CN113649723A - 焊接系统的焊接方法及焊接系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接技术领域，公开了一种焊接系统的焊接方法及焊接系统，焊接系统的焊接方法包括以下步骤：焊接系统自动识别母材的信息，根据识别的母材信息控制具有与母材信息对应的焊材的焊接单元进行焊接；在焊接过程中，焊接单元识别焊缝结构，根据识别的焊缝结构的特征获取对应的焊接参数，并能够根据焊缝结构的特征实时调整焊接参数。该焊接系统的焊接方法通过焊接系统自动识别母材的信息，根据识别的母材信息控制具有与母材信息对应的焊材的焊接单元进行焊接，避免了焊材的频繁更换；焊接单元能够根据焊缝结构的特征进行焊接，保证了焊接质量，而且无需在焊前在铣床上进行加工，减少了工序，降低了成本。

Description

焊接系统的焊接方法及焊接系统

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种焊接系统的焊接方法及焊接系统。

背景技术

目前工厂自动化焊接机器人能够实现自动跟踪焊缝自动焊接，但是，此类自动焊接机器人只能机械的根据固有格式进行焊接。实际生产中会遇到一些目前机器人无法自主完成的问题，例如：焊接母材不同，则需要相应的更换焊材，频繁的更换焊材既不利于焊材保存也避免不了人工参与；另外，为了能够实现自动化焊接，要求相互焊接的工件焊接坡口必须统一并且要有一定的精度要求，很多企业自动焊接前先将焊接零件上铣床进行加工，这样为了自动焊接而焊接，增加了加工工序，增加人工成本得不偿失。因此，亟需设计一种焊接系统及焊接方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种焊接系统的焊接方法及焊接系统，解决了现有焊接机器人由于焊接母材不同，需要频换更换焊材，既不利于焊材保存也避免不了人工参与以及为了使焊接坡口达到精度要求需要进行焊前铣床加工的工序，增加了成本的技术问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种焊接系统的焊接方法，包括以下步骤：

焊接系统自动识别母材的信息，根据识别的母材信息控制具有与所述母材信息对应的焊材的焊接单元进行焊接；

在焊接过程中，所述焊接单元识别焊缝结构，根据识别的所述焊缝结构的特征获取对应的焊接参数，并能够根据所述焊缝结构的特征实时调整所述焊接参数。

该焊接系统的焊接方法通过焊接系统自动识别母材的信息，根据识别的母材信息控制具有与母材信息对应的焊材的焊接单元进行焊接，避免了焊材的频繁更换；在焊接过程中，焊接单元识别焊缝结构，根据识别的焊缝结构的特征获取对应的焊接参数，并能够实时调整焊接参数，进而能够根据焊缝结构的特征进行焊接，保证了焊接质量，而且无需在焊前在铣床上进行加工，减少了工序，降低了成本。

作为上述焊接系统的焊接方法的一种优选方案，所述焊接系统的母材识别系统识别母材的信息，并将母材信息反馈给所述焊接系统的中控机，所述中控机根据识别的所述母材信息得出对应的焊材，并控制具有所述焊材的焊接单元进行焊接。

通过焊接系统的母材识别系统的设置，能够识别母材的信息，以便于根据不同的母材来选择具有对应焊材的焊接单元进行焊接，操作较为方便。

作为上述焊接系统的焊接方法的一种优选方案，所述根据识别的母材信息控制具有与所述母材信息对应的焊材的焊接单元进行焊接包括：

根据识别的母材信息确定焊接方式。

作为上述焊接系统的焊接方法的一种优选方案，所述焊接系统包括焊接工艺数据库，所述焊接工艺数据库包括母材数据库，所述母材数据库内存储有多种母材信息与焊材的对应信息，所述焊机系统的中控机将识别的母材信息与所述母材数据库存储的对应信息进行对比，以得出与识别的母材信息对应的焊材。

通过将识别的母材信息与母材数据库内存储的母材信息与焊材的对应信息进行比较，以得出与识别的母材信息对应的焊材，母材数据库的设置有利于迅速得出与识别的母材信息对应的焊材。

作为上述焊接系统的焊接方法的一种优选方案，所述焊接系统包括焊接工艺数据库，所述焊接工艺数据库包括焊接方式数据库，所述焊接方式数据库内存储有多种母材厚度与焊接方式的对应信息，所述中控机将识别的母材的厚度与所述焊接方式数据库存储的对应信息进行对比，以得出识别的母材对应的焊接方式，所述中控机控制所述焊接单元按照得出的所述焊接方式进行焊接。

通过将识别的母材的厚度与焊接方式数据库内存储的母材厚度与焊接方式的对应信息进行比较，以得出与识别的母材的厚度对应的焊接方式，中控机控制焊接单元按照得出的焊接方式进行焊接，焊接方式数据库的设置有利于迅速得出与识别的母材厚度对应的焊接方式。

