CN113025808A - 一种焊缝热处理机器人及其控制方法和控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种焊缝热处理机器人及其控制方法和控制系统，涉及焊缝热处理技术领域，该机器人包括运动机构、焊缝跟踪器、调整机构和热处理机构，调整机构设于运动机构上，运动机构适于相对焊缝运动，焊缝跟踪器和热处理机构设于调整机构上，焊缝跟踪器用于检测距离焊缝的位置偏差量，调整机构适于根据偏差量调整热处理机构的位置，以使热处理机构正对于焊缝以对焊缝进行热处理。通过上述设置，本发明所述的焊缝热处理机器人沿焊缝的延伸方向前进时，焊缝热处理机器人能自动对焊缝进行热处理，而该热处理过程无需较长的前期准备时间，安全性高，作业效率高。

Description

一种焊缝热处理机器人及其控制方法和控制系统

技术领域

本发明涉及焊缝热处理技术领域，具体而言，涉及一种焊缝热处理机器人及其控制方法和控制系统。

背景技术

目前，对于大型船舶等大型钢结构件的焊缝的应力消除作业主要还是以人工方式为主，通过作业工人手持应力消除装置，例如火焰枪，对焊缝进行加热以达到减小或者消除应力的目的。但该作业方式效率低下，且稳定性和精准度会随着工作时间的延长而降低。另外，现场的作业环境恶劣，易影响工人的身体健康。

随着技术的进步，现在也出现了一些半自动化的作业方式，例如，在焊缝上方设置轨道，然后使热处理装置在轨道上运动，通过在轨道上运动的热处理装置完成对焊缝的热处理。但该方式需要安装并拆除轨道，前期准备时间和后期处理时间较长，整体的作业效率依然较低。

发明内容

本发明解决的问题是人工作业方式的效率和稳定性较低，以及现有的半自动化作业方式前期准备时间较长。

为解决上述问题，本发明第一方面提供一种焊缝热处理机器人，包括运动机构、焊缝跟踪器、调整机构和热处理机构，所述调整机构设于所述运动机构上，所述运动机构适于相对焊缝运动，所述焊缝跟踪器和所述热处理机构设于所述调整机构上，所述焊缝跟踪器用于检测距离焊缝的位置偏差量，所述调整机构适于根据所述偏差量调整所述热处理机构的位置，以使所述热处理机构正对于所述焊缝以对所述焊缝进行热处理。

通过将调整机构设于运动机构上，并将焊缝跟踪器和热处理机构设于调整机构上，使得运动机构可带动焊缝跟踪器、调整机构和热处理机构运动；又由于焊缝跟踪器和调整机构配合可使热处理机构正对焊缝，则在运动机构沿焊缝运动的过程中，可使热处理机构持续正对焊缝，并对焊缝进行热处理，即本发明所述的焊缝热处理机器人能自动对焊缝进行热处理，且无需较长的前期准备时间，安全性高，作业效率高，同时其稳定性和精准度不会随着工作时间的延长而降低。

进一步地，所述运动机构包括车体以及设于所述车体上的车轮和驱动机构，所述调整机构设于所述车体上，所述车体的前端和后端分别设有同轴的多个车轮，每个所述车轮与一个所述驱动机构传动连接。

进一步地，所述车轮为磁性轮。

进一步地，所述调整机构包括滑台、丝杆和滑块，所述滑台设于所述运动机构上，所述丝杆设于所述滑台上，所述丝杆适于相对所述滑台转动，所述滑块与所述丝杆的螺纹连接，并与所述滑台滑动连接，所述焊缝跟踪器和所述热处理机构设于所述滑块上。

本发明第二方面提供一种焊缝热处理机器人控制方法，包括：

接收用户输入的指令；

若所述指令为控制指令，则根据所述控制指令控制如上所述的焊缝热处理机器人进行对应的操作；

若所述指令为跟踪模式指令，则控制所述焊缝热处理机器人沿焊缝的延伸方向前进，并在前进过程中，控制所述焊缝热处理机器人的调整机构调整所述焊缝热处理机器人的热处理机构的位置，使所述热处理机构正对所述焊缝，在所述热处理机构正对所述焊缝时，控制所述热处理机构对所述焊缝进行热处理。

