CN114749849A - 焊接控制方法、装置和系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提出了一种焊接控制方法、装置和系统，涉及焊接控制技术领域。其中的焊接控制方法包括：获取焊接过程中待焊区域的坡口图像；根据所述待焊区域的坡口图像，确定理论焊缝轨迹；根据所述理论焊缝轨迹、以及所述焊接过程中当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。通过以上方法，能够实现焊接过程中焊接轨迹的自适应调节，进而能够提高焊接效率和焊接质量。

Description

焊接控制方法、装置和系统
技术领域
本公开涉及焊接控制技术领域，尤其涉及一种焊接控制方法、装置和系统。
背景技术
在机器人焊接作业场景中，通常需要用夹具将工件定位，然后通过机器人示教编程规划出焊接路径，再通过重复再现完成这一工件的焊接。这种机器人焊接方法，不仅调试时间比较长且需要专业的机器人调试人员，还需要一套复杂的夹具完成定位。同时，由于实际焊缝加工往往会较设计尺寸有微小变动，而且工件在焊接过程中也会产生热变形，这种设定固定路径的焊接方法也会影响焊接质量。
针对设定固定路径的焊接方法存在的不足，相关技术中，通过在焊接过程中检测实际的焊缝位置对焊接轨迹进行调整。相关技术中的焊接方法在效率与精度上都存在一定的不足。
发明内容
本公开提供了一种焊接控制方法、装置和系统。
根据本公开的一方面，提出一种焊接控制方法，包括：获取焊接过程中待焊区域的坡口图像；根据所述待焊区域的坡口图像，确定理论焊缝轨迹；根据所述理论焊缝轨迹、以及所述焊接过程中当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。
在一些实施例中，所述根据所述理论焊缝轨迹、以及所述焊接过程中当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹包括：确定所述理论焊缝轨迹与所述当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹之间的轨迹偏移量；根据所述轨迹偏移量、和所述当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定所述下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。
在一些实施例中，所述根据所述轨迹偏移量、和所述当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定所述下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹包括：在所述轨迹偏移量大于偏移量阈值的情况下，根据所述轨迹偏移量对所述当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹进行调整，并将调整后的焊缝轨迹作为所述下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹；在所述轨迹偏移量小于或等于所述偏移量阈值的情况下，将所述当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹作为所述下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。
在一些实施例中，还包括：根据多次焊缝轨迹调整结果对所述偏移量阈值进行更新。
在一些实施例中，根据多次焊缝轨迹调整结果对所述偏移量阈值进行更新包括：对最近两次的焊缝轨迹调整结果进行比较，以确定轨迹调整方向和轨迹调整程度的变化情况；根据轨迹调整方向和轨迹调整程度的变化情况，对所述偏移量阈值进行更新。
在一些实施例中，根据轨迹调整方向和调整程度的变化情况，对所述偏移量阈值进行更新包括：在所述轨迹调整方向发生改变的情况下，增大所述偏移量阈值；在所述轨迹调整方向未改变、且轨迹调整程度变大的情况下，减少所述偏移量阈值；在所述轨迹调整方向未改变、且轨迹调整程度变小的情况下，保持所述偏移量阈值不变。
在一些实施例中，所述根据所述待焊区域的坡口图像，确定理论焊缝轨迹包括：根据所述待焊区域的坡口图像，确定在与焊接方向垂直的方向上的两端坡口轮廓边缘点坐标；根据所述两端坡口轮廓边缘点坐标，确定理论焊缝轨迹点坐标。
在一些实施例中，还包括：根据所述下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定下一焊接阶段焊接执行结构的运动控制参数。
根据本公开的第二方面，提出一种焊接控制装置，包括：获取模块，被配置为获取焊接过程中待焊区域的坡口图像；第一确定模块，被配置为根据所述待焊区域的坡口图像，确定理论焊缝轨迹；第二确定模块，被配置为根据所述理论焊缝轨迹、以及所述焊接过程中当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。
在一些实施例中，所述第二确定模块被配置为：确定所述理论焊缝轨迹与所述当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹之间的轨迹偏移量；根据所述轨迹偏移量、和所述当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定所述下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。