作为上述焊接系统的焊接方法的一种优选方案，在焊接过程中，所述焊接单元的焊缝识别系统自动捕捉焊缝结构的位置并将位置信息反馈给所述焊接系统的中控机，所述中控机控制所述焊接单元跟踪所述焊缝结构进行焊接。

在焊接过程中，焊接单元的焊缝识别系统自动捕捉焊缝结构的位置并将位置信息反馈给焊接系统的中控机，中控机控制焊接单元根据焊缝结构进行焊接，以便于实现对整个焊缝结构的焊接。

作为上述焊接系统的焊接方法的一种优选方案，所述焊缝识别系统能够识别所述焊缝结构的焊缝特征，并实时将信息反馈给所述中控机，所述中控机根据所述焊缝特征得出对应的焊接参数，并实时根据反馈信息进行调整。

焊缝识别系统能够识别焊缝结构的焊缝特征，并实时将信息反馈给中控机，中控机根据焊缝特征得出焊接参数，并能够实施根据反馈信息进行调整，以适应焊缝结构的变化，保证焊接质量。

作为上述焊接系统的焊接方法的一种优选方案，所述焊接系统包括焊接工艺数据库，所述焊接工艺数据库包括焊缝参数数据库，所述焊缝参数数据库内存储有多种焊缝特征与焊接参数的对应信息，所述中控机将识别的焊缝特征与所述焊缝参数数据库存储的对应息进行对比，以得出识别的焊缝特征对应的焊接参数，所述中控机控制所述焊接单元按照得出的所述焊接参数进行焊接，并能在焊接过程中实时调整所述焊接参数。

通过将识别的焊缝特征与焊缝参数数据库存储的对应息进行对比，以迅速得出识别的焊缝特征对应的焊接参数。

作为上述焊接系统的焊接方法的一种优选方案，所述焊接参数包括进给速度、焊接电压、电流和/或焊枪路径。

焊接参数包括进给速度、焊接电压、电流、焊枪路径，以使得焊接单元能够根据这些焊接参数进行精准的焊接。

本发明还提供一种焊接系统，采用上述的焊接系统的焊接方法对母材进行焊接，所述焊接系统包括：

母材识别系统、中控机和多个对应不同焊材的焊接单元，所述母材识别系统和所述焊接单元均与所述中控机电连接，每个所述焊接单元均包括焊缝识别系统和焊接机器人，其中，所述母材识别系统包括视觉装置，所述视觉装置被配置为通过拍摄所述母材的图像。

焊接系统包括母材识别系统、中控机、多个对应不同焊材的焊接单元，母材识别系统和焊接单元均与中控机电连接，每个焊接单元均包括焊缝识别系统和焊接机器人，通过母材识别系统包括视觉装置，通过视觉装置能够拍摄母材的图像，以识别母材的信息，进而将母材信息反馈给中控机，中控机控制具有与母材信息对应的焊材的焊接单元进行焊接，该焊接系统在母材进行更换时，无需频繁更换焊材；通过焊缝识别系统能够实时识别焊缝结构，以对焊缝结构进行焊接。

本发明的有益效果：

本发明提出的焊接系统的焊接方法，通过焊接系统自动识别母材的信息，根据识别的母材信息控制具有与母材信息对应的焊材的焊接单元进行焊接，避免了焊材的频繁更换；在焊接过程中，焊接单元识别焊缝结构，根据识别的焊缝结构的特征获取对应的焊接参数，并能够实时调整焊接参数，进而能够根据焊缝结构的特征进行焊接，保证了焊接质量，而且无需在焊前在铣床上进行加工，减少了工序，降低了成本。

本发明提出的焊接系统，包括母材识别系统、中控机、多个对应不同焊材的焊接单元，母材识别系统和焊接单元均与中控机电连接，每个焊接单元均包括焊缝识别系统和焊接机器人，通过母材识别系统能够识别母材的信息，以将母材信息反馈给中控机，中控机控制具有与母材信息对应的焊材的焊接单元进行焊接，该焊接系统在母材进行更换时，无需频繁更换焊材；通过焊缝识别系统能够实时识别焊缝结构，以对焊缝结构进行焊接。

附图说明

图1是本发明提供的焊接系统的工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本实施例提供一种焊接系统，包括母材识别系统、中控机和多个对应不同焊材的焊接单元，母材识别系统和焊接单元均与中控机电连接，每个焊接单元均包括焊缝识别系统和焊接机器人，通过母材识别系统能够识别母材的信息，以将母材信息反馈给中控机，中控机控制具有与母材信息对应的焊材的焊接单元进行焊接，该焊接系统在母材进行更换时，无需频繁更换焊材；通过焊缝识别系统能够实时识别焊缝结构，以对焊缝结构进行焊接。

