CN113909637B - 焊接设备的控制方法、控制装置以及焊接系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种焊接设备的控制方法、控制装置以及焊接系统，焊接设备包括熔池观测装置以及补光装置，该方法包括：获取焊接设备起弧后的脉冲电弧的第一弧光波形；根据第一弧光波形，生成补光信息；控制补光装置按照补光信息工作，以给熔池观测装置补光。本申请的该方法根据焊接设备的脉冲电弧的弧光波形，来生成对应的补光信息，可以补偿强弱脉冲电弧交替时产生的感光偏差，保证了补光后的熔池观测画面的亮度较为均匀，较好地缓解甚至消除了脉冲过渡形式的气保焊过程中，熔池观测画面有屏闪和条纹的问题，从而方便了工作人员的观测。
Description
技术领域
本申请涉及焊接领域，具体而言，涉及一种焊接设备的控制方法、控制装置、计算机可读存储介质、处理器以及焊接系统。
背景技术
熔池观测作为新一代焊接远程监控的产物，是焊接自动化或智能化的必然趋势。搭载在现有的自动化焊接设备上可以实现焊接的远程操控，大大提升焊接作业的幸福指数。
目前市面上主流的熔池观测相机针对TIG焊(Tungsten Inert Gas Welding，非熔化极惰性气体保护电弧焊)有较成熟的解决方案，但针对脉冲过渡形式的气保焊没有达到很理想的观测效果。主要的原因是主流的焊机脉冲频率大多在2～140H焊接设备的控制，而现主流的熔池相机帧率大致在40～60帧，频率的差别导致出现熔池观测画面的屏闪和条纹。
在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种焊接设备的控制方法、控制装置、计算机可读存储介质、处理器以及焊接系统，以解决现有技术中脉冲过渡形式的气保焊过程中，熔池观测画面有屏闪和条纹的问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种焊接设备的控制方法，所述焊接设备包括熔池观测装置以及补光装置，所述方法包括：获取所述焊接设备起弧后的脉冲电弧的第一弧光波形；根据所述第一弧光波形，生成补光信息；控制所述补光装置按照所述补光信息工作，以给所述熔池观测装置补光。
可选地，获取所述焊接设备起弧后的脉冲电弧的第一弧光波形，包括：在所述补光装置未处于工作模式的情况下，且在所述焊接设备起弧后，获取预定时长内连续多帧熔池图像，所述预定时长包括至少一个所述脉冲电弧的周期；确定各所述熔池图像的平均亮度数据；对各所述平均亮度数据进行滤波和拟合，得到所述第一弧光波形。
可选地，确定各所述熔池图像的平均亮度数据，包括：确定各所述熔池图像中的熔池中心区域；获取各所述熔池图像中除亮度最大区域以外的其他区域的平均亮度，得到对应的各所述平均亮度数据，所述亮度最大区域为包括所述熔池中心区域的亮度最大像素点的区域。
可选地，根据所述第一弧光波形，生成补光信息，包括：根据所述第一弧光波形，生成补光波形，所述补光波形与所述第一弧光波形反相；根据所述补光波形，确定多个补光强度以及各所述补光强度对应的补光时长，得到所述补光信息。
可选地，控制所述补光装置按照所述补光信息工作，以给所述熔池观测装置补光，包括：实时获取所述脉冲电弧的电流值；在检测到所述电流值跳变时，控制所述补光装置以对应的所述补光强度给所述熔池观测装置补光，并持续对应的所述补光时长。
可选地，在控制所述补光装置按照所述补光信息工作，以给所述熔池观测装置补光之后，所述方法还包括：获取步骤，在所述补光装置处于工作模式的情况下，获取所述脉冲电弧的第二弧光波形；确定步骤，确定所述第二弧光波形的第一偏差值以及第二偏差值是否小于或者等于预定值，所述第一偏差值为所述第二弧光波形的亮度最大值与所述第二弧光波形的亮度平均值的偏差，所述第二偏差值为所述第二弧光波形的亮度最小值与所述亮度平均值的偏差；在所述第一偏差值以及所述第二偏差值中的至少一个大于所述预定值的情况下，调整所述补光信息，直到所述第一偏差值以及所述第二偏差值小于或者等于所述预定值。