在一些实施例中，所述第二确定模块被配置为：在所述轨迹偏移量大于偏移量阈值的情况下，根据所述轨迹偏移量对所述当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹进行调整，并将调整后的焊缝轨迹作为所述下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹；在所述轨迹偏移量小于或等于所述偏移量阈值的情况下，将所述当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹作为所述下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。
在一些实施例中，还包括：阈值更新模块，被配置为根据多次焊缝轨迹调整结果对所述偏移量阈值进行更新。
在一些实施例中，所述阈值更新模块被配置为：对最近两次的焊缝轨迹调整结果进行比较，以确定轨迹调整方向和轨迹调整程度的变化情况；根据轨迹调整方向和轨迹调整程度的变化情况，对所述偏移量阈值进行更新。
在一些实施例中，所述阈值更新模块被配置为：在所述轨迹调整方向发生改变的情况下，增大所述偏移量阈值；在所述轨迹调整方向未改变、且轨迹调整程度变大的情况下，减少所述偏移量阈值；在所述轨迹调整方向未改变、且轨迹调整程度变小的情况下，保持所述偏移量阈值不变。
在一些实施例中，所述第一确定模块被配置为：根据所述待焊区域的坡口图像，确定在与焊接方向垂直的方向上的两端坡口轮廓边缘点坐标；根据所述两端坡口轮廓边缘点坐标，确定理论焊缝轨迹点坐标。
在一些实施例中，还包括：第三确定模块，被配置为根据所述下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定下一焊接阶段焊接执行结构的运动控制参数；运动控制模块，被配置为根据所述运动控制参数控制所述焊接执行结构运动。
根据本公开的第三方面，提出了另一种焊接控制装置，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器的指令执行如上述的焊接控制方法。
根据本公开的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现上述的焊接控制方法。
根据本公开的第五方面，提出了一种焊接控制系统，包括：采集模块，被配置为采集焊接过程中待焊区域的坡口图像；如上所述的焊接控制装置。
在一些实施例中，所述采集模块包括：多个视觉传感器，被配置为通过连接组件与焊接执行结构相连，并随所述焊接执行结构一同运动。
与相关技术相比，本公开实施例中，通过在焊接过程中周期性地获取待焊区域的坡口图像，基于待焊区域的坡口图像对焊接所依据的预设焊接轨迹进行自适应调节，能够大幅提高焊接效率与焊接质量。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：
图1为根据本公开一些实施例的焊接控制方法的流程示意图；
图2为根据本公开一些实施例的确定理论焊缝轨迹的流程示意图；
图3为根据本公开一些实施例的确定理论焊缝轨迹的原理示意图；
图4为根据本公开一些实施例的确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹的流程示意图；
图5为根据本公开另一些实施例的焊接控制方法的流程示意图；
图6为根据本公开一些实施例的焊接控制装置的结构示意图；
图7为根据本公开一些实施例的焊接控制系统的结构示意图；
图8为根据本公开另一些实施例的焊接控制系统的结构示意图；
图9为根据本公开另一些实施例的焊接控制装置的结构示意图；
图10为根据本公开一些实施例的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
相关技术中，过在焊接过程中检测实际的焊缝位置对焊接轨迹进行调整。由于焊接过程较为复杂，会出现强烈的辐射、弧光、烟尘、飞溅等干扰，使得在焊接过程中实现焊缝位置的精确检测相当困难，进而影响了焊接精度。此外，在发现实际焊缝位置偏移后，再对焊缝轨迹进行调整，使得轨迹调整滞后，进一步影响了焊接效率和焊接精度。
针对相关技术中存在的不足，本公开实施例提供了一种焊接控制方法、装置和系统，能够及时对预设焊接轨迹进行自适应调节，提高了焊接效率和焊接质量。
图1为根据本公开一些实施例的焊接控制方法的流程示意图。如图1所示，本公开实施例的焊接控制方法包括：
步骤S110：获取焊接过程中待焊区域的坡口图像。
坡口，是指焊件的待焊部位经加工形成的具有一定几何形状的沟槽。坡口主要为了焊接工件，保证焊接度。
在一些实施例中，基于多个视觉传感器采集焊接过程中待焊区域的坡口图像，并将采集的坡口图像发送至焊接控制装置。例如，沿着焊接方向设置两个视觉传感器，在焊接过程中的不同时刻多次采集待焊区域不同位置处的坡口图像。
在一些实施例中，多个视觉传感器包括两个工业CCD相机。例如，采用分辨率大于或等于800*800、且视场范围大于或等于100mm*100mm视场范围内的工业电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)相机。在一些实施例中，工业CCD相机的镜头前配有滤光镜片，以防止焊接过程中弧光干扰。