通过设置运动模式，从而使得作业人员能手动控制焊缝热处理机器人，同时使得焊缝热处理机器人能自动对焊缝进行热处理。便于手动控制焊缝热处理机器人运动至焊缝附近，并在焊缝热处理机器人运动至焊缝附近时，开启跟踪模式，使焊缝热处理机器人自动对焊缝进行热处理，从而大大降低了作业工人的工作量，提高了整体的工作效率。

进一步地，所述根据所述用户指令控制如上所述的焊缝热处理机器人进行对应的操作包括：

若所述控制指令为定速巡航指令，则获取所述定速巡航指令中包含的速度信息，控制所述焊缝热处理机器人以所述速度信息对应的速度运动；

若所述控制指令为定距指令，则获取所述定距指令中包含的距离信息，并控制所述焊缝热处理机器人运动所述距离信息对应的距离，在所述焊缝热处理机器人运动所述距离信息对应的距离时，控制所述焊缝热处理机器人停止运动。

进一步地，所述控制所述焊缝热处理机器人沿焊缝的延伸方向前进包括：

根据输入的已知参数和预设的参数优化模型计算出当前最优的热处理参数，其中，所述已知参数包括待加工件的材料、板厚、材料热敏感性和所述热处理机构与所述焊缝的间隔距离，所述热处理参数包括热源前进的速度和所述热处理机构的气体喷射流量；

根据最优的所述热处理参数得到所述焊缝热处理机器人最优的前进速度；

控制所述焊缝热处理机器人以所述最优的前进速度沿焊缝的延伸方向前进。

进一步地，所述控制所述热处理机构对所述焊缝进行热处理包括：

根据最优的所述热处理参数得到所述热处理机构最优的气体喷射流量，控制所述热处理机构将气体喷射流量调整为所述最优的气体喷射流量。

本发明第三方面提供一种焊缝热处理机器人控制系统，包括：

通讯模块，用于接收用户输入的指令，并发送所述指令，其中，所述指令包括控制指令和跟踪模式指令；

焊缝跟踪模块，用于在接收到所述跟踪模式指令时，获取焊缝的位置信息，并根据所述位置信息生成控制指令；

机器人运动控制模块，用于接收所述用户或所述焊缝跟踪模块的控制指令，根据所述控制指令控制如上所述的所述焊缝热处理机器人停止、转弯和直线行走；

热处理控制模块，用于在接收到所述跟踪模式指令时，获取所述焊缝热处理机器人的焊缝跟踪器检测得到的偏差量，并根据所述偏差量控制所述焊缝热处理机器人的调整机构调整所述焊缝热处理机器人的热处理机构的位置，并在所述热处理机构正对所述焊缝时，控制所述热处理机构对所述焊缝进行热处理。

通过通讯模块接收用户指令，并通过机器人运动控制模块控制焊缝热处理机器人运动，从而使得用户能对焊缝热处理机器人进行控制；同时，通过焊缝跟踪模块、机器人运动控制模块和热处理控制模块的配合控制焊缝热处理机器人沿焊缝的延伸方向前进，并在前进过程中完成对焊缝的热处理，有效提高了相关作业的自动化水平。

进一步地，该系统还包括：

状态显示模块，用于系统实时状态的显示，所述系统实时状态包括各轴状态机值、总线状态和焊缝热处理机器人的运动模式；

热处理参数优化模块，用于根据输入的已知参数和预设的参数优化模型计算出当前最优的热处理参数，其中，所述已知参数包括待加工件的材料、板厚、材料热敏感性和所述热处理机构与所述焊缝的间隔距离，所述热处理参数包括热源前进的速度和气体的流量；

