CN116167108A - 一种焊接工艺推荐系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种焊接工艺推荐系统，包括焊接件输入模块、存储模块、零件读取模块、焊接坡口设计模块、焊接顺序输出模块、焊接坡口数据读取模块、焊接设备推荐模块、输出模块。本申请的焊接工艺推荐系统在输入需焊接的焊接件的三维模型后可进行焊接件坡口尺寸自动设计，提高设计效率，减少不合理的焊接坡口；可实现焊接顺序自动生成，采用合理的焊接顺序控制焊接变形，提高焊接顺序设计的效率；焊接设备自动推荐，可根据坡口形式、焊缝长度以及所拥有的焊接设备，自动推荐最优的焊接设备；可大幅减少设计人员劳动强度，仅需针对系统设计完成的坡口进行检查。

Description

一种焊接工艺推荐系统

技术领域

本申请涉及焊接技术领域，特别地，涉及一种焊接工艺推荐系统。

背景技术

焊接结构件焊接过程中由于内部零件较多，在图纸设计过程中难以对所有零件的焊接坡口尺寸、焊接坡口位置、焊接设备选择以及焊接顺序设计充分考虑，导致在后期焊接结构件焊接过程中，会因为焊接坡口尺寸设计不合理导致焊接填充量较大，焊接完成后结构件内部焊接内应力较大，焊接变形严重，如：焊接坡口位置设计不合理导致部分焊缝难以焊接；焊接设备选择不合理导致焊缝质量差、焊接效率低；焊接顺序不合理导致焊接过程中内应力难以抵消，焊接变形较大，最终因为这些原因导致结构件焊接完成后难以达到产品设计要求。

发明内容

针对上述技术问题，本申请提供了一种焊接工艺推荐系统。

本申请采用的技术方案如下：

一种焊接工艺推荐系统，包括：

焊接件输入模块，用于输入需焊接的焊接件的三维模型；

存储模块，用于存储已有的焊接设备、焊接设备与坡口数据的映射关系以及历史焊接件信息；

零件读取模块，用于读取待焊接的焊接件的三维模型中各个零件的板厚，零件所在的位置，零件是否处于此焊接件的最外侧、被连接零件连接位置尺寸、各个零件的外形尺寸、整个焊接件的最大外形尺寸并作为一个完整数据储存在储存模块内；

焊接坡口设计模块，用于根据读取的各零件的板厚和被连接零件连接位置尺寸生成焊接坡口，包括焊接坡口方向、焊缝长度、坡口形式，所述焊接坡口方向包括平焊，横焊，立焊，环焊，所述坡口形式包括K型，V型，J型；

焊接顺序输出模块，用于根据输出的焊接坡口和预设的焊接规则确定焊缝焊接顺序；

焊接坡口数据读取模块，用于读取最终确认的焊接坡口方向，焊缝长度、坡口形式；

焊接设备推荐模块，用于根据读取的焊接坡口方向和焊缝长度在所存储的已有的焊接设备中推荐相应的焊接设备；

输出模块，综合输出焊接件焊接过程中零件连接位置的坡口形式、焊接顺序以及所推荐的焊接设备。

进一步地，还包括：

特殊情况处理模块，用于当生成的焊接坡口造成焊接设备的焊接可达性差时，按设定规则对生成的焊接坡口进行调整处理。

进一步地，还包括：

人机交互模块，用于将输出的焊接坡口和焊接顺序交由人工确认和修正，并根据人工确认和修正的结果确定最终的焊接坡口和焊接顺序。

进一步地，还包括：

对比选择模块，用于将输入的焊接件的三维模型与存储的历史焊接件信息进行比对，并根据比对的相似度结果从历史焊接件信息中确定坡口形式、焊接顺序以及所推荐的焊接设备。

进一步地，还包括：

评价模块，用于在焊接完成后，针对焊接前理论尺寸和焊接后实际测量的尺寸进行对比打分。

进一步地，所述焊接坡口设计模块根据读取的各零件的板厚和被连接零件连接位置尺寸生成焊接坡口时，具体采用如下策略：

若零件连接位置处于最外层则，且板厚小于5mm，则不设计坡口，若零件厚度处于5-80mm，则设计单边V型坡口，坡口角度30-45°，若零件厚度大于80mm，根据推荐的焊接设备，若存在窄间隙焊机则设计J型坡口，若不存在，则设计单边V型坡口，坡口角度30-45°；

