CN115781082B - 一种标准节自动焊接方法、系统、装置和存储介质 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例提供了一种标准节自动焊接方法、系统、装置和存储介质，由处理器执行，包括：获取待焊接标准节的目标规格参数；基于目标规格参数，确定多个焊接工序，多个焊接工序中的每个焊接工序对应一个待焊接单元；每个焊接工序包括：变位子工序、取料子工序、固定子工序以及执行子工序。基于多个焊接工序，确定目标焊接方案，目标焊接方案包括将多个焊接工序按目标顺序排列执行；判断是否满足焊接启动条件，响应于满足焊接启动条件，基于目标焊接方案，对待焊接标准节进行焊接。

Description

一种标准节自动焊接方法、系统、装置和存储介质

技术领域

本说明书涉及自动焊接领域，特别涉及一种标准节自动焊接方法、系统、装置和存储介质。

背景技术

目前，标准节在机械设备中起着重要作用，例如起重机，塔机，塔式起重机和升降机。合格的标准节不仅可以提高这些塔式起重机的稳定性，而且可以提高塔式起重机的安全性能和工作效率。而标准节的焊接技术是影响标准节性能的主要因素之一。随着科技进步，焊接过程的自动化是近代焊接技术的一项重要发展，它标志着焊接技术的进一步提高。

因此提供一种标准节自动焊接装置和方法，指定焊接方案对标准节进行焊接，有助于提高标准节的焊接效率和焊接质量。

发明内容

本说明书一个或多个实施例提供一种标准节自动焊接方法。所述标准节自动焊接方法包括：获取待焊接标准节的目标规格参数；基于所述目标规格参数，确定多个焊接工序，所述多个焊接工序中的每个焊接工序对应一个待焊接单元；基于所述多个焊接工序，确定目标焊接方案，所述目标焊接方案包括将所述多个焊接工序按目标顺序排列执行；判断是否满足焊接启动条件，响应于满足所述焊接启动条件，基于所述目标焊接方案，对所述待焊接标准节进行焊接。

在一些实施例中，所述每个焊接工序包括：变位子工序、取料子工序、固定子工序以及执行子工序；其中，所述变位子工序包括：控制变位装置将所述待焊接标准节旋转至预设旋转角度；所述取料子工序包括：控制取料装置从物料平台中获取所述待焊接单元，并传递给固定装置；所述固定子工序包括：控制所述固定装置将所述待焊接单元与目标位置对接，等待焊接；所述执行子工序包括：控制焊接装置对所述目标位置进行焊接。

本说明书一个或多个实施例提供一种标准节自动焊接系统，所述标准节自动焊接系统包括：获取模块，用于获取待焊接标准节的目标规格参数；第一确定模块，用于基于所述目标规格参数，确定多个焊接工序，所述多个焊接工序中的每个焊接工序对应一个待焊接单元；第二确定模块，用于基于所述多个焊接工序，确定目标焊接方案，所述目标焊接方案包括将所述多个焊接工序按目标顺序排列执行；焊接模块，用于判断是否满足焊接启动条件，响应于满足所述焊接启动条件，基于所述目标焊接方案，对所述待焊接标准节进行焊接。

本说明书一个或多个实施例提供一种标准节自动焊接装置，所述装置包括至少一个处理器以及至少一个存储器；所述至少一个存储器用于存储计算机指令；所述至少一个处理器，用于执行标准节自动焊接方法。

本说明书一个或多个实施例提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机执行标准节自动焊接方法。

附图说明

本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：

图1是根据本说明书一些实施例所示的标准节自动焊接系统的示例性模块图；

图2是根据本说明书一些实施例所示的标准节自动焊接方法的示例性流程图；

图3是根据本说明书一些实施例所示的焊接工序的示例性示意图；

图4是根据本说明书一些实施例所示的确定目标焊接方案的示例性流程图；

图5是根据本说明书一些实施例所示的焊接质量预测模型的示例性示意图；

图6是根据本说明书一些实施例所示的包含评估子工序的焊接工序的示例性示意图；

图7是根据本说明书一些实施例所示的基于目标焊接方案对待焊接标准节进行焊接的示例性示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。

如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。

本说明书中使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

图1是根据本说明书一些实施例所示的标准节自动焊接系统的示例性模块图。

在一些实施例中，标准节自动焊接系统100可以包括获取模块110、第一确定模块120、第二确定模块130和焊接模块140。以下将对本说明书实施例所涉及的标准节自动焊接系统100进行详细说明。需要注意的是，以下实施例仅用于解释本说明书，并不构成对本说明书的限定。

在一些实施例中，获取模块110可以用于获取待焊接标准节的目标规格参数。关于获取目标规格参数的更多说明可以参见图2及其相关描述。

在一些实施例中，第一确定模块120可以用于基于目标规格参数，确定多个焊接工序，多个焊接工序中的每个焊接工序对应一个待焊接单元。每个焊接工序包括：变位子工序、取料子工序、固定子工序以及执行子工序；其中，变位子工序包括：控制变位装置将待焊接标准节旋转至预设旋转角度；取料子工序包括：控制取料装置从物料平台中获取待焊接单元，并传递给固定装置；固定子工序包括：控制固定装置将待焊接单元与目标位置对接，等待焊接；执行子工序包括：控制焊接装置对目标位置进行焊接。关于焊接工序的更多说明可以参见图3及其相关描述。