可选地，在所述第一偏差值以及所述第二偏差值中的至少一个大于所述预定值的情况下，调整所述补光信息，直到所述第一偏差值以及所述第二偏差值小于或者等于所述预定值，包括：调整步骤，在所述第一偏差值以及所述第二偏差值中的至少一个大于所述预定值的情况下，调整所述补光信息；重复步骤，重复所述获取步骤、所述确定步骤以及所述调整步骤至少一次，直到所述第一偏差值以及所述第二偏差值小于或者等于所述预定值。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种焊接设备的控制装置，所述焊接设备包括熔池观测装置以及补光装置，所述装置包括第一获取单元、生成单元以及控制单元，其中，所述第一获取单元用于获取所述焊接设备起弧后的脉冲电弧的第一弧光波形；所述生成单元用于根据所述第一弧光波形，生成补光信息；所述控制单元用于控制所述补光装置按照所述补光信息工作，以给所述熔池观测装置补光。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行任意一种所述的方法。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行任意一种所述的方法。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种焊接系统，包括焊接设备以及所述焊接设备的控制装置，所述焊接设备包括熔池观测装置以及补光装置；所述控制装置包括控制程序，所述控制程序用于执行任一种所述的方法。
在本发明实施例中，所述的焊接设备的控制方法，先获取所述焊接设备起弧后的脉冲电弧的第一弧光波形；然后根据获取的所述第一弧光波形生成补光信息；最后控制所述补光装置按照所述补光信息工作。相比现有技术中采用固定频率的光源对熔池观测装置进行补光，造成补光效果较差的问题，本申请的所述方法根据焊接设备的脉冲电弧的弧光波形，来生成对应的补光信息，可以补偿强弱脉冲电弧交替时产生的感光偏差，保证了补光后的熔池观测画面的亮度较为均匀，较好地缓解甚至消除了脉冲过渡形式的气保焊过程中，熔池观测画面有屏闪和条纹的问题，从而方便了工作人员的观测。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本申请的实施例的焊接设备的控制方法生成的流程示意图；
图2示出了根据本申请的实施例的第一弧光波形的示意图；
图3示出了根据本申请的实施例的补光波形的示意图；
图4至图6分别示出了根据本申请的实施例的第二弧光波形的示意图；
图7示出了根据本申请的实施例的焊接设备的控制装置的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。
正如背景技术中所说的，现有技术中脉冲过渡形式的气保焊过程中，熔池观测画面有屏闪和条纹，为了解决上述问题，本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种焊接设备的控制方法、控制装置、计算机可读存储介质、处理器以及焊接系统。
根据本申请的实施例，提供了一种焊接设备的控制方法。
图1是根据本申请实施例的焊接设备的控制方法的流程图。如图1所示，上述焊接设备包括熔池观测装置以及补光装置，该方法包括以下步骤：
步骤S101，获取上述焊接设备起弧后的脉冲电弧的第一弧光波形；
步骤S102，根据上述第一弧光波形，生成补光信息；
步骤S103，控制上述补光装置按照上述补光信息工作，以给上述熔池观测装置补光。
上述的焊接设备的控制方法，先获取上述焊接设备起弧后的脉冲电弧的第一弧光波形；然后根据获取的上述第一弧光波形生成补光信息；最后控制上述补光装置按照上述补光信息工作。相比现有技术中采用固定频率的光源对熔池观测装置进行补光，造成补光效果较差的问题，本申请的上述方法根据焊接设备的脉冲电弧的弧光波形，来生成对应的补光信息，可以补偿强弱脉冲电弧交替时产生的感光偏差，保证了补光后的熔池观测画面的亮度较为均匀，较好地缓解甚至消除了脉冲过渡形式的气保焊过程中，熔池观测画面有屏闪和条纹的问题，从而方便了工作人员的观测。
需要说明的是，本申请的上述焊接设备的控制方法可以应用于现有技术中任意的焊接方式，尤其适用于脉冲电弧焊。
根据本申请的一种具体的实施例，获取上述焊接设备起弧后的脉冲电弧的第一弧光波形，包括：在上述补光装置未处于工作模式的情况下，且在上述焊接设备起弧后，获取预定时长内连续多帧熔池图像，上述预定时长包括至少一个上述脉冲电弧的周期；确定各上述熔池图像的平均亮度数据；对各上述平均亮度数据进行滤波和拟合，得到上述第一弧光波形。在上述补光装置未补光的情况下，通过获取至少一个脉冲电弧周期的多帧熔池图像，再根据各帧熔池图像对应的平均亮度数据，生成上述第一弧光波形，这样保证了较为简单快捷且准确地获得上述第一弧光波形，进一步地方便了后续根据上述第一弧光波形给上述熔池观测装置补光。