在一些实施例中，多个视觉传感器包括两个结构光视觉传感器。通过采用结构光视觉传感器采集坡口图像，有助于降低焊接成本。
步骤S120：根据待焊区域的坡口图像，确定理论焊缝轨迹。
在一些实施例中，对待焊区域的坡口图像进行二值化处理，根据二值化处理后的坡口图像提取坡口特征数据，根据坡口特征数据确定理论焊缝轨迹。
在另一些实施例中，基于图2所示流程确定理论焊接轨迹。
在本公开实施例中，由于针对待焊区域坡口图像进行识别的识别难度远远小于相关技术中针对已焊区域焊缝图像的识别难度，因此，本公开实施例中，不仅基于坡口图像预测理论焊缝轨迹的精准度远远高于相关技术，而且所需工作量也远远小于相关技术。
步骤S130：根据理论焊缝轨迹、以及焊接过程中当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。
其中，预设焊缝轨迹，又可称为预设焊接路径或者预设焊接轨迹，焊接执行结构根据该预设焊缝轨迹进行焊接操作。
在一些实施例中，焊接控制装置从数据库或者缓存中获取焊接过程中当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，然后根据步骤S120得到的理论焊缝轨迹、和当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。
在一些实施例中，焊接控制装置基于图3所示流程确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。
通过迭代执行步骤S110至步骤S130，即可实现焊接过程中预设焊缝轨迹的自适应调节。
在一些实施例中，焊接控制方法还包括：根据下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定下一焊接阶段焊接执行结构的运动控制参数。
在本公开实施例中，通过以上步骤能够对预设焊缝轨迹进行精准、高效地自适应调节，大幅提高了焊接效率与焊接质量。
图2为根据本公开一些实施例的确定理论焊缝轨迹的流程示意图。如图2所示，本公开实施例的确定理论焊缝轨迹的流程包括：
步骤S121：根据待焊区域的坡口图像，确定在与焊接方向垂直的方向上的两端坡口轮廓边缘点坐标。
在一些实施例中，基于轮廓识别算法对坡口图像进行坡口轮廓识别，以得到坡口轮廓的坐标数据；在这些坡口轮廓的坐标数据中，提取与焊接方向垂直的方向上的两端坡口轮廓的边缘点坐标。
例如，如图3所示，在焊接方向上存在检测位置1、检测位置2、检测位置3和检测位置4，通过步骤S121确定检测位置1在垂直于焊接方向的边缘点坐标(x1_l,y1_l)和(x1_r,y1_r)、检测位置2在垂直于焊接方向的边缘点坐标(x2_l,y2_l)和(x2_r,y2_r)、检测位置3在垂直于焊接方向的边缘点坐标(x3_l,y3_l)和(x3_r,y3_r)、检测位置4在垂直于焊接方向的边缘点坐标(x4_l,y4_l)和(x4_r,y4_r)。
步骤S122：根据两端坡口轮廓边缘点坐标，确定理论焊缝轨迹点坐标。
在一些实施例中，根据两端坡口轮廓边缘点坐标确定坡口中心点坐标，并将该坡口中心点坐标作为理论焊缝轨迹点坐标。
例如，对于图3中的检测位置1来说，根据轮廓边缘点坐标(x1_l,y1_l)和(x1_r,y1_r)确定坡口中心点坐标为
Figure BDA0003674263590000081
并将该坡口中心点坐标作为理论焊缝轨迹点坐标。以此类推，可得到多个理论焊缝轨迹点坐标，进而得到理论焊缝轨迹。
在另一些实施例中，根据两端坡口轮廓边缘点坐标确定坡口中心点坐标，根据坡口中心点坐标和预设的修正值确定理论焊缝轨迹点坐标。
例如，对于图3中的检测位置1来说，根据轮廓边缘点坐标(x1_l,y1_l)和(x1_r,y1_r)确定坡口中心点坐标为
Figure BDA0003674263590000082
将该坡口中心点坐标与预设的修改值相加，从而得到理论焊缝轨迹点坐标。以此类推，可得到多个理论焊缝轨迹点坐标，进而得到理论焊缝轨迹。
在本公开实施例中，通过在焊接过程中迭代执行以上步骤，能够及时、精准地预测理论焊缝轨迹，便于后续根据理论焊缝轨迹对预设焊缝轨迹做出及时、精准地调整。
图4为根据本公开一些实施例的确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹的流程示意图。如图4所示，本公开实施例的确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹包括：
步骤S131：确定理论焊缝轨迹与当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹之间的轨迹偏移量。
在一些实施例中，从数据库或缓存中获取当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，将理论焊缝轨迹与当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹的坐标相对比，计算轨迹偏移量。
例如，对于图3示出的检测位置1，计算该位置对应的理论焊缝轨迹点坐标与预设焊缝轨迹点坐标之间的距离d1，对于图3示出的检测位置2、3、4，分别计算各个位置对应的理论焊缝轨迹点坐标与预设焊缝轨迹点坐标之间的距离d2、d3、d4。接下来，将各个检测位置对应的距离作为理论焊缝轨迹与当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹之间的轨迹偏移量，后续针对各个检测位置逐一确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹点坐标。