第二确定模块130，用于基于多个焊接工序，确定目标焊接方案，目标焊接方案包括将多个焊接工序按目标顺序排列执行。关于确定目标焊接方案的更多说明可以参见图4及其相关描述。

在一些实施例中，第二确定模块130可以进一步用于在焊接预设要求下，获取多组候选焊接方案，评估多组候选焊接方案中的每组候选焊接方案的焊接效率；基于焊接效率，确定目标焊接方案。

在一些实施例中，第二确定模块130可以进一步用于评估焊接可靠度，基于焊接效率以及焊接可靠度，确定目标焊接方案。关于焊接效率及焊接可靠度的更多说明可以参见图4及其相关描述。

在一些实施例中，目标焊接方案相关于预测焊接质量，预测焊接质量通过焊接质量预测模型基于对变位子工序的预设旋转角度处理确定，焊接质量预测模型为机器学习模型。关于焊接质量预测模型的更多说明可以参见图5及其相关描述。

在一些实施例中，变位子工序还包括：控制变位装置以预设旋转速度将待焊接标准节旋转至预设旋转角度，模型的输入还包括：变位子工序的预设旋转速度。

在一些实施例中，每个变位子工序的预设旋转速度基于历史焊接数据确定，确定方法为：将历史焊接数据中第二评估值较高时所对应的变位子工序的预设旋转速度确定为当前待确定的变位子工序的预设旋转速度。

焊接模块140，用于判断是否满足焊接启动条件，响应于满足焊接启动条件，基于目标焊接方案，对待焊接标准节进行焊接。

在一些实施例中，焊接工序还包括多个评估子工序，多个评估子工序包括第一评估子工序和第二评估子工序。关于焊接工序还包括多个评估子工序的更多说明可以参见图6及其相关描述。

在一些实施例中，基于目标焊接方案，对待焊接标准节进行焊接包括：获取第一评估值以及第二评估值；其中，第一评估值基于第一评估子工序确定，第二评估值基于第二评估子工序确定；判断第一评估值是否满足第一评估条件和/或第二评估值是否满足第二评估条件；响应于第一评估值满足第一评估条件和/或第二评估值满足第二评估条件，停止当前焊接作业。关于基于目标焊接方案，对待焊接标准节进行焊接的更多说明可以参见图7及其相关描述。

在一些实施例中，第一评估值以及第二评估值的判定阈值还相关于焊接可靠度。

应当理解，图1所示的系统及其模块可以利用各种方式来实现。

需要注意的是，以上对于标准节自动焊接系统及其模块的描述，仅为描述方便，并不能把本说明书限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解该系统的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对各个模块进行任意组合，或者构成子系统与其他模块连接。在一些实施例中，图1中披露的获取模块、第一确定模块、第二确定模块和焊接模块可以是一个系统中的不同模块，也可以是一个模块实现上述的两个或两个以上模块的功能。例如，各个模块可以共用一个存储模块，各个模块也可以分别具有各自的存储模块。诸如此类的变形，均在本说明书的保护范围之内。

图2是根据本说明书一些实施例所示的标准节自动焊接方法的示例性流程图。

在一些实施例中，流程200可以由处理器执行。如图2所示，流程200可以包括以下步骤：

步骤210，获取待焊接标准节的目标规格参数。在一些实施例中，步骤210可以由获取模块110执行。

标准节可以是塔机、起重机等机械设备的主要组成部分，可以用来改变塔身高度的具有标准尺寸的塔节。在一些实施例中，标准节可以包括主弦杆、踏步、斜腹杆、爬梯、直腹杆等结构。

待焊接标准节可以是指需要进行焊接操作的标准节。例如，需要焊接斜腹杆的标准节、需要焊接踏步的标准节等。

目标规格参数可以是指与待焊接标准节的规格相关的参数。目标规格参数可以包括待焊接标准节的尺寸、材料、管壁厚等。

待焊接标准节的目标规格参数可以基于多种方式进行获取。在一些实施例中，处理器可以利用数据采集装置(如，摄像机、位移传感器等)获取待焊接标准节的目标规格参数。例如，处理器可以通过摄像机拍摄待焊接标准节的图像，再利用图像识别等技术对所拍图像进行处理，以获取目标规格参数。在一些实施例中，待焊接标准节的目标规则参数还可以通过用户手动输入进行设定。例如，用户将待焊接标准节的目标规格参数基于输入装置(如，键盘、语音输入装置等)直接设定。

步骤220，基于目标规格参数，确定多个焊接工序，多个焊接工序中的每个焊接工序对应一个待焊接单元。在一些实施例中，步骤220可以由第一确定模块120执行。

焊接工序可以是指对待焊接标准节进行相关焊接操作时所应采取的工序步骤。在一些实施例中，基于目标规格参数，可以确定多个焊接工序。如图3所示，焊接工序可以按目标顺序依次为焊接工序1、焊接工序2……焊接工序n。关于目标顺序的具体内容，可以参见后文中的相关描述。

在一些实施例中，焊接工序可以包括变位子工序、取料子工序、固定子工序和执行子工序。例如，焊接工序1可以包括变位子工序1、取料子工序1、固定子工序1和执行子工序1；焊接工序n可以包括变位子工序n、取料子工序n、固定子工序n和执行子工序n。

