CN112975190B - 基于视觉传感的多层多道焊接方法、装置、设备和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于视觉传感的多层多道焊接方法、装置、设备和系统，利用视觉传感器探寻目标焊件的焊缝路径；按照路径信息，对目标焊件中的打底焊层进行焊接；在上一焊层焊接完成后，测量当前焊层的焊缝信息；根据焊缝信息进行当前焊层的排道规划，以进行当前焊层中第一焊缝列的焊接；在上一焊缝列焊接完成后，检测当前焊层中未焊接部分的焊缝信息；通过未焊接部分的焊缝信息与上一焊缝列对应的排道规划比对；若上一焊缝列的焊接合格，按照路径信息、上一焊缝列对应的排道规划进行当前焊缝列的焊接；若上一焊缝列的焊接不合格，重新计算排道规划，按照路径信息、重新计算的排道规划，进行当前焊缝列的焊接，保障整个焊缝填充及成型可控。

Description

基于视觉传感的多层多道焊接方法、装置、设备和系统

技术领域

本发明涉及自动焊接技术领域，具体涉及一种基于视觉传感的多层多道焊接方法、装置、设备和系统。

背景技术

多层多道焊接在建筑钢结构、船舶、工程机械等领域应用广泛。目前机器人多层多道焊接方法大多采用离线排道方法，事先根据坡口的尺寸和截面信息进行多层多道的规划，机器人根据规划好的焊道顺序实施焊接。

由于焊接坡口组对偏差、焊接工艺参数的波动、焊接工件的变形等原因，在实际的焊接过程中，多层多道实际焊接与事先规划好的焊道存在较大的偏差，可能会导致产生未焊透、夹杂、填充不满或余高偏高的缺陷，影响焊接接头质量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于视觉传感的多层多道焊接方法、装置、设备和系统，以克服目前多层多道实际焊接与事先规划好的焊道存在较大的偏差，可能会导致产生未焊透、夹杂、填充不满或余高偏高的缺陷，影响焊接接头质量的问题。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种基于视觉传感的多层多道焊接方法，应用于基于视觉传感的多层多道焊接系统，所述多层多道焊接系统包括视觉传感器；

所述方法，包括：

利用所述视觉传感器探寻目标焊件的焊缝路径，并存储所述焊缝路径对应的路径信息；

按照所述路径信息，对所述目标焊件中的打底焊层进行焊接；

在上一焊层焊接完成后，通过所述视觉传感器测量当前焊层的焊缝信息；

根据所述焊缝信息，进行所述当前焊层的排道规划，以根据所述路径信息、所述排道规划进行所述当前焊层中第一焊缝列的焊接；

在上一焊缝列焊接完成后，通过所述视觉传感器检测所述当前焊层中未焊接部分的焊缝信息；

通过所述未焊接部分的焊缝信息与所述上一焊缝列对应的排道规划比对，判断所述上一焊缝列的焊接是否合格；

若所述上一焊缝列的焊接合格，按照所述路径信息、所述上一焊缝列对应的排道规划进行所述当前焊缝列的焊接；

若所述上一焊缝列的焊接不合格，根据所未焊接部分的焊缝信息重新计算所述排道规划，按照所述路径信息、重新计算的所述排道规划，进行所述当前焊缝列的焊接；

所述当前焊缝列焊接完成后，将下一焊缝列作为当前焊缝列进行焊接，直至所述当前焊层填充完成，所述当前焊层填充完成后，将下一焊层作为所述当前焊层进行填充，直到所述目标焊件的焊缝被填满。

进一步地，以上所述基于视觉传感的多层多道焊接方法，所述多层多道焊接系统包括移动装置；

所述视觉传感器设置在所述移动装置上；

所述利用所述视觉传感器探寻目标焊件的焊缝路径，并存储所述焊缝路径对应的路径信息，包括：

实时获取所述视觉传感器检测到的所述目标焊件的焊缝路径的图像信息，基于所述图像信息控制所述移动装置移动，以进行焊缝路径探寻，并保存所述路径信息。

进一步地，以上所述基于视觉传感的多层多道焊接方法，所述通过所述未焊接部分的焊缝信息与所述上一焊缝列对应的排道规划比对，判断所述上一焊缝列的焊接是否合格，包括：

通过所述未焊接部分的焊缝信息与所述上一焊缝列对应的排道规划比对，判断所述上一焊缝列是否在允许误差范围内；

若所述上一焊缝列在允许误差范围内，则表示合格。

进一步地，以上所述基于视觉传感的多层多道焊接方法，所述通过所述未焊接部分的焊缝信息与所述上一焊缝列对应的排道规划比对，判断所述上一焊缝列是否在允许误差范围内之后，还包括：

