指令，将工作台上的工件翻转180°，以便视觉寻位装置采集工件下表面的第二焊缝图像；

接收计算设备发送的搬运指令，将工作台上焊接完成的工件移动至第一放置架。

6.如权利要求5所述的系统，其中，

所述计算设备适于判断工作台上是否存在工件，如果不存在工件，则确定第一放置架上的工件位置，并将工件位置发送至搬运机器人；

所述搬运机器人适于根据工件位置从第一放置架上抓取待焊接的工件。

7.如权利要求5所述的系统，其中，所述搬运机器人包括：

搬运机器人本体；

夹紧装置，安装在搬运机器人本体的末端，适于夹持固定工件；

搬运机器人控制器，与搬运机器人本体相连，并与计算设备相连，适于接收计算设备的指令，根据指令控制搬运机器人本体的运动状态。

8.一种智能焊接方法，在如权利要求1-7任一项所述的智能焊接系统中执行，包括步骤：

采集工件表面的焊缝图像；

根据焊缝图像确定焊缝位置信息；

根据焊接位置信息生成焊枪的运动轨迹，并基于运动轨迹牵引焊枪运行，以对工件进行焊接。

9.如权利要求8所述的方法，其中，在采集工件表面的焊缝图像之前，包括步骤：

采集工件的两个端部的端部图像；

根据所述端部图像确定工件类型；

根据工件类型获取相应的焊接程序，以便基于相应的焊接程序进行焊接。

10.如权利要求8或9所述的方法，其中，采集工件表面的焊缝图像的步骤包括：

采集工件上表面的第一焊缝图像；

在将工作台上的工件翻转180°后，采集工件下表面的第二焊缝图像。

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