变位子工序可以是指对待焊接标准节进行变位操作的工序。在一些实施例中，变位子工序可以包括：控制变位装置将待焊接标准节旋转至预设旋转角度。

变位装置可以是指用于对待焊接标准节进行多方位旋转的装置，如伺服电机驱动的齿轮回旋结构等。

预设旋转角度可以是指预先设定的角度值(如，水平角度、竖直角度)，其可以基于历史经验、模拟试验等方式进行确定。

在一些实施例中，数据采集装置可以获取待焊接标准节的相关数据(如，待焊接标准节的图像)，并将其传输至处理器，处理器接收待焊接标准节的相关数据后对其进行处理，当识别到待焊接标准节未处于预设旋转角度时执行变位子工序，控制变位装置将待焊接标准节旋转至预设旋转角度，以便更好地进行后续焊接操作；当识别到待焊接标准节已处于预设旋转角度时，则可以跳过变位子工序，直接执行取料子工序。

取料子工序可以是指进行取料操作的工序。在一些实施例中，取料子工序可以包括：控制取料装置从物料平台中获取待焊接单元，并传递给固定装置。

取料装置可以是指用于进行取料操作的装置，包括但不限于取料机械臂等。

物料平台可以是指用于存放待焊接单元的平台。在一些实施例中，物料平台可以分区域存放不同类型的待焊接单元。

固定装置可以是指用于固定待焊接单元的装置，如固定机械臂等。需要说明的是，取料装置和固定装置可以是实现不同功能的同一装置，也可以是实现不同功能的不同装置。关于待焊接单元的具体内容，可以参见后文中的相关描述。

在一些实施例中，处理器基于待焊接标准节已处于预设旋转角度，执行取料子工序，即控制取料装置从物料平台获取待焊接单元，并将传递至固定装置。

固定子工序可以是指对待焊接单元进行固定操作的工序。在一些实施例中，固定子工序可以包括：控制固定装置将待焊接单元与目标位置对接，等待焊接。

目标位置可以是指预先设定的位置，其可以基于历史经验、模拟仿真等多种方式进行确定。

在一些实施例中，处理器基于固定装置已接收待焊接单元，执行固定子工序，即控制固定装置将待焊接单元与目标位置对接，等待焊接。

执行子工序可以是指对目标位置进行焊接操作的工序。在一些实施例中，执行子工序可以包括：控制焊接装置对目标位置进行焊接。

焊接装置可以是指用于对目标位置进行焊接操作的装置，如焊接机械臂等。

在一些实施例中，处理器基于待焊接单元已处于目标位置，执行执行子工序，即控制焊接装置对目标位置进行焊接。

在一些实施例中，焊接工序还可以包括多个评估子工序，多个评估子工序可以包括第一评估子工序和第二评估子工序。关于焊接工序的更多内容，可以参见图6及其相关描述。

待焊接单元可以是指待焊接标准节中需要进行焊接操作的元件。待焊接单元可以是腹杆、爬梯、拖网撑等。

在一些实施例中，基于目标规格参数，可以通过多种方式确定多个焊接工序。例如，基于目标规格参数，可以通过人工设定多个焊接工序。又例如，基于目标规格参数，可以通过处理器确定多个焊接工序。示例性地，处理器可以根据待焊接标准节的结构特征(如，待焊接标准节所包含的斜腹杆、拖网撑等结构的数量等)，确定焊接工序(如，一个结构对应一个焊接工序)。

在一些实施例中，每个焊接工序具有对应的待焊接单元。例如，焊接工序1对应直腹杆1，焊接工序2对应直腹杆2等；又例如，焊接工序1对应直腹杆，焊接工序2对应斜腹杆等。

步骤230，基于多个焊接工序，确定目标焊接方案。在一些实施例中，步骤230可以由第二确定模块130执行。

目标焊接方案可以是指对待焊接标准节所实施的焊接方案。在一些实施例中，目标焊接方案可以包括将多个焊接工序按目标顺序排列执行。

目标顺序可以是指焊接工序所应执行的工序顺序，例如先焊斜腹杆再焊拖网撑、先焊拖网撑再焊钢板网等。

基于多个焊接工序，可以有多种方式确定目标焊接方案。在一些实施例中，可以通过将待焊接单元进行分类，然后按照第一预设规则进行焊接。第一预设规则可以是指预先设定的焊接规则。例如，第一预设规则可以是依次按照直腹杆、斜腹杆、拖网撑、钢板网、爬梯等的顺序进行焊接等。第一预设规则可以基于历史经验等方式进行确定。

在一些实施例中，基于多个焊接工序，确定目标焊接方案可以包括：在焊接预设要求下，获取多组候选焊接方案，评估多组候选焊接方案中的每组候选焊接方案的焊接效率；基于焊接效率，确定所述目标焊接方案。关于确定目标焊接方案的更多内容，可以参见图4及其相关描述。

在一些实施例中，目标焊接方案还可以相关于预测焊接质量。关于预测焊接质量的具体内容，可以参见图5及其相关描述。

步骤240，判断是否满足焊接启动条件，响应于满足焊接启动条件，基于目标焊接方案，对待焊接标准节进行焊接。在一些实施例中，步骤240可以由焊接模块140执行。

焊接启动条件可以是指执行焊接工序所需要满足的条件。例如，待焊接标准节的四根主弦杆已固定于变位装置上，待其它待焊接单元(如，斜腹杆、爬梯等)依次焊接至主弦杆之上等。

在一些实施例中，可以通过多种方式判断是否满足启动条件。例如，可以基于人工确定待焊接标准节的四根主弦杆已固定于变位装置之上时，通过输入装置(如，按钮、语音输入装置等)直接确认满足焊接启动条件。