具体地，对各上述平均亮度数据进行滤波和拟合，得到上述第一弧光波形，包括：对各上述平均亮度数据进行滤波；获取相邻的两帧上述熔池图像之间的时间间隔；根据上述时间间隔，对滤波后的多个连续的上述平均亮度数据进行拟合，生成上述第一弧光波形。本领域技术人员可以采用现有技术中任意可行的拟合方法对滤波后的各上述平均亮度数据进行拟合，包括但不限于最小二乘曲线拟合法等方法。
在实际的应用过程中，上述第一弧光波形包括弧光强度以及对应的上述弧光强度的持续时间。
为了进一步地保证得到的上述第一弧光波形较为准确，进一步地保证后续确定的补光信息较为准确，从而进一步地保证后续的补光效果较好，根据本申请的另一种具体的实施例，确定各上述熔池图像的平均亮度数据，包括：确定各上述熔池图像中的熔池中心区域；获取各上述熔池图像中除亮度最大区域以外的其他区域的平均亮度，得到对应的各上述平均亮度数据，上述亮度最大区域为包括上述熔池中心区域的亮度最大像素点的区域。
一种具体的实施例中，上述亮度最大区域为以上述熔池中心区域的亮度最大像素点为圆心，以50个像素点为半径的区域。
本申请的再一种具体的实施例中，根据上述第一弧光波形，生成补光信息，包括：根据上述第一弧光波形，生成补光波形，上述补光波形与上述第一弧光波形反相；根据上述补光波形，确定多个补光强度以及各上述补光强度对应的补光时长，得到上述补光信息。上述方法通过生成与上述第一弧光波形反相的上述波光波形，进一步地实现了对强脉冲电弧对应的弧光强度的弱化，对弱脉冲电弧对应的弧光强度的增强，从而进一步地保证了补光后的熔池观测画面的亮度较为均匀，进一步地避免了脉冲过渡时熔池观测画面的屏闪和条纹的问题，进一步地方便了工作人员对熔池画面的观测。
当然，获取上述预定时长内连续多帧熔池图像的情景并不限于上述的补光装置未处于工作模式的情景，根据本申请的又一种具体的实施例，获取上述焊接设备起弧后的脉冲电弧的第一弧光波形，包括：在上述补光装置处于工作模式的情况下，且在上述焊接设备起弧后，获取预定时长内连续多帧熔池图像，上述预定时长包括至少一个上述脉冲电弧的周期；确定各上述熔池图像的平均亮度数据；对各上述平均亮度数据进行滤波和拟合，得到上述第一弧光波形。此时，根据上述第一弧光波形，生成补光信息，包括：获取上述补光装置在上述工作模式下的工作参数；根据上述第一弧光波形，生成补光波形，上述补光波形与上述第一弧光波形反相；根据上述补光波形以及上述工作参数，确定多个补光强度以及各上述补光强度对应的补光时长，得到上述补光信息。
根据本申请的另一种具体的实施例，控制上述补光装置按照上述补光信息工作，以给上述熔池观测装置补光，包括：实时获取上述脉冲电弧的电流值；在检测到上述电流值跳变时，控制上述补光装置以对应的上述补光强度给上述熔池观测装置补光，并持续对应的上述补光时长。这样进一步地保证了对焊接过程中强弱脉冲电弧交替时产生的感光偏差的实时补偿，进一步地保证了补光后的熔池观测画面的亮度较为均匀。
在实际的应用过程中，在同种焊接工艺设定参数下，脉冲的频率不会发生变化，但焊接规范可能会随着焊接的需求变化(如电流、电压大小的变化)，这会导致弧光亮度产生变化。这种情况下，为了进一步地保证补光后的上述熔池观测装置的熔池画面的效果较好，根据本申请的又一种具体的实施例，在控制上述补光装置按照上述补光信息工作，以给上述熔池观测装置补光之后，上述方法还包括：获取步骤，在上述补光装置处于工作模式的情况下，获取上述脉冲电弧的第二弧光波形；确定步骤，确定上述第二弧光波形的第一偏差值以及第二偏差值是否小于或者等于预定值，上述第一偏差值为上述第二弧光波形的亮度最大值与上述第二弧光波形的亮度平均值的偏差，上述第二偏差值为上述第二弧光波形的亮度最小值与上述亮度平均值的偏差；在上述第一偏差值以及上述第二偏差值中的至少一个大于上述预定值的情况下，调整上述补光信息，直到上述第一偏差值以及上述第二偏差值小于或者等于上述预定值。通过获取补光后的脉冲电弧的第二弧光波形，并确定上述第二弧光波形中的亮度最大值以及亮度最小值的偏差是否满足补光要求，在不满足要求的情况下，调整上述补光信息，直到满足补光要求。