例如，将各个检测位置对应的距离的平均值作为理论焊缝轨迹与当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹之间的轨迹偏移量，后续根据该轨迹偏移量确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。
步骤S132：根据轨迹偏移量、和当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。
在一些实施例中，在轨迹偏移量大于偏移量阈值的情况下，根据轨迹偏移量对当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹进行调整，并将调整后的焊缝轨迹作为下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹；在轨迹偏移量小于或等于偏移量阈值的情况下，将当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹作为下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。
例如，在采用针对各个检测位置逐一确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹点坐标的方式下，假设检测位置1对应的轨迹偏移量为2mm、且偏移方向为向左偏移，偏移量阈值为1mm，检测位置1对应的轨迹偏移量大于偏移量阈值。在这种情况下，将当前阶段检测位置1对应的预设焊缝轨迹点坐标向左平移2mm，并将平移调整后的焊缝轨迹点坐标作为下一焊接阶段检测位置1的预设焊缝轨迹点坐标；假设检测位置2对应的轨迹偏移量为0.05mm、且偏移方向为向左偏移，偏移量阈值为1mm，检测位置2对应的轨迹偏移量小于偏移量阈值。在这种情况下，保持当前阶段检测位置2对应的预设焊缝轨迹点坐标不变，换言之，将当前焊接阶段检测位置2对应的预设焊缝轨迹点坐标作为下一焊接阶段检测位置2对应的预设焊缝轨迹点坐标。以此类推，可得到下一焊接阶段各个检测位置对应的预设焊缝轨迹点坐标。
例如，在采用将各个检测位置对应的距离的平均值作为轨迹偏移量的方式下，假设轨迹偏移量为2mm，且偏移方向为向左偏移，偏移量阈值为1mm，轨迹偏移量大于偏移量阈值。在这种情况下，将当前阶段预设焊缝轨迹点坐标向左平移2mm，并将平移调整后的焊缝轨迹作为下一焊接阶段的预设焊缝轨迹。
在本公开实施例中，通过以上步骤能够实现对焊接所依据的预设焊缝轨迹的自适应调节，大幅提高了焊接效率和焊接质量。
图5为根据本公开另一些实施例的焊接控制方法的流程示意图。如图5所示，本公开实施例的焊接控制方法包括：
步骤S510：焊接控制系统启动与调节。
在一些实施例中，步骤S510包括：步骤A至步骤C。
步骤A、启动焊接控制系统，检查焊接控制系统的各模块以确保其能正常工作。例如，对焊接控制系统所包含的采集模块、焊接控制装置进行检查，以确保所有模块能正常工作。
步骤B、调整采集模块，使其拍摄位置位于焊接轨迹前方中心区域。
步骤C、根据焊接作业任务，输入并保存预设焊缝轨迹的数值坐标。
步骤S520：采集模块采集焊接过程中待焊区域的坡口图像。
在一些实施例中，采集模块包括至少两个工业CCD相机。例如，采用分辨率大于或等于800*800、且视场范围大于或等于100mm*100mm视场范围内的两个工业电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)相机，并且，这两个工业CCD相机的镜头前配有滤光镜片，以防止焊接过程中弧光干扰。
在一些实施例中，这两个工业CCD相机通过连接组件与焊接执行结构(比如激光头)相连，并且随焊接执行结构一同运动，以便于更好地采集焊接过程中不同时刻的待焊区域的坡口图像。
步骤S530：焊接控制装置根据待焊区域的坡口图像确定理论焊缝轨迹。
在一些实施例中，焊接控制装置在接收到采集模块采集的待焊区域的坡口图像后，根据图2所示流程确定理论焊缝轨迹。
在一些实施例中，焊接控制装置基于轮廓识别算法识别坡口轮廓，以得到坡口轮廓信息，根据坡口轮廓信息与预先设置的理论焊缝轨迹预测模型确定理论焊缝轨迹数值坐标。
步骤S540：焊接控制装置确定理论焊缝轨迹与预设焊缝轨迹的轨迹偏移量。
在一些实施例中，焊接控制装置从数据库或缓存中获取当前焊接所依据的预设焊缝轨迹，计算在焊接方向上不同检测位置处的理论焊缝轨迹坐标点与预设焊缝轨迹坐标点之间的距离，并将该距离作为该检测位置对应的理论焊缝轨迹与预设焊缝轨迹的轨迹偏移量。后续针对各个检测位置的轨迹偏移量逐一确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹点坐标。
在一些实施例中，将各个检测位置对应的距离的平均值作为理论焊缝轨迹与当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹之间的轨迹偏移量，后续根据该轨迹偏移量确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。