在一些实施例中，数据采集装置可以获取待焊接标准节的相关数据，并将其传输至处理器，处理器接收该相关数据后，对其进行处理、判断，当满足焊接启动条件时，则可以基于目标焊接方案，执行相应的焊接工序(如，直腹杆焊接工序、斜腹杆焊接工序等)，以实现对待焊接标准节进行焊接；当不满足焊接启动条件时，则可以通过人工介入处理或增加辅助工序等方式达到焊接启动条件。其中，辅助工序可以是指额外的工序，如对四根主弦杆进行焊接操作、将焊接好的主弦焊固定至变位装置之上等。

在本说明书的一些实施例中，通过获取待焊接标准节的目标规格参数，确定多个焊接工序，基于多个焊接工序，确定目标焊接方案，当满足焊接启动条件时，执行目标焊接方案，不仅可以实现标准节的自动焊接，提高焊接效率，而且还可以进一步保证标准节的焊接质量。

图4是根据本说明书一些实施例所示的确定目标焊接方案的示例性流程图。

在一些实施例中，流程400可以由处理器执行。如图4所示，流程400可以包括以下步骤：

步骤410，在焊接预设要求下，获取多组候选焊接方案。

焊接预设要求可以是指预先设定的焊接要求。例如，先焊对接焊缝再焊环焊缝、先焊短焊缝再焊长焊缝等。

候选焊接方案可以是指焊接方案中的任一方案。例如，基于待焊接标准节的四根主弦杆已固定于变位装置上，依次按照直腹杆、斜腹杆、拖网撑、钢板网、爬梯等的顺序进行焊接等。

在焊接预设要求下，可以有多种方式获取多组候选焊接方案。在一些实施例中，可以基于待焊接标准节的结构特征(如，待焊接标准节所包含的斜腹杆、拖网撑等结构的数量等)，以确定多组候选焊接方案。例如，在焊接预设要求下，可以先基于待焊接标准节的结构特征进行分组(如，4个斜腹杆为一组、2个直腹杆为一组等)，并基于该分组按照预设焊接顺序依次进行焊接，不同的预设焊接顺序对应不同的候选焊接方案，从而确定多组候选焊接方案。其中，预设焊接顺序可以是指预先设定的焊接顺序。例如，预设焊接顺序可以是先焊接直腹杆再焊接斜腹杆，也可以是先焊接斜腹杆再焊接直腹杆或是先焊待焊接标准节的正面(即，正对焊接装置的那一面)再依次焊接其反面、左面、右面、上面、下面等。预设焊接顺序可以随机设定，如基于历史经验等。

步骤420，评估多组候选焊接方案中的每组候选焊接方案的焊接效率。

焊接效率可以用于评估反映每组候选焊接方案的执行速度。

在一些实施例中，焊接效率可以基于完成一个待焊接标准节所花费的总时间、变位装置的总旋转角度、焊接装置的移动总路径等进行确定。例如，可以基于第二预设规则对完成一个待焊接标准节所花费的总时间、变位装置的总旋转角度、焊接装置的移动总路径进行打分，再对这三个分值进行加权处理，得到一个总分值，即焊接效率。总分值越大，则可以认为候选方案的焊接效率越高。其中，用于加权的权重可以基于历史经验等设定。

第二预设规则可以是指预先设定的评分规则。例如，完成一个待焊接标准节所花费的总时间的时间范围处于(0.9×时间阈值，时间阈值]之间，记为1分，时间范围处于(0.8×时间阈值，0.9×时间阈值]之间，记为2分等；变位装置的总旋转角度的角度范围处于(0.9×角度阈值，角度阈值]之间，记为1分，角度范围处于(0.8×角度阈值，0.9×角度阈值]之间，记为2分等；焊接装置的移动总路径的路径范围处于(0.9×路径阈值，路径阈值]之间，记为1分，路径范围处于(0.8×路径阈值，0.9×路径阈值]之间，记为2分等。其中，时间阈值可以是指完成一个待焊接标准节所允许花费的总时间的最大值；角度阈值可以是指变位装置的总旋转角度的最大值；路径阈值可以是指焊接装置的移动总路径的最大值。时间阈值、角度阈值以及路径阈值均可以基于人工历史经验、模拟试验等方式确定。

步骤430，基于焊接效率，确定目标焊接方案。

在一些实施例中，基于焊接效率，可以将焊接效率最高的候选焊接方案，确定为目标焊接方案。例如，两组候选焊接方案A、B，候选焊接方案A为基于先焊对接焊缝再焊环焊缝的要求，先焊一组直腹杆，然后再焊一组斜腹杆；候选焊接方案B为基于先焊对接焊缝再焊环焊缝的要求，先焊一组斜腹杆，然后再焊一组直腹杆，其中候选焊接方案A的焊接效率(如，2)高于候选方案B的焊接效率(如，1.5)，则可以将候选焊接方案A确定为目标焊接方案。

在一些实施例中，还可以通过进一步评估焊接可靠度，基于焊接效率以及焊接可靠度，确定目标焊接方案。

焊接可靠度可以是指执行候选焊接方案后焊接的可靠程度。

在一些实施例中，焊接可靠度可以基于历史数据进行评估。例如，基于历史数据，执行焊接工序数量为15次、变位装置的旋转总角度为720°、焊接装置的移动总路径为30mm所对应的候选焊接方案100次，其中有10次焊接出现了焊接失败、焊缝开裂等异常现象，那么可以认为该候选焊接方案的焊接可靠度为90/100＝0.9。其中，历史数据可以是指历史记录的所有数据的集合，包括但不限于历史焊接数据等。关于历史焊接数据的具体内容，可以参见图5及其相关描述。

