CN114782378A - 一种各类构件焊接工艺用机器人智能焊接数据库的构建方法 - Google Patents

一种各类构件焊接工艺用机器人智能焊接数据库的构建方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种各类构件焊接工艺用机器人智能焊接数据库的构建方法，本发明提供如下技术方案：一种各类构件焊接工艺用机器人智能焊接数据库的构建方法，其特征在于，包括的步骤如下，准备以下材料，待焊接工件50件，焊接机器人6台，激光传感器8台，图像传感器8台，焊条70～200根，首先将工件传送至焊接区域，激光传感器系统，通过图像传感器对工件的焊缝信息进行采集，同时激光传感器可以对焊缝的信息进行跟踪。本发明通过安装有激光传感器系统对数字信息进行采集，图像传感器对工件的焊缝信息进行采集，同时激光传感器可以对焊缝的信息进行跟踪，并调整图像传感器的位置对焊缝的位置跟踪采集，达到减少信息误差的目的。

Description

一种各类构件焊接工艺用机器人智能焊接数据库的构建方法
技术领域
本发明涉及数据库的构建方法技术领域，具体为一种各类构件焊接工艺用机器人智能焊接数据库的构建方法。
背景技术
数据库，也叫作数据管理系统，是将处理的数据按照一定的方式储存在一起，根据不同的焊接工艺适配参数和焊工经验建立焊接工艺知识模型，形成机器人智能焊接数据库和工艺包，以指导操作人员根据工艺需求选择合适的工艺参数，焊接机器人在工作时，根据采集的焊缝信息使指令库中的相应指令，自动生成完整的机器人运动控制指令和作业执行指令，实现机器人快速路径规划、示教和作业执行，但是现有的图像传感器对工艺数据进行采集时，并不难能调整自身的位置对物体的不同方位进行信息采集，容易出现信息采集错误的现象。
现有的存在的数据库的构建方法缺陷是：
1、专利文件CN113172363A公开了焊接工艺信息处理系统，“包括：焊接工艺设计模块、焊接工艺评定模块以及数据库模块；所述焊接工艺设计模块用于根据焊接项目的焊接工艺条件信息，确定焊接工艺数据；所述焊接工艺评定模块用于对根据所述焊接工艺数据制造的焊接件进行焊接工艺评定；所述数据库模块用于存储数据。本发明提供的焊接工艺信息处理系统，通过将焊接工艺设计和焊接工艺评定有效地结合起来，可基于已有的焊接数据实现焊接工艺数据的智能化推荐，并能够验证焊接工艺数据的有效性，有助于提升焊接的效率与质量”；
2、专利文件CN113369753A公开了基于有限元分析的焊接参数确定方法及焊接方法，“包括以下步骤：基于有限元分析方法模拟焊接过程，形成样本数据；建立BP网络模型，并基于样本数据对BP网络模型训练；结合GA遗传算法，寻找使融合尺寸最大的参数最优搭配，并形成云端数据库；识别待焊接位置的焊件特性，匹配云端数据库中焊接参数，完成焊接参数的确认。本发明提供一种基于有限元分析的焊接参数确定方法及焊接方法，基于有限元分析建立BP网络模型，并通过焊接特性识别确定焊接参数完成焊接，能实现焊接参数的智能匹配从而提高焊接质量，提高生产效率”；
3、专利文件CN108971807A公开了一种现场焊接施工工艺智能管理控制方法及管理系统，“先由工艺工程师根据生产工单的任务要求以及资源数据库的资料进行现场焊接施工工艺操作规程编写，并提交审核；在审核通过后工艺工程师编写工艺卡片，并将工艺数据导入现场焊接施工工艺智能管理系统，形成作业指导书；现场焊接施工操作人员登录现场焊接施工工艺智能管理系统，根据生产工单调取现场焊接施工工艺，再根据作业指导书选取焊接设备，并按照作业指导书指定的作业步骤实施焊接，在焊接的同时，通过焊接数据采集装置采集现场焊接施工的数据，并将速采集的数据上传至现场焊接施工工艺智能管理系统，由监督审核人员根据上传数据实时监督焊接质量，实现现场焊接施工智能管理控制”
综上所述现有智能焊接数据库的构建方法在对数字信息进行采集时，并不难能在不同方位对物体信息进行采集，容易出现误差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种各类构件焊接工艺用机器人智能焊接数据库的构建方法，以解决上述背景技术中提出的不能在不同方位对物体进行信息采集的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种各类构件焊接工艺用机器人智能焊接数据库的构建方法，其特征在于，包括的步骤如下：
准备以下材料，待焊接工件50件，焊接机器人6台，激光传感器8台，图像传感器8台，焊条70～200根；
首先将工件传送至焊接区域，激光传感器系统，通过图像传感器对工件的焊缝信息进行采集，同时激光传感器可以对焊缝的信息进行跟踪，并调整图像传感器的位置对焊缝的基本跟踪采集；