步骤S550：判断轨迹偏移量是否大于偏移量阈值。
在一些实施例中，采用针对各个检测位置逐一确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹点坐标的方式。在这种方式下，针对各个检测位置逐一判断轨迹偏移量是否大于偏移量阈值。在某一检测位置对应的轨迹偏移量大于偏移量阈值的情况下，执行步骤S560；在某一位置对应的轨迹偏移量小于或等于偏移量阈值的情况下，保持该检测位置对应的预设轨迹点不变。在针对各个检测位置逐一确定预设轨迹点之后，执行步骤S570。
在一些实施例中，采用将各个检测位置对应的距离的平均值作为轨迹偏移量的方式。在这种方式下，只需判断两条轨迹整体上的轨迹偏移量是否大于偏移量阈值，无需针对各个检测点位置进行逐一判断。在轨迹偏移量大于偏移量阈值的情况下，执行步骤S560；在轨迹偏移量阈值小于或等于偏移量阈值的情况下，保持预设轨迹不变，并执行步骤S570。
步骤S560：焊接控制装置根据轨迹偏移量对预设焊缝轨迹进行更新。
例如，在采用针对各个检测位置逐一确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹点坐标的方式下，假设检测位置1对应的轨迹偏移量为2mm、且偏移方向为向左偏移，偏移量阈值为1mm，检测位置1对应的轨迹偏移量大于偏移量阈值。在这种情况下，将当前阶段检测位置1对应的预设焊缝轨迹点向左平移2mm，并将平移调整后的焊缝轨迹点坐标作为下一焊接阶段检测位置1的预设焊缝轨迹点坐标；假设检测位置2对应的轨迹偏移量为0.05mm、且偏移方向为向左偏移，偏移量阈值为1mm，检测位置2对应的轨迹偏移量小于偏移量阈值。在这种情况下，保持当前阶段检测位置2对应的预设焊缝轨迹点不变，换言之，将当前焊接阶段检测位置2对应的预设焊缝轨迹点坐标作为下一焊接阶段检测位置2对应的预设焊缝轨迹点坐标。在根据各个检测位置对应的轨迹偏移量对预设焊缝轨迹点进行更新后，执行步骤S570。
步骤S570：焊接执行结构根据预设焊缝轨迹进行焊接。
在一些实施例中，在通过步骤S550判断出轨迹偏移量大于偏移量阈值，且通过步骤S560确定更新后的预设焊缝轨迹以后，更新焊接执行结构的运动控制参数，并根据更新后的运动控制参数继续进行焊接；在通过步骤S550判断出轨迹偏移量小于或等于偏移量阈值的情况下，保持预设焊缝轨迹保持不变，保持焊接执行结构的运动控制参数不变，根据运动控制参数继续进行焊接。
在一些实施例中，焊接控制方法还包括：根据多次焊缝轨迹调整结果对偏移量阈值进行更新。通过根据多次焊缝轨迹调整结果对偏移量阈值进行更新，能够使设置的偏移量阈值更为合理，提高焊缝轨迹调节的可靠性。
在一些实施例中，根据多次焊缝轨迹调整结果对偏移量阈值进行更新包括：对最近两次的焊缝轨迹调整结果进行比较，以确定轨迹调整方向和轨迹调整程度的变化情况；根据轨迹调整方向和轨迹调整程度的变化情况，对偏移量阈值进行更新。
在一些实施例中，最近两次的焊缝轨迹调整结果包括焊缝轨迹调整量和焊缝轨迹调整方向。在这些实施例中，对最近两次的焊缝轨迹调整结果进行比较。在轨迹调整方向发生改变的情况下，增大偏移量阈值；在轨迹调整方向未改变、且轨迹调整程度变大的情况下，减少偏移量阈值；在轨迹调整方向未改变、且轨迹调整程度变小的情况下，保持偏移量阈值不变。示例性地，在每次针对偏移量阈值进行调节时，将偏移量阈值的调节步长设为初始偏移量阈值的十分之一。在本公开实施例中，通过基于最近两次的焊缝轨迹调整程度、以及焊缝轨迹调整方向的变化情况对偏移量阈值进行调整，能够使偏移量阈值的设置更为合理，进而提高轨迹自适应调整的可靠性。
步骤S580：判断焊接是否完成。
在焊接完成的情况下，执行步骤S590；在焊接未完成的情况下，重复执行步骤S520至步骤S570，直至焊接完成。
步骤S590：结束。
在一些实施例中，本公开实施例的焊接控制方法采用Labview与Python混合编程的方法实现，以充分利用Labview软件界面友好与Python编程能力强的技术优势。
在本公开实施例中，通过以上步骤实现了对焊接所依据的预设焊缝轨迹的自适应调节。与相关技术相比，轨迹调整过程更加简单、高效、准确，大幅提高了焊接效率和焊接质量。
图6为根据本公开一些实施例的焊接控制装置的结构示意图。如图6所示，本公开实施例的焊接控制装置600包括：获取模块610、第一确定模块620、第二确定模块630。
获取模块610，被配置为获取焊接过程中待焊区域的坡口图像。
坡口，是指焊件的待焊部位经加工形成的具有一定几何形状的沟槽。坡口主要为了焊接工件，保证焊接度。
在一些实施例中，基于多个视觉传感器采集焊接过程中待焊区域的坡口图像，并将采集的坡口图像发送至焊接控制装置。例如，沿着焊接方向设置两个视觉传感器，在焊接过程中的不同时刻多次采集待焊区域不同位置处的坡口图像。
在一些实施例中，多个视觉传感器包括两个工业CCD相机。例如，采用分辨率大于或等于800*800、且视场范围大于或等于100mm*100mm视场范围内的工业电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)相机。在一些实施例中，工业CCD相机的镜头前配有滤光镜片，以防止焊接过程中弧光干扰。
在一些实施例中，多个视觉传感器包括两个结构光视觉传感器。通过采用结构光视觉传感器采集坡口图像，有助于降低焊接成本。
第一确定模块620，被配置为根据待焊区域的坡口图像，确定理论焊缝轨迹。