在一些实施例中，基于焊接效率以及焊接可靠度，可以有多种方式确定目标焊接方案。例如，可以将候选焊接方案所对应的焊接效率与焊接可靠度相乘，取两者乘积最大值所对应的候选焊接方案为目标焊接方案。又例如，可以对候选焊接方案所对应的焊接效率与焊接可靠度进行加权求和，确定最大值所对应的候选焊接方案为目标焊接方案。其中，权重可以基于实际需求进行确定。

在一些实施例中，基于焊接效率以及焊接可靠度，还可以通过设置第三预设规则来确定目标焊接方案。第三预设规则可以是指预先设定的目标焊接方案确定规则。例如，可以将焊接效率超过效率阈值，同时焊接可靠度超过可靠度阈值的任一候选焊接方案确定为目标焊接方案。其中，效率阈值可以是指预先设定的焊接效率值，可以基于实际需求而定；可靠度阈值可以是指预先设定的焊接可靠度值，同样也可以基于实际需求而定。

在本说明书的一些实施例中，通过对多组候选焊接方案的焊接效率与焊接可靠度进行评估，并基于焊接效率以及焊接可靠度来确定目标焊接方案，可以使优先出的目标焊接方案能够在保证焊接效率的同时，也可以在一定程度上保障焊接质量，有利于避免资源浪费、节省生产成本。

应当注意的是，上述有关流程200、流程300的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本说明书的指导下可以对流程200、流程300进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本说明书的范围之内。

图5是根据本说明书一些实施例所示的焊接质量预测模型的示例性示意图。

在一些实施例中，目标焊接方案还可以相关于预测焊接质量，预测焊接质量通过焊接质量预测模型基于对变位子工序的预设旋转角度处理确定。

预测焊接质量可以是指基于每组候选焊接方案，焊接质量预测模型所预测的焊接质量。预测焊接质量可以用数字或是等级等进行表示。例如，可以用1-10由小到大依次表示预测焊接质量的高低，数值越大，可以认为预测焊接质量越高；又例如，可以用不合格、Ⅳ级、Ⅲ级、Ⅱ级、Ⅰ级依次表示表示预测焊接质量的高低，Ⅰ级等级最高，则表示预测焊接质量的最高。

焊接质量预测模型可以是指用于预测执行每组候选焊接方案所对应的焊接质量的模型。在一些实施例中，焊接质量预测模型为机器学习模型。例如，卷积神经网络(Convolutional Neural Networks，CNN)、深度神经网络(Deep Neural Networks，DNN)或其组合得到的模型等。

如图5所示，焊接质量预测模型520的输入可以包括待焊接标准节的目标规格参数511、焊接特征512以及焊接顺序513。关于待焊接标准节的目标规格参数的更多内容，可以参见图2及其相关描述。

焊接特征可以是指每个焊接工序中执行子工序的焊接参数。例如，焊接一个或多个焊缝时的焊接电流、焊接速度等。

焊接顺序可以是指焊接一个或多个焊缝时的先后顺序。例如，焊缝A、焊缝B、焊缝C，焊接顺序可以是A—B—C，也可以是A—C—B等。

在一些实施例中，焊接质量预测模型520的输出可以包括预测焊接质量530。

在一些实施例中，可以基于大量带有标签的训练样本训练初始焊接质量预测模型。示例性地，将带有标签的训练样本输入初始焊接质量预测模型，通过训练更新初始焊接质量预测模型的参数。

在一些实施例中，训练样本可以是样本待焊接标准节的目标规格参数、样本焊接特征以及样本焊接顺序。

在一些实施例中，标签可以是样本所对应的预测焊接质量。在一些实施例中，标签可以人工标注，也可以通过仿真模拟获得。例如，该标签可以基于总体焊接变形值进行数学方法计算后获得，该总体焊接变形值可以从仿真软件中获取。基本步骤包括以下步骤S1至S4：

S1：建立待焊接标准节的三维模型(带有物理特征，例如根据待焊接标准节的材质，确定其线膨胀系数等)，并确定各个焊缝的位置。其中，三维模型可以通过各种三维制图软件(如，SolidWorks、ProE等)获取；各个焊缝的位置可以基于实际焊接情况而定。

S2：将待焊接标准节的三维模型导入仿真软件(如，有限元软件)，根据焊接特征确定向各个焊缝施加的物理量(如，温度场大小等)，根据焊接顺序确定向各个焊缝施加物理量的顺序以及时间间隔。

S3：在仿真软件内进行焊接仿真模拟，得到待焊接标准节焊接后的总体焊接变形值。其中，总体焊接变形值可以是指焊接完成后待焊接标准节的所有焊缝区域由于应力变化所产生的形变总和。

S4：基于总体焊接变形值，确定标签值，总体焊接变形值越小，标签值越高，即预测焊接质量越好。

在一些实施例中，基于总体焊接变形值，可以通过人工设置第四预设规则来确定标签值。第四预设规则可以是预先设定的标签值确定规则。例如，总体焊接形变值的形变范围处于(0，0.1×形变阈值]之间，标签值为10；总体焊接形变值的形变范围处于(0.1×形变阈值，0.2×形变阈值]之间，标签值为9等。其中，形变阈值可以是指总体焊接变形值的形变最大值，可以基于实际需求而定。