若所述上一焊缝列不在允许误差范围内，则表示不合格。

进一步地，以上所述基于视觉传感的多层多道焊接方法，所述焊缝信息包括当前焊层未焊接部分的底部宽度、焊层高度。

另一方面，本发明还提供了一种基于视觉传感的多层多道焊接装置，应用于多层多道焊接系统，所述多层多道焊接系统包括视觉传感器；

所述装置包括：

寻径模块，用于利用所述视觉传感器探寻目标焊件的焊缝路径，并存储所述焊缝路径对应的路径信息；

焊接模块，用于按照所述路径信息，对所述目标焊件中的打底焊层进行焊接；

测量模块，用于在上一焊层焊接完成后，通过所述视觉传感器测量当前焊层的焊缝信息；

规划模块，用于根据所述焊缝信息，进行所述当前焊层的排道规划，以根据所述路径信息、所述排道规划进行所述当前焊层中第一焊缝列的焊接；

检测模块，用于在上一焊缝列焊接完成后，通过所述视觉传感器检测所述当前焊层中未焊接部分的焊缝信息；

判断模块，用于通过所述未焊接部分的焊缝信息与所述上一焊缝列对应的排道规划比对，判断所述上一焊缝列的焊接是否合格；

所述焊接模块，还用于若所述上一焊缝列的焊接合格，按照所述路径信息、所述上一焊缝列对应的排道规划进行所述当前焊缝列的焊接；若所述上一焊缝列的焊接合格，按照所述路径信息、所述上一焊缝列对应的排道规划进行所述当前焊缝列的焊接；

确定模块，用于所述当前焊缝列焊接完成后，将下一焊缝列作为当前焊缝列进行焊接，直至所述当前焊层填充完成，所述当前焊层填充完成后，将下一焊层作为所述当前焊层进行填充，直到所述目标焊件的焊缝被填满。

进一步地，以上所述基于视觉传感的多层多道焊接装置，所述多层多道焊接系统包括移动装置；

所述视觉传感器设置在所述移动装置上；

所述寻径模块，用于实时获取所述视觉传感器检测到的所述目标焊件的焊缝路径的图像信息，基于所述图像信息控制所述移动装置移动，以进行焊缝路径探寻，并保存所述路径信息。

进一步地，以上所述基于视觉传感的多层多道焊接装置，所述判断模块，用于通过所述未焊接部分的焊缝信息与所述上一焊缝列对应的排道规划比对，判断所述上一焊缝列是否在允许误差范围内；若所述上一焊缝列在允许误差范围内，则表示合格。