若零件连接位置处于内侧，若板厚小于5mm，则不设计坡口，若零件厚度处于5-20mm之间，被连接零件连接位置可设计单面坡口，坡口角度可以是30-45°；若被连接零件厚度处于20-80mm之间，则被连接零件连接位置可设置为K型坡口，坡口角度为35-40°；若被连接零件厚度大于80mm，根据推荐的焊接设备，若存在窄间隙焊机则设计双面J型坡口，若不存在，则设计K型坡口。

进一步地，所述焊接顺序输出模块根据输出的焊接坡口和预设的焊接规则确定焊缝焊接顺序时，具体采用以下策略：

整个焊接坡口顺序采用先焊内部焊缝，再焊外部焊接的原则；

在上述原则的基础上，采取由中间向两侧对称施焊的原则；

在上述原则的基础上，采取先立焊，后横焊或者平焊，最后环焊的原则。

进一步地，所述焊接设备推荐模块根据读取的焊接坡口方向和焊缝长度在所存储的已有的焊接设备中推荐相应的焊接设备时，具体采用以下策略：

若焊缝为平焊焊缝，且为J型焊缝，则采用窄间隙焊接或者手工电弧焊；

若焊缝为平焊焊缝，且焊缝长度小于2m，采用手工电弧焊或者气体保护焊；

若焊缝为平焊焊缝，焊缝长度大于2m并且为长直焊缝，采用埋弧焊；

若焊缝为横焊或者立焊，且焊缝成规律阵列排版，采用机器人自动焊接设备；

若焊缝为环焊缝，且焊缝弧长大于2m，采用机器人自动焊接设备；

其余焊缝采用手工电弧焊或者气体保护焊。

进一步地，所述特殊情况处理模块在当生成的焊接坡口造成焊接设备的焊接可达性差时，按设定规则对生成的焊接坡口进行调整处理时，具体采用以下策略：

针对自动生成坡口的内部零件，检测坡口所在零件的与其最近的零件间距，若其最小间距小于200mm，则正常焊接设备均难以焊到，此时将该零件的坡口改为方便焊接的单边坡口；

针对自动生成坡口的内部零件，若一个零件各个边按上述规则均开双面坡口，则系统将自动将其中的一个坡口或者所有坡口改为方便焊接的单边坡口。

进一步地，所述对比选择模块具体用于：

将输入的焊接件的三维模型与存储的历史焊接件信息进行比对，在最大外形尺寸相同的情况下，读取输入的焊接件的三维模型的总零件的个数e1和历史输入的焊接件总零件个数e2，计算相似度f＝e_x/e_y，f≤1，其中e_x为e1、e2中较小的值，e_y为e1、e2中较大的值，将相似度f与对比因子h进行比较，若f≤h，则对所有零件进行坡口设计，若f＞h则继续进行相似度对比，读取相同零件个数g，相同零件为，输入的模型与历史储存的模型数据中零件外形尺寸一致且外形尺寸一致的零件所在的坐标轴位置一致，则再次计算相似度k＝g/(e1+e2)，k≤0.5，将相似度k与对比因子m进行比较，若k≤m则对所有零件进行坡口设计，若k＞m，则输出满足以上要求的历史焊接件及其相对应的焊接坡口设计、焊接设备与焊接顺序和焊后变形程度z，若有多件满足上述要求的历史焊接件信息，则根据焊后变形程度z的数值大小，选择焊接变形程度z最小的历史焊接件信息的焊接坡口设计、焊接设备与焊接顺序。

相比现有技术，本申请具有以下有益效果：

本申请提供了一种焊接工艺推荐系统，包括焊接件输入模块、存储模块、零件读取模块、焊接坡口设计模块、焊接顺序输出模块、焊接坡口数据读取模块、焊接设备推荐模块、输出模块，本申请在输入需焊接的焊接件的三维模型后可进行焊接件坡口尺寸自动设计，提高设计效率，减少不合理的焊接坡口；可实现焊接顺序自动生成，采用合理的焊接顺序控制焊接变形，提高焊接顺序设计的效率；焊接设备自动推荐，可根据坡口形式、焊缝长度以及所拥有的焊接设备，自动推荐最优的焊接设备；可大幅减少设计人员劳动强度，仅需针对系统设计完成的坡口进行检查。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本申请还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本申请作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的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是本申请优选实施例的焊接工艺推荐系统模块示意图。