将图像传感器采集的焊缝图像信息转换为数字信息，并通过DSP芯片对数字信息处理，DSP芯片对采集的基本信息进行分析识别并传送给上机位；
上机位计算焊缝起始、终点位置并对坐标位置确定，同时通过采集的信息对焊缝信息进行分析并上传建立数据库；
通过上位机将关键点位空间位置坐标处理为机器人示教信息，同时通过建立的数据库指令引导机器人焊枪末端运动到待焊位置进行焊接，使焊接机器人具备待焊工件空间位置自适应能力，实现焊接机器人机器视觉智能焊缝寻位。
优选的，所述激光传感系统包括图像传感器和激光传感器，图像传感器利用光电器件的光电转换功能对焊缝的信息进行采集，型激光传感器对焊缝的位置跟踪并控制驱动器件移动图像传感器的位置对焊缝信息进行采集并加以处理，保证了焊缝信息的精准性性。
优选的，所述图像传感器将采集的图像信息转化为数字信息并通过DSP芯片进行处理，DSP芯片对图像信息进行分析和识别后将数字信号传送给上机位。
优选的，所述上机位对处理后的信息进行计算，通过信息对焊缝的类型进行识别，并控制图像传感器的采集频率，计算出焊缝的起始点坐标位置，针对各类构件焊接工艺要求，根据不同的焊接工艺适配参数和焊工经验建立焊接工艺知识模型，形成机器人智能焊接数据库和工艺包，以指导操作人员根据工艺需求选择合适的工艺参数，实现焊接工艺参数快速调用和配置。
优选的，所述上位机通采集的信息形成示教信息，控制焊接机器人对不同类型的焊缝进行焊接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过安装有激光传感器系统对数字信息进行采集，激光传感器系统对工件所在区域的光线的强度进行测定，再计算出适宜的曝光参数并对图像传感器参数进行调整，图像传感器对工件的焊缝信息进行采集，如焊缝的形状、长度和厚度等信息，同时激光传感器可以对焊缝的信息进行跟踪，并调整图像传感器的位置对焊缝的位置跟踪采集，对焊缝不同方位进行采集，达到减少信息误差的目的。
2、本发明通过安装有DSP芯片对采集图像信息快速的进行处理，并上传，减少了工作时间。
附图说明
图1为本发明的数据库建立结构示意图；
图2为本发明焊接机器人工作结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；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。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。
请参阅图1和图2，本发明提供的一种实施例：
实施例1：准备焊接工件30件，焊接机器人2台，激光传感器3台，图像传感器3台，焊条80根，将焊接工件移送至焊接区域后，3台激光传感器工作对10件工件表面的缝隙进行追踪，工件缝隙位置确定后驱动器件移动3台图像传感器的位置对缝隙的图像信息进行采集，对缝隙的图像信息采集后，使2台焊接机器人工作使焊条进入到焊枪的内部后，通过3台激光传感器确定缝隙的位置后，使焊枪移动至工件的表面使用焊条对工件缝隙进行焊接，将工件的缝隙焊接后，通过3台激光传感器工作对10件工件表面的焊缝进行追踪，工件焊缝位置确定后，驱动器件移动3台图像传感器的位置对10件工件表面的焊缝图像信息进行采集，3台图像传感器对焊缝的类型进行识别，并控制采集频率，DSP芯片对数字信息处理，并计算出焊缝的起始点坐标位置，针对各类构件焊接工艺要求，根据不同的焊接工艺适配参数和焊工经验建立焊接工艺知识模型，形成机器人智能焊接数据库和工艺包，以指导操作人员根据工艺需求选择合适的工艺参数，实现焊接工艺参数快速调用和配置。
实施例2：准备焊接工件22件，焊接机器人2台，激光传感器2台，图像传感器2台，焊条66根，将焊接工件移送至焊接区域后，2台激光传感器工作对22件工件表面的缝隙进行追踪，工件缝隙位置确定后驱动器件移动2台图像传感器的位置对缝隙的图像信息进行采集，对缝隙的图像信息采集后，使2台焊接机器人工作使焊条进入到焊枪的内部后，通过2台激光传感器确定缝隙的位置后，使焊枪移动至工件的表面使用焊条对工件缝隙进行焊接，将工件的缝隙焊接后，通过2台激光传感器工作对22件工件表面的焊缝进行追踪，工件焊缝位置确定后，驱动器件移动2台图像传感器的位置对22件工件表面的焊缝图像信息进行采集，2台图像传感器对焊缝的类型进行识别，并控制采集频率，DSP芯片对数字信息处理，并计算出焊缝的起始点坐标位置，针对各类构件焊接工艺要求，根据不同的焊接工艺适配参数和焊工经验建立焊接工艺知识模型，形成机器人智能焊接数据库和工艺包，以指导操作人员根据工艺需求选择合适的工艺参数，实现焊接工艺参数快速调用和配置。