报警模块，用于进行故障警告，并用于控制所述焊缝热处理机器人紧急停止。

附图说明

图1为本发明实施例的焊缝热处理机器人的结构示意图；

图2为本发明实施例的调整机构的结构示意图；

图3为本发明实施例的车轮的结构示意图；

图4为本发明实施例的焊缝热处理机器人控制方法的流程图；

图5为本发明实施例的焊缝热处理机器人控制系统的结构图。

附图标记说明：

1-车体，11-车轮，111-磁铁，112-扼铁，113-隔离挡块，12-驱动机构，2-滑台，21-步进电机，22-联轴器，23-滑杆，3-丝杆，4-滑块，5-焊缝跟踪器，6-热处理机构，7-焊缝。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为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。

如附图所示，设有XYZ坐标系,其中，X轴正向表示“左”，X轴反向表示“右”，Y轴正向表示“前”，Y轴反向表示“后”,Z轴正向表示“上”，Z轴反向表示“下”。

如图1所示，本发明实施例的一种焊缝热处理机器人，包括运动机构、焊缝跟踪器5、调整机构和热处理机构6，所述调整机构设于所述运动机构上，所述运动机构适于相对焊缝7运动，所述焊缝跟踪器5和所述热处理机构6设于所述调整机构上，所述焊缝跟踪器5用于检测距离焊缝7的位置偏差量，所述调整机构适于根据所述偏差量调整所述热处理机构6的位置，以使所述热处理机构6正对于所述焊缝7以对所述焊缝7进行热处理。

应用中，热处理机构6用于形成热源，以对焊缝7进行热处理，热处理机构6优选为火焰枪。

其中，焊缝跟踪器5包括相机，其采集的焊缝图像可用于确定机器人距离焊缝7的位置偏差量，并在机器人行进过程中调整机器人上的相应装置以追踪焊缝7，该原理类似寻迹小车的寻迹功能，在此不做赘述。更具体而言，焊缝跟踪器5可以与热处理机构6共线设置或共中心点设置，以使二者相对于焊缝7的位置是基本一致的，在根据上述偏差量对机器人上的相应装置进行调节时，可以是对调整机构进行调节，以带动均位于调整机构上的焊缝跟踪器5和热处理机构6运动，这样可以使焊缝跟踪器5和热处理机构6相对于焊缝7的位置偏差始终保持在预设范围内，从而使热处理机构6正对焊缝7，相当于二者始终随着焊缝7的延伸方向运动。

从而在机器人的运动机构沿焊缝7运动的过程中，可使热处理机构6持续正对焊缝7，并对焊缝7进行热处理，即本实施例所述的焊缝热处理机器人能自动对焊缝7进行热处理，且无需较长的前期准备时间，安全性高，作业效率高，同时其稳定性和精准度不会随着工作时间的延长而降低。

可选地，所述运动机构包括车体1以及设于所述车体1上的车轮11和驱动机构12，所述调整机构设于所述车体1上，所述车体1的前端和后端分别设有同轴的多个车轮11，每个所述车轮11与一个所述驱动机构12传动连接。

其中，驱动机构12优选为驱动电机。优选车体1的前端和后端分别设有同轴的两个车轮11。

具体地，由于每个所述车轮11与一个所述驱动机构12传动连接，则每个车轮11的转速和转向是独立地，则可通过控制两侧车轮11的差速值来控制焊缝热处理机器人的转向，若左侧车轮11的速度值小于右侧车轮11的速度值，则焊缝热处理机器人往左侧转弯，若右侧车轮11的速度值小于左侧车轮11的速度值，则焊缝热处理机器人往右侧转弯，根据机器人运行方向的前后不同，转弯状态可以进一步分为左前方转弯、右前方转弯、左后方转弯和右后方转弯，例如，在焊缝热处理机器人向前运动时，使焊缝热处理机器人左侧车轮11速度值小于右侧车轮11速度值，则焊缝热处理机器人会向左前方转弯。