图2是本申请另一优选实施例的焊接工艺推荐系统模块示意图。

图3是本申请另一优选实施例的焊接工艺推荐系统模块示意图。

图4是本申请另一优选实施例的焊接工艺推荐系统模块示意图。

图5是本申请另一优选实施例的焊接工艺推荐系统模块示意图。

图6是本申请优选实施例的焊接工艺推荐方法的流程示意图。

图7是本申请优选实施例中坡口自动设计流程示意图。

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。

参照图1，本发明的优选实施例提供了一种焊接工艺推荐系统，包括：

焊接件输入模块，用于输入需焊接的焊接件的三维模型；

存储模块，用于存储已有的焊接设备、焊接设备与坡口数据的映射关系以及历史焊接件信息等基础数据；

零件读取模块，用于读取待焊接的焊接件的三维模型中各个零件的板厚，零件所在的位置，零件是否处于此焊接件的最外侧、被连接零件连接位置尺寸、各个零件的外形尺寸、整个焊接件的最大外形尺寸并作为一个完整数据储存在储存模块内，供后续对比选择模块使用，其中零件的厚度可根据导入的三维模型直接读取，零件所在的位置及是否处于整个焊接件最外侧根据焊接工艺推荐系统内部的三维坐标系来确定，零件的连接位置及尺寸可根据两零件间距是否为0来确定；

焊接坡口设计模块，用于根据读取的各零件的板厚和被连接零件连接位置尺寸生成焊接坡口，包括焊接坡口方向、焊缝长度、坡口形式，所述焊接坡口方向包括平焊，横焊，立焊，环焊，所述坡口形式包括K型，V型，J型；

焊接顺序输出模块，用于根据输出的焊接坡口和预设的焊接规则确定焊缝焊接顺序；

焊接坡口数据读取模块，用于读取最终确认的焊接坡口方向，焊缝长度、坡口形式；

焊接设备推荐模块，用于根据读取的焊接坡口方向和焊缝长度在所存储的已有的焊接设备(包括手工电弧焊机、气体保护焊机、埋弧焊机、窄间隙焊机、机器人自动焊机等常用的焊接设备)中推荐相应的焊接设备；

输出模块，综合输出焊接件焊接过程中零件连接位置的坡口形式、焊接顺序以及所推荐的焊接设备。

本实施例提供了一种焊接工艺推荐系统，包括焊接件输入模块、存储模块、零件读取模块、焊接坡口设计模块、焊接顺序输出模块、焊接坡口数据读取模块、焊接设备推荐模块、输出模块，本实施例在输入需焊接的焊接件的三维模型后可进行焊接件坡口尺寸自动设计，提高设计效率，减少不合理的焊接坡口；可实现焊接顺序自动生成，采用合理的焊接顺序控制焊接变形，提高焊接顺序设计的效率；焊接设备自动推荐，可根据坡口形式、焊缝长度以及所拥有的焊接设备，自动推荐最优的焊接设备；可大幅减少设计人员劳动强度，仅需针对系统设计完成的坡口进行检查。

优选地，如图2所示，本申请的另一优选实施例的焊接工艺推荐系统还包括：

特殊情况处理模块，用于当生成的焊接坡口造成焊接设备的焊接可达性差(即难以焊到的焊缝)时，按设定规则对生成的焊接坡口进行调整处理，从而确保最终的焊接坡口能够使焊接设备顺利到达进行正常焊接，避免设计出来的焊接坡口无法利用已有的焊接设备进行焊接作业。

优选地，如图3所示，本申请的另一优选实施例的焊接工艺推荐系统还包括：

人机交互模块，用于将输出的焊接坡口和焊接顺序交由人工确认和修正，并根据人工确认和修正的结果确定最终的焊接坡口和焊接顺序。

本实施例的人机交互模块将焊接坡口设计模块输出的焊接坡口进行人工确认，将不合理的坡口进行人工修正，并确定整个焊接件最终的坡口形式，以及在后续焊接顺序输出模块输出焊接顺序后，人工调整不合理的焊接顺序，确定最终的焊接顺序，从而进一步提高设计结果的合理性、准确性和可靠性。