在实际的应用过程中，上述获取步骤的具体流程如下：在上述补光装置处于工作模式的情况下，获取至少一个上述脉冲电弧的周期的连续多帧熔池图像；确定各上述熔池图像的平均亮度数据；对各上述平均亮度数据进行滤波和拟合，得到上述第二弧光波形。
一种具体的实施例中，上述预定值为10％。当然，上述预定值并不限于上述的10％，本领域技术人员可以根据补偿效果进行灵活调整。
具体地，在上述第一偏差值以及上述第二偏差值中的至少一个大于上述预定值的情况下，调整上述补光信息，直到上述第一偏差值以及上述第二偏差值小于或者等于上述预定值，包括：调整步骤，在上述第一偏差值以及上述第二偏差值中的至少一个大于上述预定值的情况下，调整上述补光信息；重复步骤，重复上述获取步骤、上述确定步骤以及上述调整步骤至少一次，直到上述第一偏差值以及上述第二偏差值小于或者等于上述预定值。这样进一步地保证了在焊接规范变化的情况下，熔池画面的亮度均匀性较好，从而进一步地方便了工作人员对熔池进行观测。
根据本申请的又一种具体的实施例，以10HZ的焊接脉冲频率为例，得到的上述第一弧光波形如图2所示，其中，纵坐标表示亮度，纵坐标表示时间。根据上述第一弧光波形，得到的补光波形如图3所示，控制上述补光装置按照上述补光信息工作，给上述熔池观测装置补光后，得到的满足补光要求的上述第二弧光波形如图4所示。若补光强度不够则会出现如图5所示的第二弧光波形，此时通过增大补光强度可以达到理想的弧光波形。若补光强度过强则会出现如图6所示的波形，此时通过减少补光强度可以达到理想的弧光波形。最终通过调整补光强度，实现对熔池观测画面亮度的均匀化处理，去除屏闪和条纹的问题。
一种具体的实施例中，图2至图6中的t1＝75ms，t2＝100ms，当然，其并不限于上述的值。
在实际的应用过程中，为了保证补光信息的调整范围可以匹配焊接规范的变化，一种具体的实施例中，初始补光时，上述补光信息中的补光亮度为上述补光装置的全光量的50％。
在实际焊接过程中，熔池观测相机的帧率一般是固定的，如50HZ等。但焊接设备的脉冲频率会随着工艺参数的不同或者焊接设备厂商的差异而变化，而且不同的焊接设备厂商的脉冲交替时间都是内部参数，无法精确获得，脉冲间隔也与焊机起弧时序有很大的关系。本申请的上述方法通过自动调节补光装置的频率，实现与焊接设备的脉冲同频率的反向光补偿，再根据焊接时的弧光强度自动调节补光的亮度，以最大程度补偿强弱脉冲交替时产生的感光偏差，实现了焊接过程熔池观测画面的亮度均匀，强脉冲以及弱脉冲时焊接焊道背景都较为清晰，避免了屏闪和条纹问题。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本申请实施例还提供了一种焊接设备的控制装置，需要说明的是，本申请实施例的焊接设备的控制装置可以用于执行本申请实施例所提供的用于焊接设备的控制方法。以下对本申请实施例提供的焊接设备的控制装置进行介绍。
图7是根据本申请实施例的焊接设备的控制装置的示意图。上述焊接设备包括熔池观测装置以及补光装置，如图7所示，上述装置包括第一获取单元10、生成单元20以及控制单元30，其中，上述第一获取单元10用于获取上述焊接设备起弧后的脉冲电弧的第一弧光波形；上述生成单元20用于根据上述第一弧光波形，生成补光信息；上述控制单元30用于控制上述补光装置按照上述补光信息工作，以给上述熔池观测装置补光。
上述的焊接设备的控制装置，通过上述第一获取单元获取上述焊接设备起弧后的脉冲电弧的第一弧光波形；通过上述生成单元根据获取的上述第一弧光波形生成补光信息；通过上述控制单元控制上述补光装置按照上述补光信息工作。相比现有技术中采用固定频率的光源对熔池观测装置进行补光，造成补光效果较差的问题，本申请的上述装置根据焊接设备的脉冲电弧的弧光波形，来生成对应的补光信息，可以补偿强弱脉冲电弧交替时产生的感光偏差，保证了补光后的熔池观测画面的亮度较为均匀，较好地缓解甚至消除了脉冲过渡形式的气保焊过程中，熔池观测画面有屏闪和条纹的问题，从而方便了工作人员的观测。
需要说明的是，本申请的上述焊接设备的控制装置可以应用于现有技术中任意的焊接方式，尤其适用于脉冲电弧焊。