图1中焊接系统包括三个焊接单元，分别为焊接单元A、焊接单元B、焊接单元C，三个焊接单元分别具有不同的焊材，以对对应的母材进行焊接。需要说明的是：焊接系统并不限于三个焊接单元，还可以设置两个、四个或者更多个，焊接单元的数量根据需求设置即可。

如图1所示，焊接系统还包括焊接工艺数据库，焊接工艺数据库包括母材数据库、焊接方式数据库、焊缝参数数据库等，中控机能够识别读取焊接工艺数据库内的信息。

其中，母材识别系统包括视觉装置，视觉装置被配置为通过拍摄母材的图像，以获得母材的信息，操作较为简便。当然，母材识别系统并不限于通过视觉装置获取母材的信息，还可以通过其他的方式来获取母材的信息。

本实施例还提供一种焊接系统的焊接方法，应用于上述的焊接系统，焊接系统的焊接方法包括以下步骤：

焊接系统自动识别母材的信息，根据识别的母材信息控制具有与母材信息对应的焊材的焊接单元进行焊接；

在焊接过程中，焊接单元识别焊缝结构，根据识别的焊缝结构的特征获取对应的焊接参数，并能够根据焊缝结构的特征实时调整焊接参数。

该焊接系统的焊接方法通过焊接系统自动识别母材的信息，根据识别的母材信息控制具有与母材信息对应的焊材的焊接单元进行焊接，避免了焊材的频繁更换；在焊接过程中，焊接单元识别焊缝结构，根据识别的焊缝结构的特征获取对应的焊接参数，并能够实时调整焊接参数，进而能够根据焊缝结构的特征进行焊接，保证了焊接质量，而且无需在焊前在铣床上进行加工，减少了工序，降低了成本。

具体地，焊接系统的母材识别系统识别母材的信息，并将母材信息反馈给焊接系统的中控机，中控机根据识别的母材信息得出对应的焊材，并控制具有焊材的焊接单元进行焊接。通过焊接系统的母材识别系统的设置，能够识别母材的信息，以便于根据不同的母材来选择具有对应焊材的焊接单元进行焊接，操作较为方便。

焊接工艺数据库的母材数据库内存储有多种母材信息与焊材的对应信息，中控机将识别的母材信息与母材数据库存储的对应信息进行对比，以得出与识别的母材信息对应的焊材。母材数据库的设置有利于迅速得出与识别的母材信息对应的焊材。

具体地，母材数据库内可以存储多种母材的图像，图像与焊材的信息相对应，通过视觉装置获取的母材的图像，将该图像与母材数据库内的母材的图像进行对比，以获得相对应的焊材，进而可以根据焊材选择具有该焊材的焊接单元对母材进行焊接。

母材不同焊材的选择原则，根据母材的抗拉强度按“等强”原则选用强度级别相同的结构钢焊条。其次，对于焊缝性能(延性、韧性)要求高的重要结构，或容易产生裂纹的钢材和结构(厚度大、刚性大、施焊环境温度低等)焊接时，应选用碱性焊条，甚至超低氢焊条、高韧性焊条。

可选地，可以根据识别的母材信息确定焊接方式，由于母材厚度的不同所需要选择的焊缝方式也不相同，例如，大于20mm的平对接采用多层多道焊接、平角焊采用椭圆走丝焊接，因此，可以根据母材厚度确定焊接方式，具体地，焊接工艺数据库的焊接方式数据库内存储有多种母材厚度与焊接方式的对应信息，中控机将识别的母材的厚度与焊接方式数据库存储的对应信息进行对比，以得出识别的母材对应的焊接方式，中控机控制焊接单元按照得出的焊接方式进行焊接，焊接方式数据库的设置有利于迅速得出与识别的母材厚度对应的焊接方式。

除了母材的厚度影响焊接方式外，焊缝种类也影响焊接方式，焊缝种类不同焊接走丝路径也不相同，例如平角焊接需要椭圆形走丝路径、无坡口平对焊接缝需要直线往复走丝路径。因此，可以综合母材厚度、焊缝种类等来确定焊接方式。

在焊接过程中，焊接单元的焊缝识别系统自动捕捉焊缝结构的位置并将位置信息反馈给焊接系统的中控机，中控机控制焊接单元跟踪焊缝结构进行焊接，以便于实现对整个焊缝结构的焊接。

焊缝识别系统能够识别焊缝结构的焊缝特征，并实时将信息反馈给中控机，中控机根据焊缝特征得出对应的焊接参数，并实时根据反馈信息进行调整，以适应焊缝结构的变化，保证焊接质量。