优选地，如图4所示，本申请的另一优选实施例的焊接工艺推荐系统还包括：

对比选择模块，用于将输入的焊接件的三维模型与存储的历史焊接件信息进行比对，并根据比对的相似度结果从历史焊接件信息中确定坡口形式、焊接顺序以及所推荐的焊接设备。

本实施例在对输入的焊接件的三维模型进行焊接工艺的设计前，首先将输入的焊接件的三维模型与存储的历史焊接件信息进行，当两者相似度达到设定阈值时，则可以直接将存储的历史焊接件信息中确定坡口形式、焊接顺序以及所推荐的焊接设备，没必要完全从零开始来确定坡口形式、焊接顺序以及所推荐的焊接设备，也即对比选择模块通过对比新输入的焊接件与历史储存的焊接件，选择与之相似的焊接件所对应的坡口设计及焊接方法，利用以往存在的历史数据提高产品质量以及运行效率。

优选地，如图5所示，本申请的另一优选实施例的焊接工艺推荐系统还包括：

评价模块，用于在焊接完成后，针对焊接前理论尺寸和焊接后实际测量的尺寸进行对比打分，并将需要预处理的零件进行统计，储存在储存模块中，提高后续产品焊接质量。

例如：两筋板间焊后间距的变化a1，环形圆筒内部筋板焊接完成后其直径变化b1，平面上筋板焊接完成后其平面凹凸不平的面积变化c1以及焊接完成后最大尺寸的变化d1，同时设置两连接板间距的权重x1,直径的权重x2，平面度的权重x3，最大外形尺寸的权重x4，以及对比因子y，计算焊接件整体的变形程度：

z＝(a1/a)x1+(b1/b)x2+(c1/c)x3+(d1/d)x4，

其中，a为直线度偏差所在的理论直线长度，b为理论直径，c为平面面积，d为理论最大外形尺寸，通过对比y与z的值来确定本次焊接是否合格，若z≤y，则本次焊接方法为合格的，后续类似焊接件可按此方法进行，若z＞y则此焊接件焊接前需进行预处理，系统选择(a1/a)x1或(b1/b)x2或(c1/c)x3或(d1/d)x4这几组数据中的最大值，若最大偏差为间距，则系统将推荐焊前处理办法为增加铆装间隙，若最大偏差为直径或最大外形尺寸，则系统将推荐焊前处理办法为增加工艺支撑，若最大偏差为平面度，则系统将推荐焊前处理办法为焊前反变成处理，同时系统根据最大值数据对应位置所直接连接的坡口进行标注，供设计人员进行识别。

优选地，本申请的另一优选实施例中，所述焊接坡口设计模块根据读取的各零件的板厚和被连接零件连接位置尺寸生成焊接坡口时，具体采用如下策略：

若零件连接位置处于最外层则，且板厚小于5mm，则不设计坡口，若零件厚度处于5-80mm，则设计单边V型坡口，坡口角度30-45°，若零件厚度大于80mm，根据推荐的焊接设备，若存在窄间隙焊机则设计J型坡口，若不存在，则设计单边V型坡口，坡口角度30-45°；

若零件连接位置处于内侧，若板厚小于5mm，则不设计坡口，若零件厚度处于5-20mm之间，被连接零件连接位置可设计单面坡口，坡口角度可以是30-45°；若被连接零件厚度处于20-80mm之间，则被连接零件连接位置可设置为K型坡口，坡口角度为35-40°；若被连接零件厚度大于80mm，根据推荐的焊接设备，若存在窄间隙焊机则设计双面J型坡口，若不存在，则设计K型坡口。

本实施例提供了所述焊接坡口设计模块根据读取的各零件的板厚和被连接零件连接位置尺寸生成焊接坡口时所具体采用的策略，其好处包括：焊接坡口自动设计，降低焊接件设计人员设计焊接坡口的劳动强度；可根据被连接零件的板厚和位置尺寸设计坡口，提高了坡口设计的合理性。