根据本申请的一种具体的实施例，上述第一获取单元包括第一获取模块、第一确定模块以及第一滤波模块，其中，上述第一获取模块用于在上述补光装置未处于工作模式的情况下，且在上述焊接设备起弧后，获取预定时长内连续多帧熔池图像，上述预定时长包括至少一个上述脉冲电弧的周期；上述第一确定模块用于确定各上述熔池图像的平均亮度数据；上述第一滤波模块用于对各上述平均亮度数据进行滤波和拟合，得到上述第一弧光波形。在上述补光装置未补光的情况下，通过获取至少一个脉冲电弧周期的多帧熔池图像，再根据各帧熔池图像对应的平均亮度数据，生成上述第一弧光波形，这样保证了较为简单快捷且准确地获得上述第一弧光波形，进一步地方便了后续根据上述第一弧光波形给上述熔池观测装置补光。
具体地，上述第一滤波模块包括滤波子模块、第一获取子模块以及拟合子模块，其中，上述滤波子模块用于对各上述平均亮度数据进行滤波；上述第一获取子模块用于获取相邻的两帧上述熔池图像之间的时间间隔；上述拟合子模块用于根据上述时间间隔，对滤波后的多个连续的上述平均亮度数据进行拟合，生成上述第一弧光波形。本领域技术人员可以采用现有技术中任意可行的拟合装置对滤波后的各上述平均亮度数据进行拟合，包括但不限于最小二乘曲线拟合法等装置。
在实际的应用过程中，上述第一弧光波形包括弧光强度以及对应的上述弧光强度的持续时间。
为了进一步地保证得到的上述第一弧光波形较为准确，进一步地保证后续确定的补光信息较为准确，从而进一步地保证后续的补光效果较好，根据本申请的另一种具体的实施例，上述第一确定模块包括确定子模块以及第二获取子模块，其中，上述确定子模块用于确定各上述熔池图像中的熔池中心区域；上述第二获取子模块用于获取各上述熔池图像中除亮度最大区域以外的其他区域的平均亮度，得到对应的各上述平均亮度数据，上述亮度最大区域为包括上述熔池中心区域的亮度最大像素点的区域。
一种具体的实施例中，上述亮度最大区域为以上述熔池中心区域的亮度最大像素点为圆心，以50个像素点为半径的区域。
本申请的再一种具体的实施例中，上述生成单元包括第一生成模块以及第二确定模块，其中，上述第一生成模块用于根据上述第一弧光波形，生成补光波形，上述补光波形与上述第一弧光波形反相；上述第二确定模块用于根据上述补光波形，确定多个补光强度以及各上述补光强度对应的补光时长，得到上述补光信息。上述装置通过生成与上述第一弧光波形反相的上述波光波形，进一步地实现了对强脉冲电弧对应的弧光强度的弱化，对弱脉冲电弧对应的弧光强度的增强，从而进一步地保证了补光后的熔池观测画面的亮度较为均匀，进一步地避免了脉冲过渡时熔池观测画面的屏闪和条纹的问题，进一步地方便了工作人员对熔池画面的观测。
当然，获取上述预定时长内连续多帧熔池图像的情景并不限于上述的补光装置未处于工作模式的情景，根据本申请的又一种具体的实施例，上述第一获取单元包括第三获取模块、第三确定模块以及第二滤波模块，其中，上述第三获取模块用于在上述补光装置处于工作模式的情况下，且在上述焊接设备起弧后，获取预定时长内连续多帧熔池图像，上述预定时长包括至少一个上述脉冲电弧的周期；上述第三确定模块用于确定各上述熔池图像的平均亮度数据；上述第二滤波模块用于对各上述平均亮度数据进行滤波和拟合，得到上述第一弧光波形。此时，上述生成单元包括第四获取模块、第二生成模块以及第四确定模块，其中，上述第四获取模块用于获取上述补光装置在上述工作模式下的工作参数；上述第二生成模块用于根据上述第一弧光波形，生成补光波形，上述补光波形与上述第一弧光波形反相；上述第四确定模块用于根据上述补光波形以及上述工作参数，确定多个补光强度以及各上述补光强度对应的补光时长，得到上述补光信息。
根据本申请的另一种具体的实施例，上述控制单元包括第二获取模块以及控制模块，其中，上述第二获取模块用于实时获取上述脉冲电弧的电流值；上述控制模块用于在检测到上述电流值跳变时，控制上述补光装置以对应的上述补光强度给上述熔池观测装置补光，并持续对应的上述补光时长。这样进一步地保证了对焊接过程中强弱脉冲电弧交替时产生的感光偏差的实时补偿，进一步地保证了补光后的熔池观测画面的亮度较为均匀。