在一些实施例中，第一确定模块620根据如下方式确定理论焊缝轨迹：第一确定模块620确定理论焊缝轨迹与当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹之间的轨迹偏移量；第一确定模块620根据轨迹偏移量、和当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。
第二确定模块630，被配置为根据理论焊缝轨迹、以及焊接过程中当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。
在一些实施例中，第二确定模块630根据如下方式确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹：第二确定模块630在轨迹偏移量大于偏移量阈值的情况下，根据轨迹偏移量对当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹进行调整，并将调整后的焊缝轨迹作为下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹；第二确定模块630在轨迹偏移量小于或等于偏移量阈值的情况下，将当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹作为下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。
在一些实施例中，焊接控制装置600还包括：阈值更新模块，被配置为根据多次焊缝轨迹调整结果对所述偏移量阈值进行更新。通过设置阈值更新模块，能够使设置的偏移量阈值更为合理，提高焊缝轨迹调节的可靠性。
在一些实施例中，阈值更新模块根据多次焊缝轨迹调整结果对偏移量阈值进行更新包括：阈值更新模块对最近两次的焊缝轨迹调整结果进行比较，以确定轨迹调整方向和轨迹调整程度的变化情况；阈值更新模块根据轨迹调整方向和轨迹调整程度的变化情况，对偏移量阈值进行更新。
在一些实施例中，最近两次的焊缝轨迹调整结果包括焊缝轨迹调整量和焊缝轨迹调整方向。在这些实施例中，阈值更新模块对最近两次的焊缝轨迹调整结果进行比较。在轨迹调整方向发生改变的情况下，增大偏移量阈值；在轨迹调整方向未改变、且轨迹调整程度变大的情况下，减少偏移量阈值；在轨迹调整方向未改变、且轨迹调整程度变小的情况下，保持偏移量阈值不变。示例性地，在每次针对偏移量阈值进行调节时，将偏移量阈值的调节步长设为初始偏移量阈值的十分之一。在本公开实施例中，通过基于最近两次的焊缝轨迹调整程度、以及焊缝轨迹调整方向的变化情况对偏移量阈值进行调整，能够使偏移量阈值的设置、调整更为合理，进而提高轨迹自适应调整的可靠性。
在本公开实施例中，通过以上装置能够对预设焊缝轨迹进行精准、高效地自适应调节，大幅提高了焊接效率与焊接质量。
图7为根据本公开一些实施例的焊接控制系统的结构示意图。如图7所示，本公开实施例的焊接控制系统700包括：采集模块710、焊接控制装置720。
采集模块710，被配置为采集焊接过程中待焊区域的坡口图像。
在一些实施例中，采集模块包括至少两个工业CCD相机。例如，采用分辨率大于或等于800*800、且视场范围大于或等于100mm*100mm视场范围内的两个工业电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)相机，并且，这两个工业CCD相机的镜头前配有滤光镜片，以防止焊接过程中弧光干扰。通过设置多个工业CCD相机对坡口图像进行采集，有助于提高坡口识别的精准性，进而提高预设焊缝轨迹调整的精准性。
在一些实施例中，这两个工业CCD相机通过连接组件与焊接执行结构(比如激光头)相连，并且随焊接执行结构一同运动，以便于更好地采集焊接过程中不同时刻的待焊区域的坡口图像。
焊接控制装置720，被配置为在接收到采集模块710采集的焊接过程中待焊区域的坡口图像后，根据待焊区域的坡口图像，确定理论焊缝轨迹；根据理论焊缝轨迹、以及焊接过程中当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。
在本公开实施例中，通过以上焊接控制系统，能够对预设焊缝轨迹进行精准、高效地自适应调节，大幅提高了焊接效率与焊接质量。
图8为根据本公开另一些实施例的焊接控制系统的结构示意图。如图8所示，本公开实施例的焊接控制系统包括：采集模块810、计算机820、焊接执行结构830、待焊板840。
采集模块810，包括视觉传感器811、调节架812、数据采集卡813。
视觉传感器811，固定安装在调节架812上，用于采集焊接方向上不同位置处的坡口图像，并通过数据采集卡813将采集的坡口图像上传至计算机820。
在一些实施例中，视觉传感器811包括两个工业CCD相机。这两个工业CCD相机固定安装在调节架812上，且通过调节架812与焊接执行结构830相连，并能随焊接执行结构830一同运动。示例性地，采用分辨率大于或等于800*800、且视场范围大于或等于100mm*100mm视场范围内的两个工业CCD相机，并且，这两个工业CCD相机的镜头前配有滤光镜片，以防止焊接过程中弧光干扰。
计算机820包括焊接控制装置，被配置为根据视觉传感器811采集的坡口图像对预设焊缝轨迹进行自适应调整，并根据自适应调整后的预设焊缝轨迹控制焊接执行结构830进行焊接作业。焊接执行结构830，比如激光头，被配置为根据预设焊缝轨迹对待焊板840进行焊接作业。