焊接工艺数据库的焊缝参数数据库内存储有多种焊缝特征与焊接参数的对应信息，中控机将识别的焊缝特征与焊缝参数数据库存储的对应信息进行对比，以得出识别的焊缝特征对应的焊接参数，中控机控制焊接单元按照得出的焊接参数进行焊接，并能在焊接过程中实时调整焊接参数。中控机内存储有焊缝参数数据库，通过将识别的焊缝特征与焊缝参数数据库存储的对应信息进行对比，以迅速得出识别的焊缝特征对应的焊接参数。

焊接参数包括进给速度、焊接电压、电流和/或焊枪路径，以使得焊接单元能够根据这些焊接参数进行精准的焊接。焊缝特征包括焊缝宽度、焊缝种类、焊高等因素构成焊缝瞬时截面积，当焊接单元的送丝速度、焊接进给速度均匀时，瞬时焊缝截面积变化较大将直接影响焊缝的外观质量，因此，需要焊接单元在焊接中根据焊缝特征实时调整焊接参数。焊缝种类不同焊接走丝路径也不相同，例如平角焊接需要椭圆形走丝路径、无坡口平对接焊缝需要直线往复走丝路径。

上述母材数据库、焊接方式数据库、焊缝参数数据库均属于焊接工艺数据库。

需要说明的是：焊接单元在焊接过程中，需要综合考虑母材的信息、焊缝参数、焊接方式等信息，以保证焊接质量。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种焊接系统的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

焊接系统自动识别母材的信息，根据识别的母材信息控制具有与所述母材信息对应的焊材的焊接单元进行焊接；

在焊接过程中，所述焊接单元识别焊缝结构，根据识别的所述焊缝结构的特征获取对应的焊接参数，并能够根据所述焊缝结构的特征实时调整所述焊接参数。

2.根据权利要求1所述的焊接系统的焊接方法，其特征在于，所述焊接系统的母材识别系统识别母材的信息，并将母材信息反馈给所述焊接系统的中控机，所述中控机根据识别的所述母材信息得出对应的焊材，并控制具有所述焊材的焊接单元进行焊接。

3.根据权利要求2所述的焊接系统的焊接方法，其特征在于，所述焊接系统包括焊接工艺数据库，所述焊接工艺数据库包括母材数据库，所述母材数据库内存储有多种母材信息与焊材的对应信息，所述中控机将识别的母材信息与所述母材数据库存储的对应信息进行对比，以得出与识别的母材信息对应的焊材。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的焊接系统的焊接方法，其特征在于，所述根据识别的母材信息控制具有与所述母材信息对应的焊材的焊接单元进行焊接包括：

根据识别的母材信息确定焊接方式。

5.根据权利要求4所述的焊接系统的焊接方法，其特征在于，所述焊接系统包括焊接工艺数据库，所述焊接工艺数据库包括焊接方式数据库，所述焊接方式数据库内存储有多种母材厚度与焊接方式的对应信息，所述焊接系统的中控机将识别的母材的厚度与所述焊接方式数据库存储的对应信息进行对比，以得出识别的母材对应的焊接方式，所述中控机控制所述焊接单元按照得出的所述焊接方式进行焊接。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的焊接系统的焊接方法，其特征在于，在焊接过程中，所述焊接单元的焊缝识别系统自动捕捉焊缝结构的位置并将位置信息反馈给所述焊接系统的中控机，所述中控机控制所述焊接单元跟踪所述焊缝结构进行焊接。

7.根据权利要求6所述的焊接系统的焊接方法，其特征在于，所述焊缝识别系统能够识别所述焊缝结构的焊缝特征，并实时将信息反馈给所述中控机，所述中控机根据所述焊缝特征得出对应的焊接参数，并实时根据反馈信息进行调整。

8.根据权利要求7所述的焊接系统的焊接方法，其特征在于，所述焊接系统包括焊接工艺数据库，所述焊接工艺数据库包括焊缝参数数据库，所述焊缝参数数据库内存储有多种焊缝特征与焊接参数的对应信息，所述中控机将识别的焊缝特征与所述焊缝参数数据库存储的对应信息进行对比，以得出识别的焊缝特征对应的焊接参数，所述中控机控制所述焊接单元按照得出的所述焊接参数进行焊接，并能在焊接过程中实时调整所述焊接参数。

9.根据权利要求6所述的焊接系统的焊接方法，其特征在于，所述焊接参数包括进给速度、焊接电压、电流和/或焊枪路径。

10.一种焊接系统，其特征在于，采用权利要求1-9中任一项所述的焊接系统的焊接方法对母材进行焊接，所述焊接系统包括：

母材识别系统、中控机和多个对应不同焊材的焊接单元，所述母材识别系统和所述焊接单元均与所述中控机电连接，每个所述焊接单元均包括焊缝识别系统和焊接机器人，其中，所述母材识别系统包括视觉装置，所述视觉装置被配置为能够拍摄所述母材的图像。

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