可选地，所述车轮11为磁性轮。

通过将车轮11设置为磁性轮，从而使得车轮11可稳定吸附于大型钢结构件上，进而使得焊缝热处理机器人可完成爬壁操作，以扩展焊缝热处理机器人的应用场景。

可选地，如图3所示，所述车轮11包括扼铁112、多个磁铁111和多个隔离挡块113，所述扼铁112为环形，所述磁铁111为弧形，多个所述磁铁111环绕设于所述扼铁112的外表面上，相邻的两所述磁铁111间设有所述隔离挡块113。

其中，扼铁112用于闭合磁铁111的磁感线，使磁感线不外泄，从而使磁力集中在车轮11的外圆面上。

具体地，通过控制磁铁111的块数及每一块磁铁111的磁力大小，即可制作出不同磁力的磁吸附轮子。

可选地，相邻的两磁铁111相邻的两端的磁极为同名磁极。

如图3所示，扼铁112外侧分布有多块弧形磁体，每一块磁铁111的N极对应相邻的一块磁铁111的N极，S极对应相邻的另一块磁铁111的S极，这种布置可以使磁轮外侧的吸附力达到最大化。

可选地，如图2所示，所述调整机构包括滑台2、丝杆3和滑块4，所述滑台2设于所述运动机构上，所述丝杆3设于所述滑台2上，所述丝杆3适于相对所述滑台2转动，所述滑块4与所述丝杆3的螺纹连接，并与所述滑台2滑动连接，所述焊缝跟踪器5和所述热处理机构6设于所述滑块4上。

可选地，所述焊缝跟踪器5与所述热处理机构6位于同一轴线上，所述轴线与所述丝杆3垂直。

其中，丝杆3左右设置于车体1上，丝杆3的延伸方向与焊缝热处理机器人的前进方向垂直。

应用中，焊缝跟踪器5和热处理机构6的位置是固定的，且焊缝跟踪器5和热处理机构6同轴设置，那么只要时时保证焊缝跟踪器5的相机拍摄的图像上显示的焊缝7未发生倾斜，丝杆3的延伸方向就和焊缝7的延伸方向是垂直的，即焊缝热处理机器人的前进方向与焊缝7延伸方向平行。当确保焊缝热处理机器人的前进方向与焊缝7延伸方向平行时，以焊缝7轴线的中心位置为基准点，当该基准点相对图片中心位置偏离时，代表热处理机构6发生偏离，根据该基准点与图片中心位置的距离可获得偏移量，进而根据偏移量移动滑块4，从而使热处理机构6正对焊缝7。

其中，以焊缝7为直焊缝为例，开始时刻，焊缝跟踪器5的相机会对准轴线的中心位置，如果焊缝跟踪器5和热处理机构6未发生偏离，则拍摄到的图片显示的焊缝7中心线处于图片的中心，且为竖直线；如果焊缝跟踪器5的相机相对于焊缝7往左或者往右偏离，那么在拍摄到的图片上会显示焊缝7为左偏或右偏的斜线。此时需要获取图片中的焊缝7的倾斜角度，进而根据倾斜角度控制焊缝热处理机器人进行转弯，使焊缝热处理机器人的前进方向和焊缝7的延伸方向平行。然后调整滑块4，使热处理机构6正对焊缝7。具体的操作可以基于PID(proportional-integral-derivative，比例积分微分)算法完成，示例性地，过程如下：当热处理机构6相对于焊缝7左偏时，偏差量大于零，则控制滑块4往右移动，以降低偏差程度；当热处理机构6相对于焊缝7右偏时，偏差量小于零，则控制滑块4往左移动，以降低偏差程度；当偏差量为零时，滑块4不再移动，此时热处理机构6正对着焊缝7。

可选地，所述滑台2沿左右方向延伸，且所述滑台2部分延伸出所述运动机构，所述丝杆3设于所述滑台2上时，所述丝杆3沿左右方向延伸，所述丝杆3部分延伸出所述运动机构。

具体地，通过上述设置，使得滑台2可在车体1的一侧滑动，从而便于滑块4调整位置，进而使热处理机构6移动至正对焊缝7。

可选地，所述滑台2包括步进电机21和联轴器22，所述步进电机21的转轴通过所述联轴器22与所述丝杆3连接。

具体地，步进电机21的转轴通过联轴器22与丝杆3连接，则步进电机21的转轴转动时，丝杆3会同步发生转动，则可通过步进电机21驱动丝杆3转动，同时可通过控制步进电机21的转轴的转动速度控制丝杆3的转动速度，即步进电机21可控制丝杆3的转动速度。而由于滑块4与丝杆3的螺纹连接，则步进电机21可控制滑块4左右移动的速度。