优选地，本申请的另一优选实施例中，所述焊接顺序输出模块根据输出的焊接坡口和预设的焊接规则确定焊缝焊接顺序时，具体采用以下策略：

整个焊接坡口顺序采用先焊内部焊缝，再焊外部焊接的原则；

在上述原则的基础上，采取由中间向两侧对称施焊的原则；

在上述原则的基础上，采取先立焊，后横焊或者平焊，最后环焊的原则。

本实施例提供了所述焊接顺序输出模块根据输出的焊接坡口和预设的焊接规则确定焊缝焊接顺序时所具体采用的策略，其好处包括：焊接顺序自动输出，降低焊接工艺人员设计焊接顺序工艺的劳动强度。

优选地，本申请的另一优选实施例中，所述焊接设备推荐模块根据读取的焊接坡口方向和焊缝长度在所存储的已有的焊接设备中推荐相应的焊接设备时，具体采用以下策略：

若焊缝为平焊焊缝，且为J型焊缝，则采用窄间隙焊接或者手工电弧焊；

若焊缝为平焊焊缝，且焊缝长度小于2m，采用手工电弧焊或者气体保护焊；

若焊缝为平焊焊缝，焊缝长度大于2m并且为长直焊缝，采用埋弧焊；

若焊缝为横焊或者立焊，且焊缝成规律阵列排版，采用机器人自动焊接设备；

若焊缝为环焊缝，且焊缝弧长大于2m，采用机器人自动焊接设备；

其余焊缝采用手工电弧焊或者气体保护焊。

本实施例提供了所述焊接设备推荐模块根据读取的焊接坡口方向和焊缝长度在所存储的已有的焊接设备中推荐相应的焊接设备时所具体采用的策略，其好处包括：根据本地所拥有的设备，推进与该设备匹配的对应的焊接坡口，提高实际生产过程中工作效率，降低实际生产过程中的劳动强度。

优选地，本申请的另一优选实施例中，所述特殊情况处理模块在当生成的焊接坡口造成焊接设备的焊接可达性差时，按设定规则对生成的焊接坡口进行调整处理时，具体采用以下策略：

针对自动生成坡口的内部零件，检测坡口所在零件的与其最近的零件间距，若其最小间距小于200mm，则正常焊接设备均难以焊到，此时将该零件的坡口改为方便焊接的单边坡口；

针对自动生成坡口的内部零件，若一个零件各个边按上述规则均开双面坡口，则系统将自动将其中的一个坡口或者所有坡口改为方便焊接的单边坡口。

本实施例提供了所述特殊情况处理模块在当生成的焊接坡口造成焊接设备的焊接可达性差时，按设定规则对生成的焊接坡口进行调整处理时所具体采用的策略，其好处包括：可进一步优化焊接坡口设计的合理性，提高焊接件在实际生产过程中的工艺性。

优选地，本申请的另一优选实施例中，所述对比选择模块具体用于：

将输入的焊接件的三维模型与存储的历史焊接件信息进行比对，在最大外形尺寸相同的情况下，读取输入的焊接件的三维模型的总零件的个数e1和历史输入的焊接件总零件个数e2，计算相似度f＝e_x/e_y，f≤1，其中e_x为e1、e2中较小的值，e_y为e1、e2中较大的值，将相似度f与对比因子h进行比较，若f≤h，则对所有零件进行坡口设计，若f＞h则继续进行相似度对比，读取相同零件个数g，相同零件为，输入的模型与历史储存的模型数据中零件外形尺寸一致且外形尺寸一致的零件所在的坐标轴位置一致，则再次计算相似度k＝g/(e1+e2)，k≤0.5，将相似度k与对比因子m进行比较，若k≤m则对所有零件进行坡口设计，若k＞m，则输出满足以上要求的历史焊接件及其相对应的焊接坡口设计、焊接设备与焊接顺序和焊后变形程度z，若有多件满足上述要求的历史焊接件信息，则根据焊后变形程度z的数值大小，选择焊接变形程度z最小的历史焊接件信息的焊接坡口设计、焊接设备与焊接顺序。

本实施例提供了所述对比选择模块具体如何将输入的焊接件的三维模型与存储的历史焊接件信息进行比对，并根据比对的相似度结果从历史焊接件信息中确定坡口形式、焊接顺序以及所推荐的焊接设备，其好处包括：提高系统整体运行效率；利用历史储存信息，无需针对相似的结构重新计算，快速准确的生成焊接坡口设计、焊接设备推荐与焊接顺序。