在一些实施例中，初始焊接质量预测模型可以基于上述样本，通过各种方法进行训练，更新初始焊接质量预测模型参数。例如，可以基于梯度下降法进行训练。

在一些实施例中，当训练的初始焊接质量预测模型满足预设条件时，训练结束，获取训练好的焊接质量预测模型。其中，预设条件可以是损失函数结果收敛或小于预设阈值等。

在一些实施例中，变位子工序还可以包括：控制变位装置以预设旋转速度将待焊接标准节旋转至预设旋转角度。在一些实施例中，焊接质量预测模型520的输入还可以包括变位子工序的预设旋转速度514。

本说明书一些实施例通过利用焊接质量预测模型确定预测焊接质量时，增加变位子工序的预设旋转速度作为模型输入，可以综合考虑变位子工序的预设旋转速度所造成的影响(如，由于旋转速度不同导致焊接工序的间隔时间不同或待焊接标准节所受气流不同对焊接质量的影响等)，有利于提高对于预测焊接质量的精度。

预设旋转速度可以是预先设定的旋转速度。例如，0.5r/s、1r/s等。

在一些实施例中，变位子工序的预设旋转速度可以通过多种方式进行确定。例如，可以基于实际需求由人工设定等。

在一些实施例中，每个变位子工序的预设旋转速度可以基于历史焊接数据确定。例如，可以将历史焊接数据中第二评估值较高时所对应的变位子工序的预设旋转速度确定为当前待确定的变位子工序的预设旋转速度。

历史焊接数据可以是指历史焊接过程中所有数据的集合。例如，历史预设旋转速度、历史预设旋转角度等。

第二评估值可以用于评估焊缝质量。在一些实施例中，当每完成一个焊接工序时，可以通过图像识别评估焊缝质量，从而得到第二评估值。关于第二评估值的更多内容，可以参见图7及其相关描述。

在一些实施例中，可以将历史焊接数据中第二评估值大于评估值阈值时所对应的变位子工序的预设旋转速度确定为当前待确定的变位子工序的预设旋转速度。其中，评估值阈值可以是指预先设定的评估值，可以基于历史经验等方式确定。例如，评估值阈值为0.6，历史焊接数据中第二评估值A为0.5、第二评估值B为0.7、第二评估值C为0.8，则可以将第二评估值B、第二评估值C任一所对应的预设旋转速度确定为当前待确定的变位子工序的预设旋转速度。

在一些实施例中，也可以基于历史焊接数据对历史焊接数据中第二评估值进行排序，将历史焊接数据中第二评估值最高时所对应的变位子工序的预设旋转速度确定为当前待确定的变位子工序的预设旋转速度。例如，历史焊接数据中第二评估值A为0.5、第二评估值B为0.7、第二评估值C为0.8，那么可以将第二评估值C所对应的预设旋转速度确定为当前待确定的变位子工序的预设旋转速度。

本说明书一些实施例通过基于历史焊接数据，确定历史焊接数据中第二评估值较高时所对应的变位子工序的预设旋转速度为当前待确定的变位子工序的预设旋转速度，可以使变位子工序的预设旋转速度设置更为合理，从而进一步保障焊接质量。

在本说明书的一些实施例中，通过机器学习模型对焊接质量进行预测，充分考虑了影响焊接质量的多种因素，可以使预测结果更为准确。此外，基于预测焊接质量进一步确定目标焊接方案，可以使目标焊接方案不仅能够提升焊接速率，而且能够保障焊接质量，有利于企业更好地进行生产。

图6是根据本说明书一些实施例所示的包含评估子工序的焊接工序的示例性示意图。

在一些实施例中，目标焊接方案基于多个焊接工序确定，其中，目标焊接方案包括将所述多个焊接工序按目标顺序排列执行，例如，由焊接工序1到焊接工序2，按顺序逐步到焊接工序n。

如图6所示，每个焊接工序包括：变位子工序、取料子工序、固定子工序、执行子工序，还包括多个评估子工序，多个评估子工序包括第一评估子工序和第二评估子工序。

在一些实施例中，每个焊接工序包括6个子工序，按照变位子工序，取料子工序，固定子工序，第一评估子工序，执行子工序，第二评估子工序的排列顺序执行。例如，焊接工序1按照变位子工序1，取料子工序1，固定子工序1，第一评估子工序1，执行子工序1，第二评估子工序1依次顺序执行。

在一些实施例中，第一评估子工序可以包括：评估固定装置是否正确获取待焊接单元且将该待焊接单元与目标位置准确贴合，得到第一评估值。

在一些实施例中，第一评估值可以用于表示待焊接单元与目标位置的贴合程度。在一些实施例中，通过各装置上的传感器(例如位置传感器，摄像头等)获取传感信息，基于传感信息对应的位置和指令要求前往的目标位置进行对比，确定第一评估值。对比内容可以包括由摄像头获取的轮廓信息与目标位置的轮廓信息的空间重合程度，也可以包括由位置传感器获取的空间坐标与目标位置的空间坐标的距离大小等。

在一些实施例中，传感信息对应的位置和目标位置越接近，第一评估值越高。例如，建立空间直角坐标系，将传感信息对应的位置和目标位置的空间坐标进行距离计算，距离计算方式不限于欧氏空间距离等。距离越近则第一评估值越高。

在一些实施例中，第二评估子工序可以包括：在焊接装置对目标位置进行焊接后，评估焊缝质量，得到第二评估值。

在一些实施例中，第二评估值可以用于表示焊缝质量。在一些实施例中，每完成一个焊接工序时，通过图像识别评估焊缝质量，从而得到第二评估值。关于焊缝质量可以参见图5中预测焊接质量的表示方式。