可选地，所述滑台2还包括滑杆23，所述滑杆23与所述丝杆3平行，且所述滑杆23与所述滑块4滑动连接。

具体地，由于滑杆23与丝杆3平行，且滑杆23与滑块4滑动连接，则丝杆3转动时，滑块4受到滑杆23的阻碍不会跟随丝杆3转动，而是沿滑杆23滑动，从而将丝杆3的转动转化为滑块4的直线运动。

如图4所示，本发明另一实施例提供一种焊缝热处理机器人控制方法，包括：

S101：接收用户输入的指令；

应用中，当焊缝热处理机器人启动时，需要对焊缝热处理机器人和相关控制器进行初始化操作，即对焊缝热处理机器人的各驱动电机保存的位置值进行回零，并对控制器进行参数的初始化操作，若总线状态正常，则进行各驱动电机的使能操作，使能操作后若各轴的轴状态机正常，则各轴电机进入准备运行状态。其中，上述的驱动电机包括用于驱动焊缝热处理机器人的车轮11的电机和用于驱动丝杆3的步进电机21。轴状态机用于指示机器人各个关节的应处于何种运行状态，从而决定焊缝热处理机器人需要执行的操作。

S102：若所述指令为控制指令，则根据所述控制指令控制如上所述的焊缝热处理机器人进行对应的操作。

其中，控制指令包括速度指令、距离指令、转弯指令和停止指令，速度指令用于控制焊缝热处理机器人运动的速度；距离指令用于控制焊缝热处理机器人运行的距离，当焊缝热处理机器人运行指定距离时，焊缝热处理机器人会自动停止；转弯指令用于控制焊缝热处理机器人转弯，停止指令用于控制焊缝热处理机器人停止运动。

可选地，所述根据所述用户指令控制如上所述的焊缝热处理机器人进行对应的操作包括：

若所述控制指令为定速巡航指令，则获取所述定速巡航指令中包含的速度信息，控制所述焊缝热处理机器人以所述速度信息对应的速度运动；

若所述控制指令为定距指令，则获取所述定距指令中包含的距离信息，并控制所述焊缝热处理机器人运动所述距离信息对应的距离，在所述焊缝热处理机器人运动所述距离信息对应的距离时，控制所述焊缝热处理机器人停止运动。

具体地，当控制指令为定速巡航指令时，焊缝热处理机器人会根据用户输入的运行速度值进行直线运动，直至用户下达停止命令，机器人才会停止；当控制指令为定距指令时，焊缝热处理机器人在直行用户输入的运行距离时，焊缝热处理机器人自动停止。

S103：若所述指令为跟踪模式指令，则控制所述焊缝热处理机器人沿焊缝7的延伸方向前进，并在前进过程中，控制所述焊缝热处理机器人的调整机构调整所述焊缝热处理机器人的热处理机构6的位置，使所述热处理机构6正对所述焊缝7，在所述热处理机构6正对所述焊缝7时，控制所述热处理机构6对所述焊缝7进行热处理。

应用中，焊缝热处理机器人的运动模式分为手动模式和跟踪模式，手动模式是与跟踪模式相对的模式，无需输入相应的手动模式指令。

当指令为跟踪模式指令时，焊缝热处理机器人会沿焊缝7的延伸方向前进，其中，焊缝7的位置信息由焊缝热处理机器人的焊缝跟踪器5获取；在前进过程中，焊缝热处理机器人的调整机构会调整焊缝热处理机器人的热处理机构6的位置，使热处理机构6正对焊缝7，并在热处理机构6正对焊缝7时对焊缝7进行热处理，即焊缝热处理机器人在沿焊缝7前进过程中会持续地对焊缝7进行热处理，而该热处理过程无需人工操作，自动化程度高，从而大大提高了作业人员的工作量。