另一方面，本发明还提供了一种基于视觉传感的多层多道焊接设备，包括处理器和存储器，所述处理器与存储器相连：

其中，所述处理器，用于调用并执行所述存储器中存储的程序；

所述存储器，用于存储所述程序，所述程序至少用于执行以上任一项所述的方法。

另一方面，本发明还提供了一种基于视觉传感的多层多道焊接系统，包括激光视觉传感器、焊枪、移动装置、主体支架和以上所述的基于视觉传感的多层多道焊接设备；

所述移动装置包括机械臂和滑动导轨；

所述激光视觉传感器和所述焊枪设置在所述机械臂上，所述机械臂安装在所述滑动导轨上；

所述滑动导轨与目标焊件平行设置；

所述基于视觉传感的多层多道焊接设备设置在所述主体支架上，所述机械臂、所述滑动导轨、所述激光视觉传感器、所述焊枪均与所述基于视觉传感的多层多道焊接设备相连。

本发明的基于视觉传感的多层多道焊接方法、装置、设备和系统，方法包括，利用视觉传感器探寻目标焊件的焊缝路径，并存储焊缝路径对应的路径信息；按照路径信息，对目标焊件中的打底焊层进行焊接；在上一焊层焊接完成后，通过视觉传感器测量当前焊层的焊缝信息；根据焊缝信息，进行当前焊层的排道规划，以根据路径信息、排道规划进行当前焊层中第一焊缝列的焊接；在上一焊缝列焊接完成后，通过视觉传感器检测当前焊层中未焊接部分的焊缝信息；通过未焊接部分的焊缝信息与上一焊缝列对应的排道规划比对，判断上一焊缝列的焊接是否合格；若上一焊缝列的焊接合格，按照路径信息、上一焊缝列对应的排道规划进行当前焊缝列的焊接；若上一焊缝列的焊接不合格，根据所未焊接部分的焊缝信息重新计算排道规划，按照路径信息、重新计算的排道规划，进行当前焊缝列的焊接；当前焊缝列焊接完成后，将下一焊缝列作为当前焊缝列进行焊接，直至当前焊层填充完成，当前焊层填充完成后，将下一焊层作为当前焊层进行填充，直到目标焊件的焊缝被填满。本申请的技术方案，通过视觉传感实时获取多层多道焊接过程中焊道的实际分布，获得当前焊道信息，则根据焊接工艺的要求，实时调整剩余焊道的规划，保障整个焊缝填充及成型可控，获得理想的焊接接头。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是焊道规划示意图；

图2是标准V形焊缝坡口截面示意图；

图3是本发明基于视觉传感的多层多道焊接系统一种实施例提供的结构图；

图4是本发明基于视觉传感的多层多道焊接方法一种实施例提供的流程图；

图5是多层多道焊实时排道坡口示意图；

图6是本发明基于视觉传感的多层多道焊接装置一种实施例提供的结构示意图；

图7是本发明基于视觉传感的多层多道焊接设备一种实施例提供的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

多层多道焊接在建筑钢结构、船舶、工程机械等领域应用广泛。

图1是焊道规划示意图。

现有技术中，在V形焊缝坡口的多层多道排道方法上进行了深入研究，标准V形坡口如图1所示，V形坡口截面积Sg主要由板厚H、破口角度α、根部间隙c、焊缝余高l和钝边e来决定，坡口的横截面积Sg如式1所示。

不摆动焊接时，单个焊道横截面积S与焊丝直径d、送丝速度v_f和焊接速度v_w之间的关系如式2所示。

式中：η为熔覆效率。

每层焊道数量由多层焊缝面积和填充焊道面积决定。除根焊道外，填充焊道截面形状由平行四边形和梯形组成，平行四边形焊道的宽度w可以由焊道层高h_i和焊道填充截面积S来确定，即定义每层焊道下边作为每层焊道的总宽度W_i(i＝2，......，n)，则每层焊道宽度与坡口间隙、层高和角度之间的关系如式3所示。

图2是标准V形焊缝坡口截面示意图。

如图2所示，依据坡口截面建立坐标系，z轴为工件厚度方向，y轴为与焊缝垂直的水平方向，x轴为焊接行进方向。根据焊缝上面的焊道情况逐道在z轴方向和y轴方向偏移完成坡口填充焊接，点P_ij表示多道焊缝中的第i层的第j道焊缝的焊接轨迹点，ΔY_ij和ΔZ_ij分别表示第i层的第j道焊缝相对于打底焊缝在y方向和z方向上的偏移量，则焊枪在整条焊缝的逐道偏移量如式4所示。

但是，目前机器人多层多道焊接方法大多采用离线排道方法，事先根据坡口的尺寸和截面信息进行多层多道的规划，机器人根据规划好的焊道顺序实施焊接。由于焊接坡口组对偏差、焊接工艺参数的波动、焊接工件的变形等原因，在实际的焊接过程中，多层多道实际焊接与事先规划好的焊道存在较大的偏差，可能会导致产生未焊透、夹杂、填充不满或余高偏高的缺陷，影响焊接接头质量。

本申请是在坡口焊道规划的基础上，通过视觉传感实时获取多层多道焊接过程中焊道的实际分布，在焊接过程中实时调整每层焊缝剩余焊道的规划，以保障在其他因素的影响下，每层焊道的填充高度与实际规划相当，且不会出现尖角坡口焊道，从而保障每层焊道填充质量，最终保障整个焊缝填充及成型可控，获得理想的焊接接头。