在本公开实施例中，通过以上焊接控制系统，能够对预设焊缝轨迹进行精准、高效地自适应调节，大幅提高了焊接效率与焊接质量。
图9为根据本公开另一些实施例的焊接控制装置的结构示意图。
如图9所示，焊接控制装置900包括存储器910；以及耦接至该存储器910的处理器920。存储器910用于存储执行焊接控制方法对应实施例的指令。处理器920被配置为基于存储在存储器910中的指令，执行本公开中任意一些实施例中的焊接控制方法。
图10为根据本公开一些实施例的计算机系统的结构示意图。
如图10所示，计算机系统1000可以通用计算设备的形式表现。计算机系统1000包括存储器1010、处理器1020和连接不同系统组件的总线1030。
存储器1010例如可以包括系统存储器、非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)以及其他程序等。系统存储器可以包括易失性存储介质，例如随机存取存储器(RAM)和/或高速缓存存储器。非易失性存储介质例如存储有执行焊接控制方法中的至少一种的对应实施例的指令。非易失性存储介质包括但不限于磁盘存储器、光学存储器、闪存等。
处理器1020可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、应用专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑设备、分立门或晶体管等分立硬件组件方式来实现。相应地，诸如获取模块、第一确定模块、第二确定模块的每个模块，可以通过中央处理器(CPU)运行存储器中执行相应步骤的指令来实现，也可以通过执行相应步骤的专用电路来实现。
总线1030可以使用多种总线结构中的任意总线结构。例如，总线结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线、微通道体系结构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线。
计算机系统1000还可以包括输入输出接口1040、网络接口1050、存储接口1060等。这些接口1040、1050、1060以及存储器1010和处理器1020之间可以通过总线1030连接。输入输出接口1040可以为显示器、鼠标、键盘等输入输出设备提供连接接口。网络接口1050为各种联网设备提供连接接口。存储接口1060为软盘、U盘、SD卡等外部存储设备提供连接接口。
这里，参照根据本公开实施例的方法、装置和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个框以及各框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可提供到通用计算机、专用计算机或其他可编程装置的处理器，以产生一个机器，使得通过处理器执行指令产生实现在流程图和/或框图中一个或多个框中指定的功能的装置。
这些计算机可读程序指令也可存储在计算机可读存储器中，这些指令使得计算机以特定方式工作，从而产生一个制造品，包括实现在流程图和/或框图中一个或多个框中指定的功能的指令。
本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。
通过上述实施例中的焊接控制方法和装置，能够大幅提高焊接效率与焊接质量。
至此，已经详细描述了根据本公开的焊接控制复方法和装置。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

Claims (20)

1.一种焊接控制方法，包括：
获取焊接过程中待焊区域的坡口图像；
根据所述待焊区域的坡口图像，确定理论焊缝轨迹；
根据所述理论焊缝轨迹、以及所述焊接过程中当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。
2.根据权利要求1所述的焊接控制方法，其中，所述根据所述理论焊缝轨迹、以及所述焊接过程中当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹包括：
确定所述理论焊缝轨迹与所述当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹之间的轨迹偏移量；
根据所述轨迹偏移量、和所述当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定所述下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。
3.根据权利要求2所述的焊接控制方法，其中，所述根据所述轨迹偏移量、和所述当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定所述下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹包括：
在所述轨迹偏移量大于偏移量阈值的情况下，根据所述轨迹偏移量对所述当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹进行调整，并将调整后的焊缝轨迹作为所述下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹；