其中，焊缝热处理机器人会沿焊缝7的延伸方向前进时，焊缝热处理机器人的前进方向与焊缝7延伸方向平行，保证焊缝热处理机器人的前进方向与焊缝7延伸方向平行的方法前面已经介绍，此处不再赘述。

应用中，跟踪模式可设置相应的退出条件，一是设定运动时间，当跟踪模式持续时间达到预设时间时，自动退出跟踪模式，焊缝热处理机器人停止运动，进入待机状态；二是设置运动距离，当焊缝热处理机器人运动预设距离时，退出跟踪模式；三是在焊缝跟踪器5未扫描到焊缝7时，退出跟踪模式；四是用户输入停止运动指令，使焊缝热处理机器人停止运动，从而退出跟踪模式。其中，上述的退出条件可同时存在，只需设置相应的优先级即可。

可选地，所述若所述指令为跟踪模式指令，则控制所述焊缝热处理机器人沿焊缝7的延伸方向前进包括：

根据输入的已知参数和预设的参数优化模型计算出当前最优的热处理参数，其中，所述已知参数包括待加工件的材料、板厚、材料热敏感性和所述热处理机构6与所述焊缝7的间隔距离，所述热处理参数包括热源前进的速度和所述热处理机构6的气体喷射流量。

其中，热处理机构6用于产生热源，热处理机构的气体喷射流量影响到热处理机构6产生的热源的温度。

具体地，对于不同性质和尺寸的待加工件，其最优的热处理参数不同，因此，为了达到最优的热处理效果，需要通过已知参数和预设的参数优化模型计算出当前最优的热处理参数，其中，参数优化模型可通过机器学习算法事先训练得出。

根据最优的所述热处理参数得到所述焊缝热处理机器人最优的前进速度。

由于热处理机构6设置于焊缝热处理机器人上，因此，焊缝热处理机器人运动时，热处理机构6也会随之运动，且热处理机构6与焊缝热处理机器人的运动速度相同，而热处理机构6用于形成热源，因此，通过最优的热处理参数可计算得到焊缝热处理机器人最优的前进速度。示例性地，以焊缝7为直焊缝为例，当获取到最优的热处理参数时，即获得到最优的热源前进的速度，由于热处理机构6用于形成热源，则热处理机构6相对焊缝7最优的的前进速度为最优的热源前进的速度，而机器人用于带动热处理机构6运动，且由于机器人沿直焊缝前进，机器人进行直线运动，则此时，机器人最优的前进速度为最优的热源前进速度。

控制所述焊缝热处理机器人以所述最优的前进速度沿焊缝7的延伸方向前进，从而获得最佳的热处理效果。

可选地，所述控制所述热处理机构6对所述焊缝7进行热处理包括：

根据最优的所述热处理参数得到所述热处理机构6最优的气体喷射流量，控制所述热处理机构6将气体喷射流量调整为所述最优的气体喷射流量。

通过设置运动模式，从而使得作业人员能手动控制焊缝热处理机器人，同时使得焊缝热处理机器人能自动对焊缝7进行热处理；便于手动控制焊缝热处理机器人运动至焊缝7附近，并在焊缝热处理机器人运动至焊缝7附近时，开启跟踪模式，使焊缝热处理机器人自动对焊缝7进行热处理，从而大大降低了作业工人的工作量，提高了整体的工作效率。

如图5所示，本发明另一实施例提供一种焊缝热处理机器人控制系统，包括：

通讯模块，用于接收用户输入的指令，并发送所述指令，其中，所述指令包括控制指令和跟踪模式指令；所述通信模块还用于获取相关通讯参数，所述通讯参数包括各轴状态机和总线状态。