在一些可选的实施例中，本申请提供了一种基于视觉传感的多层多道焊接系统。

图3是本发明基于视觉传感的多层多道焊接系统一种实施例提供的结构图。

如图3所示，本实施例的基于视觉传感的多层多道焊接系统包括激光视觉传感器11、焊枪12、移动装置13、主体支架14和基于视觉传感的多层多道焊接设备15。

移动装置13包括机械臂131和滑动导轨132，激光视觉传感器11和焊枪12设置在机械臂131上，机械臂131可以采用六轴机械臂。

机械臂131安装在滑动导轨132上，基于视觉传感的多层多道焊接设备15设置在主体支架14上，机械臂131、滑动导轨132均与基于视觉传感的多层多道焊接设备15相连。滑动导轨132设置在目标焊件10处，且与目标焊件10平行设置。

在一些可选的实施例中，还可以包括示教器16和显示器17，示教器16和显示器17均与基于视觉传感的多层多道焊接设备15相连。其中，示教器16和显示器17也可以设置在主体支架14上。

在一些可选的实施例中，与焊枪12相连的惰性气体盛装罐18也可以设置在主体支架14上。在主体支架18上还可以设置带刹车片的万向轮，以便于移动主体支架18和主体支架18上安装的各个设备。

在一些可选的实施例中，基于视觉传感的多层多道焊接设备15可以通过工控机151和控制柜152结合实现，工控机151和控制柜152的功能划分可以根据实际情况确定，本实施例不做限定。

基于一个总的发明构思，本实施例还提供了一种基于视觉传感的多层多道焊接方法，应用于以上实施例中的基于视觉传感的多层多道焊接设备15中。

图4是本发明基于视觉传感的多层多道焊接方法一种实施例提供的流程图。如图4所示，本实施例可以包括以下步骤：

S21、利用视觉传感器探寻目标焊件的焊缝路径，并存储焊缝路径对应的路径信息。

可以通过视觉传感器实时获取目标焊件中焊道的分布情况，进而进行目标焊件的焊缝路径的探寻，并将焊缝路径对应的路径信息进行存储。

在一些可选的实施例中，可以按照如下步骤进行目标焊件的焊缝路径的探寻：

实时获取视觉传感器检测到的目标焊件的焊缝路径的图像信息，基于图像信息控制移动装置移动，以进行焊缝路径探寻，并保存路径信息。

具体地，可以先控制机械臂移动至焊缝起始点处，从焊缝起始点开始，实时获取视觉传感器检测到的目标焊件的焊缝路径的图像信息，对图像信息进行识别与分析，确定焊缝路径，控制移动装置沿焊缝路径的方向移动，直至焊缝路径探寻完成，得到并保存路径信息。

S22、按照路径信息，对目标焊件中的打底焊层进行焊接。

在一些可选的实施例中，根据路径信息，从起始点开始，对目标焊件中的打底焊层进行焊接。

S23、在上一焊层焊接完成后，通过视觉传感器测量当前焊层的焊缝信息。

在上一焊层焊接完成后，开始进行当前焊层焊接时，通过视觉传感器测量当前焊层的焊缝信息。具体地，通过激光视觉传感器获取当前焊层的实时截面信息，对实时截面信息进行处理，提取出当前焊层的截面信息数据，即焊缝信息。

在一些可选的实施例中，焊缝信息包括当前焊层未焊接部分的底部宽度、焊层高度。需要说明的是，若当前焊层未进行过焊接操作，则当前焊层未焊接部分的底部宽度是当前焊层底部整体的宽度。

S24、根据焊缝信息，进行当前焊层的排道规划，以根据路径信息、排道规划进行当前焊层中第一焊缝列的焊接。

得到焊缝信息后，则可以根据焊缝信息进行当前焊层的排道规划，其中，排道规划的具体过程可以参照现有技术，本实施不做赘述。

当排道规划完成后，根据路径信息、排道规划进行当前焊层中第一焊缝列的焊接。

S25、在上一焊缝列焊接完成后，通过视觉传感器检测当前焊层中未焊接部分的焊缝信息。

图5是多层多道焊实时排道坡口示意图。

在上一焊缝列焊接完成后，即开始进行当前焊缝列焊接时，先通过视觉传感器检测当前焊层中未焊接部分的焊缝信息。也就是说，如图5所示，先通过视觉传感器获取目标焊件的图像信息，根据图像信息分析当前焊层未焊接部分的底部宽度W_r、焊层高度h_i。