如图6所示，本申请的另一实施例提供了一种焊接工艺推荐方法，包括步骤：

1、在焊接工艺推荐系统的输入模块中导入通过三维软件绘制完成的的焊接件；

2、根据导入的三维模型与对比选择模块里的结构进行对比，若有满足要求的模型，则可运用之前的历史焊接件焊接坡口及焊接顺序、焊接设备，仅对不同的位置进行坡口设计，若没有则对所有坡口进行设计；

3、在焊接工艺推荐系统储存模块中导入本公司所拥有的焊接设备(若本公司焊接设备没有变化，则导入一次即可，无需没个焊接件都导入一遍)；

4、零件读取模块读取焊接件中各个零件的厚度，零件所在的位置，零件是否处于此焊接件的最外侧，被连接零件连接位置尺寸，各个零件的外形尺寸，以及整个焊接件的最大外形尺寸，并将此部分作为一个完整数据储存在储存模块内，供后续对比选择模块使用；

5、焊接坡口设计模块根据零件读取模块读取的零件板厚和零件连接位置设计焊接坡口，其具体依据原则如下(见图7)：

若零件连接位置处于最外层则，若板厚小于5mm，则不设计坡口，若零件厚度处于5-80mm，则设计单边V型坡口，坡口角度30-45°，若零件厚度大于80mm，根据焊接设备推荐模块推荐的焊接设备，若存在窄间隙焊机则设计J型坡口，若不存在，则设计单边V型坡口，坡口角度30-45°；

若零件连接位置处于内侧，若板厚小于5mm，则不设计坡口，若零件厚度处于5-20mm之间，被连接零件连接位置可设计单面坡口，坡口角度可以是30-45°；若被连接零件厚度处于20-80mm之间，则被连接零件连接位置可设置为K型坡口，坡口角度为35-40°；若被连接零件厚度大于80mm，根据焊接设备推荐模块的焊接设备，若存在窄间隙焊机则设计双面J型坡口，若不存在，则设计K型坡口；

6、焊接坡口设计完成之后，会触发特殊情况处理模块，针对以下特殊情况进行处理：

a、针对自动生成坡口的内部零件，检测坡口所在零件的与其最近的零件间距，若其最小间距小于200mm，则正常焊接设备均难以焊到，此时应针对这种特殊情况，将该零件坡口改为单边坡口，以方便焊接；

b、针对自动生成坡口的内部零件，若一个零件各个边按上述规则均开双面坡口，正常情况下，会存在难以焊接的焊缝，系统将自动将其中的一个坡口或者所有坡口改为单边坡口，以方便焊接；

7、坡口设计完成后，进行人工确认，人机交互模块主要是将焊接坡口设计模块输出的焊接坡口进行人工确认，将不合理的坡口进行人工修正，并确定整个焊接件最终的坡口形式；

8、坡口确认完成后，在对焊接顺序进行输出，焊接顺序输出模块根据以下原则确定焊缝焊接顺序：

整个焊接坡口顺序采用先焊内部焊缝，再焊外部焊接的原则；

在上述原则的基础上，采取由中间向两侧对称施焊的原则；

在上述原则的基础上，采取先立焊，后横焊或者平焊，最后环焊的原则；

9、再此进入人机交互模块，人工调整不合理的焊接顺序，确定最终的焊接顺序。

10、对焊接坡口的数据进行读取(此步骤和上述步骤7可同步进行)，读取最终确认的焊接坡口方向(是否是平焊，横焊，立焊，环焊)，读取焊缝长度以及坡口形式(K型，V型，J型)；