焊缝跟踪模块，用于在接收到所述跟踪模式指令时，获取焊缝7的位置信息，并根据所述位置信息生成控制指令；

机器人运动控制模块，用于接收所述用户或所述焊缝跟踪模块的控制指令，根据所述控制指令控制如上所述的所述焊缝热处理机器人停止、转弯和直线行走；

热处理控制模块，用于在接收到所述跟踪模式指令时，获取所述焊缝热处理机器人的焊缝跟踪器5检测得到的偏差量，并根据所述偏差量控制所述焊缝热处理机器人的调整机构调整所述焊缝热处理机器人的热处理机构6的位置，并在所述热处理机构6正对所述焊缝7时，控制所述热处理机构6对所述焊缝7进行热处理。所述热处理控制模块54还用于控制所述热处理机构6调整气体喷射流量，从而控制热源温度。

通过通讯模块接收用户指令，并通过机器人运动控制模块控制焊缝热处理机器人运动，从而使得用户能对焊缝热处理机器人进行控制；同时，通过焊缝跟踪模块、机器人运动控制模块和热处理控制模块的配合控制焊缝热处理机器人沿焊缝7的延伸方向前进，并在前进过程中完成对焊缝7的热处理，有效提高了相关作业的自动化水平。

可选地，该系统还包括：

状态显示模块，用于系统实时状态的显示，所述系统实时状态包括各轴状态机值、总线状态和焊缝热处理机器人的运动模式；

应用中，可根据实际情况调整系统显示的相应参数，可增加相应参数，例如，系统实时状态还可包括驱动电机的实时电流、温度、转速和使能状态，也可减少相应参数，例如，状态显示模块只显示各轴状态机值。优选地，可在相应显示器上选择显示的参数，例如，当系统实时状态包括各轴状态机值、总线状态和焊缝热处理机器人的运动模式时，用户可选择显示其中的一项或多项。

热处理参数优化模块，用于根据输入的已知参数和预设的参数优化模型计算出当前最优的热处理参数，其中，所述已知参数包括待加工件的材料、板厚、材料热敏感性和所述热处理机构6与所述焊缝7的间隔距离，所述热处理参数包括热源前进的速度和气体的流量；

报警模块，用于进行故障警告，并用于控制所述焊缝热处理机器人紧急停止。

其中，轴状态机用于指示机器人各个关节的运行处于何种状态，如果关节参数有异常，则需要进行报警处理。因此，报警模块通过分析轴状态机来判断是否需要进行故障警告。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种焊缝热处理机器人，其特征在于，包括运动机构、焊缝跟踪器(5)、调整机构和热处理机构(6)，所述调整机构设于所述运动机构上，所述运动机构适于相对焊缝(7)运动，所述焊缝跟踪器(5)和所述热处理机构(6)设于所述调整机构上，所述焊缝跟踪器(5)用于检测距离焊缝(7)的位置偏差量，所述调整机构适于根据所述偏差量调整所述热处理机构(6)的位置，以使所述热处理机构(6)正对于所述焊缝(7)以对所述焊缝(7)进行热处理。

2.根据权利要求1所述的焊缝热处理机器人，其特征在于，所述运动机构包括车体(1)以及设于所述车体(1)上的车轮(11)和驱动机构(12)，所述调整机构设于所述车体(1)上，所述车体(1)的前端和后端分别设有同轴的多个车轮(11)，每个所述车轮(11)与一个所述驱动机构(12)传动连接。

3.根据权利要求2所述的焊缝热处理机器人，其特征在于，所述车轮(11)为磁性轮。

4.根据权利要求1所述的焊缝热处理机器人，其特征在于，所述调整机构包括滑台(2)、丝杆(3)和滑块(4)，所述滑台(2)设于所述运动机构上，所述丝杆(3)设于所述滑台(2)上，所述丝杆(3)适于相对所述滑台(2)转动，所述滑块(4)与所述丝杆(3)的螺纹连接，并与所述滑台(2)滑动连接，所述焊缝跟踪器(5)和所述热处理机构(6)设于所述滑块(4)上。