S26、通过未焊接部分的焊缝信息与上一焊缝列对应的排道规划比对，判断上一焊缝列的焊接是否合格，若是，执行S27，若否，执行S28。

将未焊接部分的焊缝信息与上一焊缝列对应的排道规划比对，判断上一焊缝列的焊接是否合格。

可以通过如下步骤确定上一焊缝列的焊接是否合格：

步骤一：通过未焊接部分的焊缝信息与上一焊缝列对应的排道规划比对，判断上一焊缝列是否在允许误差范围内；

步骤二：若上一焊缝列在允许误差范围内，则表示合格。

具体地，通过视觉传感器获取上一焊缝列焊接图像信息，通过对上一焊缝列焊接图像信息进行分析，确定多层多道焊接过程中焊道的实际分布。

如图4所示，获得同层待焊焊道的宽度Wr，和焊层高度hi，与上一焊缝列对应的排道规划进行比对，确定误差是否现在允许误差范围内。

S27、按照路径信息、上一焊缝列对应的排道规划进行当前焊缝列的焊接。

S28、根据所未焊接部分的焊缝信息重新计算排道规划，按照路径信息、重新计算的排道规划，进行当前焊缝列的焊接。

如果上一焊缝列的焊接不合格，则根据焊接工艺的要求，实时调整剩余焊道的规划，按照路径信息、重新计算的排道规划，进行当前焊缝列的焊接，在保证后续焊道填充量大体相当的基础上，每层焊道的填充高度与实际规划相当，且不会出现尖角坡口焊道。以保障因焊接坡口组对偏差、焊接工艺参数的波动、焊接工件变形等因素的影响下，也可以保障整个焊缝填充及成型可控，获得理想的焊接接头。

S29、当前焊缝列焊接完成后，将下一焊缝列作为当前焊缝列进行焊接，直至当前焊层填充完成，当前焊层填充完成后，将下一焊层作为当前焊层进行填充，直到目标焊件的焊缝被填满。

本发明的基于视觉传感的多层多道焊接方法，包括，利用视觉传感器探寻目标焊件的焊缝路径，并存储焊缝路径对应的路径信息；按照路径信息，对目标焊件中的打底焊层进行焊接；在上一焊层焊接完成后，通过视觉传感器测量当前焊层的焊缝信息；根据焊缝信息，进行当前焊层的排道规划，以根据路径信息、排道规划进行当前焊层中第一焊缝列的焊接；在上一焊缝列焊接完成后，通过视觉传感器检测当前焊层中未焊接部分的焊缝信息；通过未焊接部分的焊缝信息与上一焊缝列对应的排道规划比对，判断上一焊缝列的焊接是否合格；若上一焊缝列的焊接合格，按照路径信息、上一焊缝列对应的排道规划进行当前焊缝列的焊接；若上一焊缝列的焊接不合格，根据所未焊接部分的焊缝信息重新计算排道规划，按照路径信息、重新计算的排道规划，进行当前焊缝列的焊接；当前焊缝列焊接完成后，将下一焊缝列作为当前焊缝列进行焊接，直至当前焊层填充完成，当前焊层填充完成后，将下一焊层作为当前焊层进行填充，直到目标焊件的焊缝被填满。本申请的技术方案，通过视觉传感实时获取多层多道焊接过程中焊道的实际分布，获得当前焊道信息，则根据焊接工艺的要求，实时调整剩余焊道的规划，保障整个焊缝填充及成型可控，获得理想的焊接接头。

基于一个总的发明构思，本发明还提供了一种基于视觉传感的多层多道焊接装置，用于实现上述方法实施例。图6是本发明基于视觉传感的多层多道焊接装置一种实施例提供的结构示意图。如图6所示，本实施例的装置包括：