实施例3：准备焊接工件40件，焊接机器人6台，激光传感器6台，图像传感器6台，焊条122根，将焊接工件移送至焊接区域后，6台激光传感器工作对40件工件表面的缝隙进行追踪，工件缝隙位置确定后驱动器件移动6台图像传感器的位置对缝隙的图像信息进行采集，对缝隙的图像信息采集后，使6台焊接机器人工作使焊条进入到焊枪的内部后，通过6台激光传感器确定缝隙的位置后，使焊枪移动至工件的表面使用焊条对工件缝隙进行焊接，将工件的缝隙焊接后，通过6台激光传感器工作对40件工件表面的焊缝进行追踪，工件焊缝位置确定后，驱动器件移动6台图像传感器的位置对40件工件表面的焊缝图像信息进行采集，6台图像传感器对焊缝的类型进行识别，并控制采集频率，DSP芯片对数字信息处理，并计算出焊缝的起始点坐标位置，针对各类构件焊接工艺要求，根据不同的焊接工艺适配参数和焊工经验建立焊接工艺知识模型，形成机器人智能焊接数据库和工艺包，以指导操作人员根据工艺需求选择合适的工艺参数，实现焊接工艺参数快速调用和配置。
实施例4：准备焊接工件50件，焊接机器人6台，激光传感器8台，图像传感器8台，焊条130根，将焊接工件移送至焊接区域后，8台激光传感器工作对50件工件表面的缝隙进行追踪，工件缝隙位置确定后驱动器件移动8台图像传感器的位置对缝隙的图像信息进行采集，对缝隙的图像信息采集后，使6台焊接机器人工作使焊条进入到焊枪的内部后，通过8台激光传感器确定缝隙的位置后，使焊枪移动至工件的表面使用焊条对工件缝隙进行焊接，将工件的缝隙焊接后，通过8台激光传感器工作对50件工件表面的焊缝进行追踪，工件焊缝位置确定后，驱动器件移动8台图像传感器的位置对50件工件表面的焊缝图像信息进行采集，8台图像传感器对焊缝的类型进行识别，并控制采集频率，DSP芯片对数字信息处理，并计算出焊缝的起始点坐标位置，针对各类构件焊接工艺要求，根据不同的焊接工艺适配参数和焊工经验建立焊接工艺知识模型，形成机器人智能焊接数据库和工艺包，以指导操作人员根据工艺需求选择合适的工艺参数，实现焊接工艺参数快速调用和配置。
在多个实施例中，采用焊接机器人对不同类型的工件进行焊接，并通过图像传感器对信息进行采集，针对各类构件焊接工艺要求，根据不同的焊接工艺适配参数和焊工经验建立焊接工艺知识模型，形成机器人智能焊接数据库和工艺包，以指导操作人员根据工艺需求选择合适的工艺参数，实现焊接工艺参数快速调用和配置。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种各类构件焊接工艺用机器人智能焊接数据库的构建方法，其特征在于，包括的步骤如下：
(1)准备以下材料，待焊接工件50件，焊接机器人6台，激光传感器8台，图像传感器8台，焊条70～200根；
(2)首先将工件传送至焊接区域，激光传感器系统，通过图像传感器对工件的焊缝信息进行采集，同时激光传感器可以对焊缝的信息进行跟踪，并调整图像传感器的位置对焊缝的基本跟踪采集；
(3)将图像传感器采集的焊缝图像信息转换为数字信息，并通过DSP芯片对数字信息处理，DSP芯片对采集的基本信息进行分析识别并传送给上机位；
(4)上机位计算焊缝起始、终点位置并对坐标位置确定，同时通过采集的信息对焊缝信息进行分析并上传建立数据库；
(5)通过上位机将关键点位空间位置坐标处理为机器人示教信息，同时通过建立的数据库指令引导机器人焊枪末端运动到待焊位置进行焊接，使焊接机器人具备待焊工件空间位置自适应能力，实现焊接机器人机器视觉智能焊缝寻位。
2.根据权利要求1所述的一种各类构件焊接工艺用机器人智能焊接数据库的构建方法，其特征在于：所述激光传感系统包括图像传感器和激光传感器，图像传感器利用光电器件的光电转换功能对焊缝的信息进行采集，型激光传感器对焊缝的位置跟踪并控制驱动器件移动图像传感器的位置对焊缝信息进行采集并加以处理，保证了焊缝信息的精准性性。
3.根据权利要求1所述的一种各类构件焊接工艺用机器人智能焊接数据库的构建方法，其特征在于：所述图像传感器将采集的图像信息转化为数字信息并通过DSP芯片进行处理，DSP芯片对图像信息进行分析和识别后将数字信号传送给上机位。
4.根据权利要求1所述的一种各类构件焊接工艺用机器人智能焊接数据库的构建方法，其特征在于：所述上机位对处理后的信息进行计算，通过信息对焊缝的类型进行识别，并控制图像传感器的采集频率，计算出焊缝的起始点坐标位置，针对各类构件焊接工艺要求，根据不同的焊接工艺适配参数和焊工经验建立焊接工艺知识模型，形成机器人智能焊接数据库和工艺包，以指导操作人员根据工艺需求选择合适的工艺参数，实现焊接工艺参数快速调用和配置。
5.根据权利要求1所述的一种各类构件焊接工艺用机器人智能焊接数据库的构建方法，其特征在于：所述上位机通采集的信息形成示教信息，控制焊接机器人对不同类型的焊缝进行焊接。
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