在实际的应用过程中，在同种焊接工艺设定参数下，脉冲的频率不会发生变化，但焊接规范可能会随着焊接的需求变化(如电流、电压大小的变化)，这会导致弧光亮度产生变化。这种情况下，为了进一步地保证补光后的上述熔池观测装置的熔池画面的效果较好，根据本申请的又一种具体的实施例，上述装置还包括第二获取单元、确定单元以及调整单元，其中，上述第二获取单元用于在控制上述补光装置按照上述补光信息工作，以给上述熔池观测装置补光之后，获取步骤，在上述补光装置处于工作模式的情况下，获取上述脉冲电弧的第二弧光波形；上述确定单元用于确定步骤，确定上述第二弧光波形的第一偏差值以及第二偏差值是否小于或者等于预定值，上述第一偏差值为上述第二弧光波形的亮度最大值与上述第二弧光波形的亮度平均值的偏差，上述第二偏差值为上述第二弧光波形的亮度最小值与上述亮度平均值的偏差；上述调整单元用于在上述第一偏差值以及上述第二偏差值中的至少一个大于上述预定值的情况下，调整上述补光信息，直到上述第一偏差值以及上述第二偏差值小于或者等于上述预定值。通过获取补光后的脉冲电弧的第二弧光波形，并确定上述第二弧光波形中的亮度最大值以及亮度最小值的偏差是否满足补光要求，在不满足要求的情况下，调整上述补光信息，直到满足补光要求。
在实际的应用过程中，上述获取步骤的具体流程如下：在上述补光装置处于工作模式的情况下，获取至少一个上述脉冲电弧的周期的连续多帧熔池图像；确定各上述熔池图像的平均亮度数据；对各上述平均亮度数据进行滤波和拟合，得到上述第二弧光波形。
一种具体的实施例中，上述预定值为10％。当然，上述预定值并不限于上述的10％，本领域技术人员可以根据补偿效果进行灵活调整。
具体地，上述调整单元包括调整模块以及重复模块，其中，上述调整模块用于调整步骤，在上述第一偏差值以及上述第二偏差值中的至少一个大于上述预定值的情况下，调整上述补光信息；上述重复模块用于重复步骤，重复上述获取步骤、上述确定步骤以及上述调整步骤至少一次，直到上述第一偏差值以及上述第二偏差值小于或者等于上述预定值。这样进一步地保证了在焊接规范变化的情况下，熔池画面的亮度均匀性较好，从而进一步地方便了工作人员对熔池进行观测。
根据本申请的又一种具体的实施例，以10HZ的焊接脉冲频率为例，得到的上述第一弧光波形如图2所示，其中，纵坐标表示亮度，纵坐标表示时间。根据上述第一弧光波形，得到的补光波形如图3所示，控制上述补光装置按照上述补光信息工作，给上述熔池观测装置补光后，得到的满足补光要求的上述第二弧光波形如图4所示。若补光强度不够则会出现如图5所示的第二弧光波形，此时通过增大补光强度可以达到理想的弧光波形。若补光强度过强则会出现如图6所示的波形，此时通过减少补光强度可以达到理想的弧光波形。最终通过调整补光强度，实现对熔池观测画面亮度的均匀化处理，去除屏闪和条纹的问题。
一种具体的实施例中，图2至图6中的t1＝75ms，t2＝100ms，当然，其并不限于上述的值。
在实际的应用过程中，为了保证补光信息的调整范围可以匹配焊接规范的变化，一种具体的实施例中，初始补光时，上述补光信息中的补光亮度为上述补光装置的全光量的50％。
在实际焊接过程中，熔池观测相机的帧率一般是固定的，如50HZ等。但焊接设备的脉冲频率会随着工艺参数的不同或者焊接设备厂商的差异而变化，而且不同的焊接设备厂商的脉冲交替时间都是内部参数，无法精确获得，脉冲间隔也与焊机起弧时序有很大的关系。本申请的上述装置通过自动调节补光装置的频率，实现与焊接设备的脉冲同频率的反向光补偿，再根据焊接时的弧光强度自动调节补光的亮度，以最大程度补偿强弱脉冲交替时产生的感光偏差，实现了焊接过程熔池观测画面的亮度均匀，强脉冲以及弱脉冲时焊接焊道背景都较为清晰，避免了屏闪和条纹问题。
上述焊接设备的控制装置包括处理器和存储器，上述第一获取单元、上述生成单元以及上述控制单元等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来解决现有技术中脉冲过渡形式的气保焊过程中，熔池观测画面有屏闪和条纹的问题。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述焊接设备的控制方法。
本发明实施例提供了一种处理器，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序运行时执行上述焊接设备的控制方法。
本发明实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现至少以下步骤：
步骤S101，获取上述焊接设备起弧后的脉冲电弧的第一弧光波形；
步骤S102，根据上述第一弧光波形，生成补光信息；
步骤S103，控制上述补光装置按照上述补光信息工作，以给上述熔池观测装置补光。