5.一种焊缝热处理机器人控制方法，其特征在于，包括：

接收用户输入的指令；

若所述指令为控制指令，则根据所述控制指令控制如权利要求1至权利要求4任一项所述的焊缝热处理机器人进行对应的操作；

若所述指令为跟踪模式指令，则控制所述焊缝热处理机器人沿焊缝(7)的延伸方向前进，并在前进过程中，控制所述焊缝热处理机器人的调整机构调整所述焊缝热处理机器人的热处理机构(6)的位置，使所述热处理机构(6)正对所述焊缝(7)，在所述热处理机构(6)正对所述焊缝(7)时，控制所述热处理机构(6)对所述焊缝(7)进行热处理。

6.根据权利要求5所述的焊缝热处理机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述用户指令控制如权利要求1至权利要求4任一项所述的焊缝热处理机器人进行对应的操作包括：

若所述控制指令为定速巡航指令，则获取所述定速巡航指令中包含的速度信息，控制所述焊缝热处理机器人以所述速度信息对应的速度运动；

若所述控制指令为定距指令，则获取所述定距指令中包含的距离信息，并控制所述焊缝热处理机器人运动所述距离信息对应的距离，在所述焊缝热处理机器人运动所述距离信息对应的距离时，控制所述焊缝热处理机器人停止运动。

7.根据权利要求5所述的焊缝热处理机器人控制方法，其特征在于，所述控制所述焊缝热处理机器人沿焊缝(7)的延伸方向前进包括：

根据输入的已知参数和预设的参数优化模型计算出当前最优的热处理参数，其中，所述已知参数包括待加工件的材料、板厚、材料热敏感性和所述热处理机构(6)与所述焊缝(7)的间隔距离，所述热处理参数包括热源前进的速度和所述热处理机构(6)的气体喷射流量；

根据最优的所述热处理参数得到所述焊缝热处理机器人最优的前进速度；

控制所述焊缝热处理机器人以所述最优的前进速度沿焊缝(7)的延伸方向前进。

8.根据权利要求7所述的焊缝热处理机器人控制方法，其特征在于，所述控制所述热处理机构(6)对所述焊缝(7)进行热处理包括：

根据最优的所述热处理参数得到所述热处理机构(6)最优的气体喷射流量，控制所述热处理机构(6)将气体喷射流量调整为所述最优的气体喷射流量。

9.一种焊缝热处理机器人控制系统，其特征在于，包括：

通讯模块，用于接收用户输入的指令，并发送所述指令，其中，所述指令包括控制指令和跟踪模式指令；

焊缝跟踪模块，用于在接收到所述跟踪模式指令时，获取焊缝(7)的位置信息，并根据所述位置信息生成控制指令；

机器人运动控制模块，用于接收所述用户或所述焊缝跟踪模块的控制指令，根据所述控制指令控制如权利要求1至权利要求4任一项所述的所述焊缝热处理机器人停止、转弯和直线行走；

热处理控制模块，用于在接收到所述跟踪模式指令时，获取所述焊缝热处理机器人的焊缝跟踪器(5)检测得到的偏差量，并根据所述偏差量控制所述焊缝热处理机器人的调整机构调整所述焊缝热处理机器人的热处理机构(6)的位置，并在所述热处理机构(6)正对所述焊缝(7)时，控制所述热处理机构(6)对所述焊缝(7)进行热处理。

10.根据权利要求9所述的焊缝热处理机器人控制系统，其特征在于，还包括：

状态显示模块，用于系统实时状态的显示，所述系统实时状态包括各轴状态机值、总线状态和焊缝热处理机器人的运动模式；

热处理参数优化模块，用于根据输入的已知参数和预设的参数优化模型计算出当前最优的热处理参数，其中，所述已知参数包括待加工件的材料、板厚、材料热敏感性和所述热处理机构(6)与所述焊缝(7)的间隔距离，所述热处理参数包括热源前进的速度和所述热处理机构(6)喷的气体喷射流量；

报警模块，用于进行故障警告，并用于控制所述焊缝热处理机器人紧急停止。

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