11、焊接设备推荐模块根据焊接坡口数据读取模块所读取的焊接数据，以及步骤3中所导入的焊接设备推荐焊接设备，其具体原则如下：

若焊缝为平焊焊缝，且为J型焊缝，则采用窄间隙焊接或者手工电弧焊；

若焊缝为平焊焊缝，且焊缝长度小于2m，可采用手工电弧焊或者气体保护焊；

若焊缝为平焊焊缝，焊缝长度大于2m并且为长直焊缝，可采用埋弧焊；

若焊缝为横焊或者立焊，且焊缝成规律阵列排版，采用机器人自动焊接设备；

若焊缝为环焊缝，且焊缝弧长大于2m，采用机器人自动焊接设备；

其余焊缝采用手工电弧焊或者气体保护焊；

12、输出模块则根据上述输出内容统一输出焊接件焊接过程中零件连接位置的坡口形式，焊接顺序以及所推荐的焊接设备。

13、采用此方法焊接完成后，针对焊接前理论尺寸和焊接后人工手动测量的尺寸进行对比打分，其中可以包括两筋板间焊后间距的变化a1，环形圆柱体内部筋板焊接完成后其直径变化b1，平面上筋板焊接完成后其平面凹凸不平的面积变化c1以及焊接完成后最大尺寸的变化d1，同时设置两连接板间距的权重x1,直径的权重x2，平面度的权重x3，最大外形尺寸的权重x4，以及对比因子y，计算焊接件整体的变形程度z＝(a1/a)x1+(b1/b)x2+(c1/c)x3+(d1/d)x4，其中a为直线度偏差a所在的理论直线长度，b为理论直径，c为平面面积，d为理论最大外形尺寸，通过对比y与z的值来确定本次焊接是否合格，若z≤y，则本次焊接方法为合格的，后续类似焊接件可按此方法进行，若z＞y则此焊接件焊接前需进行预处理，系统选择(a1/a)x1或(b1/b)x2或(c1/c)x3或(d1/d)x4这几组数据的最大值，若最大偏差为间距，则系统将推荐焊前处理办法为增加铆装间隙，若最大偏差为直径或最大外形尺寸，则系统将推荐焊前处理办法为增加工艺支撑，若最大偏差为平面度，则系统将推荐焊前处理办法为焊前反变成处理，同时系统根据最大值数据对应位置所直接连接的坡口进行标注，供设计人员进行识别或对其进行其他方法减少焊接变形。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种焊接工艺推荐系统，其特征在于，包括：

焊接件输入模块，用于输入需焊接的焊接件的三维模型；

存储模块，用于存储已有的焊接设备、焊接设备与坡口数据的映射关系以及历史焊接件信息；

零件读取模块，用于读取待焊接的焊接件的三维模型中各个零件的板厚，零件所在的位置，零件是否处于此焊接件的最外侧、被连接零件连接位置尺寸、各个零件的外形尺寸、整个焊接件的最大外形尺寸并作为一个完整数据储存在储存模块内；

焊接坡口设计模块，用于根据读取的各零件的板厚和被连接零件连接位置尺寸生成焊接坡口，包括焊接坡口方向、焊缝长度、坡口形式，所述焊接坡口方向包括平焊，横焊，立焊，环焊，所述坡口形式包括K型，V型，J型；

焊接顺序输出模块，用于根据输出的焊接坡口和预设的焊接规则确定焊缝焊接顺序；

焊接坡口数据读取模块，用于读取最终确认的焊接坡口方向，焊缝长度、坡口形式；

焊接设备推荐模块，用于根据读取的焊接坡口方向和焊缝长度在所存储的已有的焊接设备中推荐相应的焊接设备；

输出模块，综合输出焊接件焊接过程中零件连接位置的坡口形式、焊接顺序以及所推荐的焊接设备。

2.根据权利要求1所述的焊接工艺推荐系统，其特征在于，还包括：

特殊情况处理模块，用于当生成的焊接坡口造成焊接设备的焊接可达性差时，按设定规则对生成的焊接坡口进行调整处理。

3.根据权利要求1所述的焊接工艺推荐系统，其特征在于，还包括：

人机交互模块，用于将输出的焊接坡口和焊接顺序交由人工确认和修正，并根据人工确认和修正的结果确定最终的焊接坡口和焊接顺序。

4.根据权利要求1所述的焊接工艺推荐系统，其特征在于，还包括：

对比选择模块，用于将输入的焊接件的三维模型与存储的历史焊接件信息进行比对，并根据比对的相似度结果从历史焊接件信息中确定坡口形式、焊接顺序以及所推荐的焊接设备。

5.根据权利要求1所述的焊接工艺推荐系统，其特征在于，还包括：

评价模块，用于在焊接完成后，针对焊接前理论尺寸和焊接后实际测量的尺寸进行对比打分。

6.根据权利要求1所述的焊接工艺推荐系统，其特征在于，所述焊接坡口设计模块根据读取的各零件的板厚和被连接零件连接位置尺寸生成焊接坡口时，具体采用如下策略：

若零件连接位置处于最外层则，且板厚小于5mm，则不设计坡口，若零件厚度处于5-80mm，则设计单边V型坡口，坡口角度30-45°，若零件厚度大于80mm，根据推荐的焊接设备，若存在窄间隙焊机则设计J型坡口，若不存在，则设计单边V型坡口，坡口角度30-45°；