寻径模块31，用于利用视觉传感器探寻目标焊件的焊缝路径，并存储焊缝路径对应的路径信息；

焊接模块32，用于按照路径信息，对目标焊件中的打底焊层进行焊接；

测量模块33，用于在上一焊层焊接完成后，通过视觉传感器测量当前焊层的焊缝信息；

规划模块34，用于根据焊缝信息，进行当前焊层的排道规划，以根据路径信息、排道规划进行当前焊层中第一焊缝列的焊接；

检测模块35，用于在上一焊缝列焊接完成后，通过视觉传感器检测当前焊层中未焊接部分的焊缝信息；

判断模块36，用于通过未焊接部分的焊缝信息与上一焊缝列对应的排道规划比对，判断上一焊缝列的焊接是否合格；

焊接模块32，还用于若上一焊缝列的焊接合格，按照路径信息、上一焊缝列对应的排道规划进行当前焊缝列的焊接；若上一焊缝列的焊接合格，按照路径信息、上一焊缝列对应的排道规划进行当前焊缝列的焊接；

确定模块37，用于当前焊缝列焊接完成后，将下一焊缝列作为当前焊缝列进行焊接，直至当前焊层填充完成，当前焊层填充完成后，将下一焊层作为当前焊层进行填充，直到目标焊件的焊缝被填满。

在一些可选的实施例中，寻径模块31，用于实时获取视觉传感器检测到的目标焊件的焊缝路径的图像信息，基于图像信息控制移动装置移动，以进行焊缝路径探寻，并保存路径信息。

在一些可选的实施例中，判断模块36，用于通过未焊接部分的焊缝信息与上一焊缝列对应的排道规划比对，判断上一焊缝列是否在允许误差范围内；若上一焊缝列在允许误差范围内，则表示合格，若上一焊缝列不在允许误差范围内，则表示不合格。

在一些可选的实施例中，焊缝信息包括当前焊层未焊接部分的底部宽度、焊层高度。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

基于一个总的发明构思，本发明还提供了一种基于视觉传感的多层多道焊接设备，用于实现上述方法实施例。

图7是本发明基于视觉传感的多层多道焊接设备一种实施例提供的结构示意图。如图7所示，本实施例的基于视觉传感的多层多道焊接设备包括处理器41和存储器42，处理器41与存储器42相连。其中，处理器41用于调用并执行存储器42中存储的程序；存储器42用于存储程序，程序至少用于执行以上实施例中的基于视觉传感的多层多道焊接方法。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，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。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者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、材料或者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。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种基于视觉传感的多层多道焊接方法，其特征在于，应用于基于视觉传感的多层多道焊接系统，所述多层多道焊接系统包括视觉传感器；

所述方法，包括：

利用所述视觉传感器探寻目标焊件的焊缝路径，并存储所述焊缝路径对应的路径信息；

按照所述路径信息，对所述目标焊件中的打底焊层进行焊接；

在上一焊层焊接完成后，通过所述视觉传感器测量当前焊层的焊缝信息；

根据所述焊缝信息，进行所述当前焊层的排道规划，以根据所述路径信息、所述排道规划进行所述当前焊层中第一焊缝列的焊接；

在上一焊缝列焊接完成后，通过所述视觉传感器检测所述当前焊层中未焊接部分的焊缝信息；

通过所述未焊接部分的焊缝信息与所述上一焊缝列对应的排道规划比对，判断所述上一焊缝列的焊接是否合格；

若所述上一焊缝列的焊接合格，按照所述路径信息、所述上一焊缝列对应的排道规划进行当前焊缝列的焊接；

若所述上一焊缝列的焊接不合格，根据所未焊接部分的焊缝信息重新计算所述排道规划，按照所述路径信息、重新计算的所述排道规划，进行所述当前焊缝列的焊接；

所述当前焊缝列焊接完成后，将下一焊缝列作为当前焊缝列进行焊接，直至所述当前焊层填充完成，所述当前焊层填充完成后，将下一焊层作为所述当前焊层进行填充，直到所述目标焊件的焊缝被填满；