本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。
本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有至少如下方法步骤的程序：
步骤S101，获取上述焊接设备起弧后的脉冲电弧的第一弧光波形；
步骤S102，根据上述第一弧光波形，生成补光信息；
步骤S103，控制上述补光装置按照上述补光信息工作，以给上述熔池观测装置补光。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种焊接系统，包括焊接设备以及上述焊接设备的控制装置，上述焊接设备包括熔池观测装置以及补光装置；上述控制装置包括控制程序，上述控制程序用于执行任一种上述的方法。
上述的焊接系统，包括焊接设备以及上述焊接设备的控制装置，上述控制装置用于执行任一种上述的方法。相比现有技术中采用固定频率的光源对熔池观测装置进行补光，造成补光效果较差的问题，本申请的上述系统中，上述方法根据焊接设备的脉冲电弧的弧光波形，来生成对应的补光信息，可以补偿强弱脉冲电弧交替时产生的感光偏差，保证了补光后的熔池观测画面的亮度较为均匀，较好地缓解甚至消除了脉冲过渡形式的气保焊过程中，熔池观测画面有屏闪和条纹的问题，从而方便了工作人员的观测。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，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单元中，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单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：
1)、本申请上述的焊接设备的控制方法，先获取上述焊接设备起弧后的脉冲电弧的第一弧光波形；然后根据获取的上述第一弧光波形生成补光信息；最后控制上述补光装置按照上述补光信息工作。相比现有技术中采用固定频率的光源对熔池观测装置进行补光，造成补光效果较差的问题，本申请的上述方法根据焊接设备的脉冲电弧的弧光波形，来生成对应的补光信息，可以补偿强弱脉冲电弧交替时产生的感光偏差，保证了补光后的熔池观测画面的亮度较为均匀，较好地缓解甚至消除了脉冲过渡形式的气保焊过程中，熔池观测画面有屏闪和条纹的问题，从而方便了工作人员的观测。
2)、本申请上述的焊接设备的控制装置，通过上述第一获取单元获取上述焊接设备起弧后的脉冲电弧的第一弧光波形；通过上述生成单元根据获取的上述第一弧光波形生成补光信息；通过上述控制单元控制上述补光装置按照上述补光信息工作。相比现有技术中采用固定频率的光源对熔池观测装置进行补光，造成补光效果较差的问题，本申请的上述装置根据焊接设备的脉冲电弧的弧光波形，来生成对应的补光信息，可以补偿强弱脉冲电弧交替时产生的感光偏差，保证了补光后的熔池观测画面的亮度较为均匀，较好地缓解甚至消除了脉冲过渡形式的气保焊过程中，熔池观测画面有屏闪和条纹的问题，从而方便了工作人员的观测。
3)、本申请上述的焊接系统，包括焊接设备以及上述焊接设备的控制装置，上述控制装置用于执行任一种上述的方法。相比现有技术中采用固定频率的光源对熔池观测装置进行补光，造成补光效果较差的问题，本申请的上述系统中，上述方法根据焊接设备的脉冲电弧的弧光波形，来生成对应的补光信息，可以补偿强弱脉冲电弧交替时产生的感光偏差，保证了补光后的熔池观测画面的亮度较为均匀，较好地缓解甚至消除了脉冲过渡形式的气保焊过程中，熔池观测画面有屏闪和条纹的问题，从而方便了工作人员的观测。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种焊接设备的控制方法，其特征在于，所述焊接设备包括熔池观测装置以及补光装置，所述方法包括：
获取所述焊接设备起弧后的脉冲电弧的第一弧光波形；
根据所述第一弧光波形，生成补光信息；
控制所述补光装置按照所述补光信息工作，以给所述熔池观测装置补光，
获取所述焊接设备起弧后的脉冲电弧的第一弧光波形，包括：
在所述补光装置未处于工作模式的情况下，且在所述焊接设备起弧后，获取预定时长内连续多帧熔池图像，所述预定时长包括至少一个所述脉冲电弧的周期；
确定各所述熔池图像的平均亮度数据；