在一些实施例中，焊缝质量越好，第二评估值越高。例如，一级焊缝对应的第二评估值最高，二级焊缝及三级焊缝对应的第二评估值递减。

在一些实施例中，图像识别可以指模型识别，模型可以通过训练获取，模型样本可以基于历史数据人工标注来构建。例如，通过将历史焊缝图片数据与对应的焊缝质量作为模型的输入与输出，训练得到用于评估焊缝质量的图像识别模型。其中，模型可以为卷积神经网络模型，神经网络模型等。

图7是根据本说明书一些实施例所示的基于目标焊接方案对待焊接标准节进行焊接的示例性示意图。

在一些实施例中，基于目标焊接方案，对待焊接标准节进行焊接可以包括：获取第一评估值以及第二评估值；其中，第一评估值基于第一评估子工序确定，第二评估值基于第二评估子工序确定；判断第一评估值是否满足第一评估条件和/或第二评估值是否满足第二评估条件；响应于第一评估值满足第一评估条件和/或第二评估值满足第二评估条件，停止当前焊接作业。

在一些实施例中，第一评估条件可以指传感信息对应的位置和目标位置的距离小于设定阈值，对应的第一评估值大于判定阈值。在一些实施例中，设定阈值可以由人工基于历史焊接数据预先设置，判定阈值基于设定阈值确定。

在一些实施例中，第二评估条件可以指通过图像识别评估焊缝质量优于设定要求，对应的第二评估值大于判定阈值。例如，通过图像识别评估焊缝质量为一级焊缝，对应的第二评估值大于判定阈值。在一些实施例中，设定要求可以由人工基于历史焊接数据预先设定，判定阈值基于设定要求确定。例如，设定要求为焊缝质量达到二级，对应的判定阈值为六十分。

在一些实施例中，当前焊接作业可以指当前正在进行的焊接作业。在一些实施例中，当前焊接作业可以包括固定子工序的对接操作和执行子工序的焊接操作。

步骤710，获取第一评估值以及第二评估值。

在一些实施例中，第一评估值基于第一评估子工序确定，第二评估值基于第二评估子工序确定，关于获取第一评估值以及第二评估值的更多说明具体参见图6及其相关描述。

步骤720，判断第一评估值是否满足第一评估条件和/或第二评估值是否满足第二评估条件。

在一些实施例中，传感信息对应的位置和目标位置的距离小于设定阈值则判断第一评估值满足第一评估条件。焊缝质量优于设定要求则判断第二评估值满足第二评估条件。

在一些实施例中，第一评估值以及第二评估值的判定阈值还相关于焊接可靠度。关于焊接可靠度的更多说明可以参见图4及其相关描述。

本说明书一些实施例通过焊接可靠度影响判定阈值，例如，焊接方案的焊接可靠度较低时，可以令判定阈值较大，使得判定更加严格。

步骤730，响应于第一评估值满足第一评估条件和/或第二评估值满足第二评估条件，停止当前焊接作业。

在一些实施例中，第一评估值大于判定阈值，停止固定工序。第二评估值大于判定阈值，停止执行工序。

在一些实施例中，停止当前焊接作业可以通过操作开关按钮、遥控、计算机指令等方式。

本说明书一些实施例通过加入第一评估子工序与第二评估子工序，在焊接工序中添加评估机制，使得基于目标焊接方案可以更准确地对待焊接标准节进行焊接，进一步提高焊接质量。

应当注意的是，上述有关流程的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本说明书的指导下可以对流程进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本说明书的范围之内。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。

同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。

同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本说明书作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本说明书权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本说明书中的)也除外。需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。

最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。

Claims (8)

1.一种标准节自动焊接方法，其特征在于，所述方法由处理器执行，包括：

获取待焊接标准节的目标规格参数；

基于所述目标规格参数，确定多个焊接工序，所述多个焊接工序中的每个焊接工序对应一个待焊接单元；

所述每个焊接工序包括：变位子工序、取料子工序、固定子工序以及执行子工序；其中，

所述变位子工序包括：控制变位装置将所述待焊接标准节旋转至预设旋转角度；

所述取料子工序包括：控制取料装置从物料平台中获取所述待焊接单元，并传递给固定装置；

所述固定子工序包括：控制所述固定装置将所述待焊接单元与目标位置对接，等待焊接；

所述执行子工序包括：控制焊接装置对所述目标位置进行焊接；

基于所述多个焊接工序，确定目标焊接方案，所述目标焊接方案包括将所述多个焊接工序按目标顺序排列执行；

判断是否满足焊接启动条件，响应于满足所述焊接启动条件，基于所述目标焊接方案，对所述待焊接标准节进行焊接；

其中，所述基于所述多个焊接工序，确定目标焊接方案包括：

在焊接预设要求下，获取多组候选焊接方案，评估所述多组候选焊接方案中的每组候选焊接方案的焊接效率，确定所述焊接效率包括：

基于第二预设规则对完成一个待焊接标准节所花费的总时间、变位装置的总旋转角度、焊接装置的移动总路径进行打分，对得到的三个分值进行加权处理，得到总分值，将所述总分值作为所述焊接效率；其中，所述第二预设规则包括：