其中，所述焊缝信息包括当前焊层未焊接部分的底部宽度、焊层高度。

2.根据权利要求1所述基于视觉传感的多层多道焊接方法，其特征在于，所述多层多道焊接系统包括移动装置；

所述视觉传感器设置在所述移动装置上；

所述利用所述视觉传感器探寻目标焊件的焊缝路径，并存储所述焊缝路径对应的路径信息，包括：

实时获取所述视觉传感器检测到的所述目标焊件的焊缝路径的图像信息，基于所述图像信息控制所述移动装置移动，以进行焊缝路径探寻，并保存所述路径信息。

3.根据权利要求1所述基于视觉传感的多层多道焊接方法，其特征在于，所述通过所述未焊接部分的焊缝信息与所述上一焊缝列对应的排道规划比对，判断所述上一焊缝列的焊接是否合格，包括：

通过所述未焊接部分的焊缝信息与所述上一焊缝列对应的排道规划比对，判断所述上一焊缝列是否在允许误差范围内；

若所述上一焊缝列在允许误差范围内，则表示合格。

4.根据权利要求3所述基于视觉传感的多层多道焊接方法，其特征在于，所述通过所述未焊接部分的焊缝信息与所述上一焊缝列对应的排道规划比对，判断所述上一焊缝列是否在允许误差范围内之后，还包括：

若所述上一焊缝列不在允许误差范围内，则表示不合格。

5.一种基于视觉传感的多层多道焊接装置，其特征在于，应用于多层多道焊接系统，所述多层多道焊接系统包括视觉传感器；

所述装置包括：

寻径模块，用于利用所述视觉传感器探寻目标焊件的焊缝路径，并存储所述焊缝路径对应的路径信息；

焊接模块，用于按照所述路径信息，对所述目标焊件中的打底焊层进行焊接；

测量模块，用于在上一焊层焊接完成后，通过所述视觉传感器测量当前焊层的焊缝信息；

规划模块，用于根据所述焊缝信息，进行当前焊层的排道规划，以根据所述路径信息、所述排道规划进行所述当前焊层中第一焊缝列的焊接；

检测模块，用于在上一焊缝列焊接完成后，通过所述视觉传感器检测所述当前焊层中未焊接部分的焊缝信息；

判断模块，用于通过所述未焊接部分的焊缝信息与所述上一焊缝列对应的排道规划比对，判断所述上一焊缝列的焊接是否合格；

所述焊接模块，还用于若所述上一焊缝列的焊接合格，按照所述路径信息、所述上一焊缝列对应的排道规划进行当前焊缝列的焊接；

确定模块，用于所述当前焊缝列焊接完成后，将下一焊缝列作为当前焊缝列进行焊接，直至所述当前焊层填充完成，所述当前焊层填充完成后，将下一焊层作为所述当前焊层进行填充，直到所述目标焊件的焊缝被填满；

其中，所述焊缝信息包括当前焊层未焊接部分的底部宽度、焊层高度。

6.根据权利要求5所述基于视觉传感的多层多道焊接装置，其特征在于，所述多层多道焊接系统包括移动装置；

所述寻径模块，用于实时获取所述视觉传感器检测到的所述目标焊件的焊缝路径的图像信息，基于所述图像信息控制所述移动装置移动，以进行焊缝路径探寻，并保存所述路径信息。

7.根据权利要求6所述基于视觉传感的多层多道焊接装置，其特征在于，所述判断模块，用于通过所述未焊接部分的焊缝信息与所述上一焊缝列对应的排道规划比对，判断所述上一焊缝列是否在允许误差范围内；若所述上一焊缝列在允许误差范围内，则表示合格。

8.一种基于视觉传感的多层多道焊接设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器与存储器相连：

其中，所述处理器，用于调用并执行所述存储器中存储的程序；

所述存储器，用于存储所述程序，所述程序至少用于执行权利要求1-4任一项所述的方法。

9.一种基于视觉传感的多层多道焊接系统，其特征在于，包括激光视觉传感器、焊枪、移动装置、主体支架和权利要求8所述的基于视觉传感的多层多道焊接设备；

所述移动装置包括机械臂和滑动导轨；

所述激光视觉传感器和所述焊枪设置在所述机械臂上，所述机械臂安装在所述滑动导轨上；

所述滑动导轨与目标焊件平行设置；

所述基于视觉传感的多层多道焊接设备设置在所述主体支架上，所述机械臂、所述滑动导轨、所述激光视觉传感器、所述焊枪均与所述基于视觉传感的多层多道焊接设备相连。

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