对各所述平均亮度数据进行滤波和拟合，得到所述第一弧光波形，
确定各所述熔池图像的平均亮度数据，包括：
确定各所述熔池图像中的熔池中心区域；
获取各所述熔池图像中除亮度最大区域以外的其他区域的平均亮度，得到对应的各所述平均亮度数据，所述亮度最大区域为包括所述熔池中心区域的亮度最大像素点的区域，
根据所述第一弧光波形，生成补光信息，包括：
根据所述第一弧光波形，生成补光波形，所述补光波形与所述第一弧光波形反相；
根据所述补光波形，确定多个补光强度以及各所述补光强度对应的补光时长，得到所述补光信息，
控制所述补光装置按照所述补光信息工作，以给所述熔池观测装置补光，包括：
实时获取所述脉冲电弧的电流值；
在检测到所述电流值跳变时，控制所述补光装置以对应的所述补光强度给所述熔池观测装置补光，并持续对应的所述补光时长。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在控制所述补光装置按照所述补光信息工作，以给所述熔池观测装置补光之后，所述方法还包括：
获取步骤，在所述补光装置处于工作模式的情况下，获取所述脉冲电弧的第二弧光波形；
确定步骤，确定所述第二弧光波形的第一偏差值以及第二偏差值是否小于或者等于预定值，所述第一偏差值为所述第二弧光波形的亮度最大值与所述第二弧光波形的亮度平均值的偏差，所述第二偏差值为所述第二弧光波形的亮度最小值与所述亮度平均值的偏差；
在所述第一偏差值以及所述第二偏差值中的至少一个大于所述预定值的情况下，调整所述补光信息，直到所述第一偏差值以及所述第二偏差值小于或者等于所述预定值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述第一偏差值以及所述第二偏差值中的至少一个大于所述预定值的情况下，调整所述补光信息，直到所述第一偏差值以及所述第二偏差值小于或者等于所述预定值，包括：
调整步骤，在所述第一偏差值以及所述第二偏差值中的至少一个大于所述预定值的情况下，调整所述补光信息；
重复步骤，重复所述获取步骤、所述确定步骤以及所述调整步骤至少一次，直到所述第一偏差值以及所述第二偏差值小于或者等于所述预定值。
4.一种焊接设备的控制装置，其特征在于，所述焊接设备包括熔池观测装置以及补光装置，所述装置包括：
第一获取单元，用于获取所述焊接设备起弧后的脉冲电弧的第一弧光波形；
生成单元，用于根据所述第一弧光波形，生成补光信息；
控制单元，用于控制所述补光装置按照所述补光信息工作，以给所述熔池观测装置补光，
所述第一获取单元包括：
第一获取模块，用于在所述补光装置未处于工作模式的情况下，且在所述焊接设备起弧后，获取预定时长内连续多帧熔池图像，所述预定时长包括至少一个所述脉冲电弧的周期；
第一确定模块，用于确定各所述熔池图像的平均亮度数据；
第一滤波模块，用于对各所述平均亮度数据进行滤波和拟合，得到所述第一弧光波形，
所述第一确定模块包括：
确定子模块，用于确定各所述熔池图像中的熔池中心区域；
第二获取子模块，用于获取各所述熔池图像中除亮度最大区域以外的其他区域的平均亮度，得到对应的各所述平均亮度数据，所述亮度最大区域为包括所述熔池中心区域的亮度最大像素点的区域，
所述生成单元包括：
第一生成模块，用于根据所述第一弧光波形，生成补光波形，所述补光波形与所述第一弧光波形反相；
第二确定模块，用于根据所述补光波形，确定多个补光强度以及各所述补光强度对应的补光时长，得到所述补光信息，
所述控制单元包括：
第二获取模块，用于实时获取所述脉冲电弧的电流值；
控制模块，用于在检测到所述电流值跳变时，控制所述补光装置以对应的所述补光强度给所述熔池观测装置补光，并持续对应的所述补光时长。
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行权利要求1至3中任意一项所述的方法。
6.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至3中任意一项所述的方法。
7.一种焊接系统，其特征在于，包括：
焊接设备，包括熔池观测装置以及补光装置；
所述焊接设备的控制装置，所述控制装置包括控制程序，所述控制程序用于执行权利要求1至3中任一项所述的方法。
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