基于完成一个待焊接标准节所花费的总时间所处的不同的时间范围区间，确定完成一个待焊接标准节所花费的总时间对应的分数，所述完成一个待焊接标准节所花费的总时间对应的分数与所述时间范围区间存在对应关系，所述时间范围区间基于时间阈值与系数相乘确定，所述时间阈值指所述完成一个待焊接标准节所允许花费的总时间的最大值；

基于变位装置的总旋转角度所处的不同的角度范围区间，确定变位装置的总旋转角度对应的分数，所述变位装置的总旋转角度对应的分数与所述角度范围区间存在对应关系，所述角度范围区间基于角度阈值与系数相乘确定，所述角度阈值指所述变位装置的总旋转角度的最大值；

基于焊接装置的移动总路径所处的不同的路径范围区间，确定焊接装置的移动总路径对应的分数，所述焊接装置的移动总路径对应的分数与所述路径范围区间存在对应关系，所述路径范围区间基于路径阈值与系数相乘确定，所述路径阈值指所述焊接装置的移动总路径的最大值；

基于所述焊接效率，确定所述目标焊接方案。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标焊接方案相关于预测焊接质量，所述预测焊接质量通过焊接质量预测模型基于对所述变位子工序的所述预设旋转角度处理确定，所述焊接质量预测模型为机器学习模型。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焊接工序还包括多个评估子工序，所述多个评估子工序包括第一评估子工序和第二评估子工序；

所述基于所述目标焊接方案，对所述待焊接标准节进行焊接包括：

获取第一评估值以及第二评估值；其中，所述第一评估值基于所述第一评估子工序确定，所述第二评估值基于所述第二评估子工序确定；

判断所述第一评估值是否满足第一评估条件和/或所述第二评估值是否满足第二评估条件；

响应于所述第一评估值满足所述第一评估条件和/或所述第二评估值满足所述第二评估条件，停止当前焊接作业。

4.一种标准节自动焊接系统，其特征在于，所述系统由处理器执行，包括：

获取模块，用于获取待焊接标准节的目标规格参数；

第一确定模块，用于基于所述目标规格参数，确定多个焊接工序，所述多个焊接工序中的每个焊接工序对应一个待焊接单元；

所述每个焊接工序包括：变位子工序、取料子工序、固定子工序以及执行子工序；其中，

所述变位子工序包括：控制变位装置将所述待焊接标准节旋转至预设旋转角度；

所述取料子工序包括：控制取料装置从物料平台中获取所述待焊接单元，并传递给固定装置；

所述固定子工序包括：控制所述固定装置将所述待焊接单元与目标位置对接，等待焊接；

所述执行子工序包括：控制焊接装置对所述目标位置进行焊接；

第二确定模块，用于基于所述多个焊接工序，确定目标焊接方案，所述目标焊接方案包括将所述多个焊接工序按目标顺序排列执行；

所述第二确定模块进一步用于：

在焊接预设要求下，获取多组候选焊接方案，评估所述多组候选焊接方案中的每组候选焊接方案的焊接效率，确定所述焊接效率包括：

基于第二预设规则对完成一个待焊接标准节所花费的总时间、变位装置的总旋转角度、焊接装置的移动总路径进行打分，对得到的三个分值进行加权处理，得到总分值，将所述总分值作为所述焊接效率；其中，所述第二预设规则包括：

基于完成一个待焊接标准节所花费的总时间所处的不同的时间范围区间，确定完成一个待焊接标准节所花费的总时间对应的分数，所述完成一个待焊接标准节所花费的总时间对应的分数与所述时间范围区间存在对应关系，所述时间范围区间基于时间阈值与系数相乘确定，所述时间阈值指所述完成一个待焊接标准节所允许花费的总时间的最大值；

基于变位装置的总旋转角度所处的不同的角度范围区间，确定变位装置的总旋转角度对应的分数，所述变位装置的总旋转角度对应的分数与所述角度范围区间存在对应关系，所述角度范围区间基于角度阈值与系数相乘确定，所述角度阈值指所述变位装置的总旋转角度的最大值；

基于焊接装置的移动总路径所处的不同的路径范围区间，确定焊接装置的移动总路径对应的分数，所述焊接装置的移动总路径对应的分数与所述路径范围区间存在对应关系，所述路径范围区间基于路径阈值与系数相乘确定，所述路径阈值指所述焊接装置的移动总路径的最大值；

基于所述焊接效率，确定所述目标焊接方案；

焊接模块，用于判断是否满足焊接启动条件，响应于满足所述焊接启动条件，基于所述目标焊接方案，对所述待焊接标准节进行焊接。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述目标焊接方案相关于预测焊接质量，所述预测焊接质量通过焊接质量预测模型基于对所述变位子工序的所述预设旋转角度处理确定，所述焊接质量预测模型为机器学习模型。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述焊接工序还包括多个评估子工序，所述多个评估子工序包括第一评估子工序和第二评估子工序；

所述焊接模块包括：

获取第一评估值以及第二评估值；其中，所述第一评估值基于所述第一评估子工序确定，所述第二评估值基于所述第二评估子工序确定；

判断所述第一评估值是否满足第一评估条件和/或所述第二评估值是否满足第二评估条件；

响应于所述第一评估值满足所述第一评估条件和/或所述第二评估值满足所述第二评估条件，停止当前焊接作业。

7.一种标准节自动焊接装置，其特征在于，所述装置包括至少一个处理器以及至少一个存储器；

所述至少一个存储器用于存储计算机指令；

所述至少一个处理器用于执行所述计算机指令中的至少部分指令以实现如权利要求1至3中任一项所述的方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时实现如权利要求1至3中任一项所述的方法。