在所述轨迹偏移量小于或等于所述偏移量阈值的情况下，将所述当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹作为所述下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。
4.根据权利要求3所述的焊接控制方法，还包括：
根据多次焊缝轨迹调整结果对所述偏移量阈值进行更新。
5.根据权利要求4所述的焊接控制方法，根据多次焊缝轨迹调整结果对所述偏移量阈值进行更新包括：
对最近两次的焊缝轨迹调整结果进行比较，以确定轨迹调整方向和轨迹调整程度的变化情况；
根据轨迹调整方向和轨迹调整程度的变化情况，对所述偏移量阈值进行更新。
6.根据权利要求5所述的焊接控制方法，其中，根据轨迹调整方向和调整程度的变化情况，对所述偏移量阈值进行更新包括：
在所述轨迹调整方向发生改变的情况下，增大所述偏移量阈值；
在所述轨迹调整方向未改变、且轨迹调整程度变大的情况下，减少所述偏移量阈值；
在所述轨迹调整方向未改变、且轨迹调整程度变小的情况下，保持所述偏移量阈值不变。
7.根据权利要求1所述的焊接控制方法，所述根据所述待焊区域的坡口图像，确定理论焊缝轨迹包括：
根据所述待焊区域的坡口图像，确定在与焊接方向垂直的方向上的两端坡口轮廓边缘点坐标；
根据所述两端坡口轮廓边缘点坐标，确定理论焊缝轨迹点坐标。
8.根据权利要求1所述的焊接控制方法，还包括：
根据所述下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定下一焊接阶段焊接执行结构的运动控制参数。
9.一种焊接控制装置，包括：
获取模块，被配置为获取焊接过程中待焊区域的坡口图像；
第一确定模块，被配置为根据所述待焊区域的坡口图像，确定理论焊缝轨迹；
第二确定模块，被配置为根据所述理论焊缝轨迹、以及所述焊接过程中当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。
10.根据权利要求9所述的焊接控制装置，其中，所述第二确定模块被配置为：
确定所述理论焊缝轨迹与所述当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹之间的轨迹偏移量；
根据所述轨迹偏移量、和所述当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定所述下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。
11.根据权利要求10所述的焊接控制装置，其中，所述第二确定模块被配置为：
在所述轨迹偏移量大于偏移量阈值的情况下，根据所述轨迹偏移量对所述当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹进行调整，并将调整后的焊缝轨迹作为所述下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹；
在所述轨迹偏移量小于或等于所述偏移量阈值的情况下，将所述当前焊接阶段对应的预设焊缝轨迹作为所述下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹。
12.根据权利要求11所述的焊接控制装置，还包括：
阈值更新模块，被配置为根据多次焊缝轨迹调整结果对所述偏移量阈值进行更新。
13.根据权利要求12所述的焊接控制装置，其中，所述阈值更新模块被配置为：
对最近两次的焊缝轨迹调整结果进行比较，以确定轨迹调整方向和轨迹调整程度的变化情况；
根据轨迹调整方向和轨迹调整程度的变化情况，对所述偏移量阈值进行更新。
14.根据权利要求13所述的焊接控制装置，其中，所述阈值更新模块被配置为：
在所述轨迹调整方向发生改变的情况下，增大所述偏移量阈值；
在所述轨迹调整方向未改变、且轨迹调整程度变大的情况下，减少所述偏移量阈值；
在所述轨迹调整方向未改变、且轨迹调整程度变小的情况下，保持所述偏移量阈值不变。
15.根据权利要求9所述的焊接控制装置，所述第一确定模块被配置为：
根据所述待焊区域的坡口图像，确定在与焊接方向垂直的方向上的两端坡口轮廓边缘点坐标；
根据所述两端坡口轮廓边缘点坐标，确定理论焊缝轨迹点坐标。
16.根据权利要求9所述的焊接控制装置，还包括：
第三确定模块，被配置为根据所述下一焊接阶段对应的预设焊缝轨迹，确定下一焊接阶段焊接执行结构的运动控制参数；
运动控制模块，被配置为根据所述运动控制参数控制所述焊接执行结构运动。
17.一种焊接控制装置，包括：
存储器；以及
耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器的指令执行如权利要求1至8任一项所述的焊接控制方法。
18.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述的焊接控制方法。
19.一种焊接控制系统，包括：
采集模块，被配置为采集焊接过程中待焊区域的坡口图像；
如权利要求9至17任一所述的焊接控制装置。
20.根据权利要求19所述的焊接控制装置，其中，所述采集模块包括：
多个视觉传感器，被配置为通过连接组件与焊接执行结构相连，并随所述焊接执行结构一同运动。
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