若零件连接位置处于内侧，若板厚小于5mm，则不设计坡口，若零件厚度处于5-20mm之间，被连接零件连接位置可设计单面坡口，坡口角度可以是30-45°；若被连接零件厚度处于20-80mm之间，则被连接零件连接位置可设置为K型坡口，坡口角度为35-40°；若被连接零件厚度大于80mm，根据推荐的焊接设备，若存在窄间隙焊机则设计双面J型坡口，若不存在，则设计K型坡口。

7.根据权利要求1所述的焊接工艺推荐系统，其特征在于，所述焊接顺序输出模块根据输出的焊接坡口和预设的焊接规则确定焊缝焊接顺序时，具体采用以下策略：

整个焊接坡口顺序采用先焊内部焊缝，再焊外部焊接的原则；

在上述原则的基础上，采取由中间向两侧对称施焊的原则；

在上述原则的基础上，采取先立焊，后横焊或者平焊，最后环焊的原则。

8.根据权利要求1所述的焊接工艺推荐系统，其特征在于，所述焊接设备推荐模块根据读取的焊接坡口方向和焊缝长度在所存储的已有的焊接设备中推荐相应的焊接设备时，具体采用以下策略：

若焊缝为平焊焊缝，且为J型焊缝，则采用窄间隙焊接或者手工电弧焊；

若焊缝为平焊焊缝，且焊缝长度小于2m，采用手工电弧焊或者气体保护焊；

若焊缝为平焊焊缝，焊缝长度大于2m并且为长直焊缝，采用埋弧焊；

若焊缝为横焊或者立焊，且焊缝成规律阵列排版，采用机器人自动焊接设备；

若焊缝为环焊缝，且焊缝弧长大于2m，采用机器人自动焊接设备；

其余焊缝采用手工电弧焊或者气体保护焊。

9.根据权利要求2所述的焊接工艺推荐系统，其特征在于，所述特殊情况处理模块在当生成的焊接坡口造成焊接设备的焊接可达性差时，按设定规则对生成的焊接坡口进行调整处理时，具体采用以下策略：

针对自动生成坡口的内部零件，检测坡口所在零件的与其最近的零件间距，若其最小间距小于200mm，则正常焊接设备均难以焊到，此时将该零件的坡口改为方便焊接的单边坡口；

针对自动生成坡口的内部零件，若一个零件各个边按上述规则均开双面坡口，则系统将自动将其中的一个坡口或者所有坡口改为方便焊接的单边坡口。

10.根据权利要求4所述的焊接工艺推荐系统，其特征在于，所述对比选择模块具体用于：

将输入的焊接件的三维模型与存储的历史焊接件信息进行比对，在最大外形尺寸相同的情况下，读取输入的焊接件的三维模型的总零件的个数e1和历史输入的焊接件总零件个数e2，计算相似度f＝e_x/e_y，f≤1，其中e_x为e1、e2中较小的值，e_y为e1、e2中较大的值，将相似度f与对比因子h进行比较，若f≤h，则对所有零件进行坡口设计，若f＞h则继续进行相似度对比，读取相同零件个数g，相同零件为，输入的模型与历史储存的模型数据中零件外形尺寸一致且外形尺寸一致的零件所在的坐标轴位置一致，则再次计算相似度k＝g/(e1+e2)，k≤0.5，将相似度k与对比因子m进行比较，若k≤m则对所有零件进行坡口设计，若k＞m，则输出满足以上要求的历史焊接件及其相对应的焊接坡口设计、焊接设备与焊接顺序和焊后变形程度z，若有多件满足上述要求的历史焊接件信息，则根据焊后变形程度z的数值大小，选择焊接变形程度z最小的历史焊接件信息的焊接坡口设计、焊接设备与焊接顺序。

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