CN117260076A - 用于自动焊接的系统和方法 - Google Patents

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M.D.佩祖蒂
L.T.拉施
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Abstract

本公开的发明名称是“用于自动焊接的系统和方法”。本申请公开一种自动焊接系统包括：安装平台、焊接工具、成像装置以及控制器。安装平台被配置成接纳物体。成像装置被配置成获取与所述物体相关联的至少一个图像。所述控制器被配置成：接收所述至少一个获取的图像；分析所述至少一个获取的图像中的至少一个像素；基于所述分析识别所述至少一个获取的图像中的待焊接区域，其中所述待焊接区域包括缺陷；以及基于所述识别产生用于控制所述安装平台和用以焊接所述待焊接区域的所述焊接工具中的至少一个的控制指令。

Description

用于自动焊接的系统和方法
技术领域
本文中所公开的主题大体上涉及自动焊接系统。
背景技术
至少一些已知焊接系统被配置成使用例如电弧焊接工具等焊接工具来焊接物体。在这些系统中的一些中，物体是翼型件，其在翼型件已在飞机发动机内操作一段时间之后被选择用于维修。在操作期间，翼型件可承受可能不利地影响其性能的磨损。举例来说，裂痕或叶片尖端擦伤可出现在翼型件中，这可能影响叶片的冷却回路和/或空气动力性能。焊接工具可用于维修这些裂痕和重建叶片尖端。
许多已知焊接系统，确切地说翼型件焊接系统，并非全自动的。此类系统可产生过量的过程废料且时常效率低下，这是由于焊工必须经过焊接设备的培训和重新培训。
发明内容
在一个方面中，提供自动焊接系统。自动焊接系统包括：安装平台，其被配置成接纳物体；焊接工具；成像装置，其被配置成获取与所述物体相关联的至少一个图像；以及控制器。所述控制器被配置成：接收所述至少一个获取的图像；分析所述至少一个获取的图像中的至少一个像素；基于所述分析识别所述至少一个获取的图像中的待焊接区域，其中所述待焊接区域包括缺陷；以及基于所述识别产生用于控制所述安装平台和用以焊接所述待焊接区域的所述焊接工具中的至少一个的控制指令。
在一些实施例中，所述控制器被进一步配置成分析至少一个获取的图像中的多个像素以识别预限定图案。此外，在一些实施例中，所述控制器被配置成分析与所述多个像素相关联的灰度数据以识别所述预限定图案。另外，在一些实施例中，所述控制器被配置成将所述预限定图案指定为将免于焊接的区域。又另外，在一些实施例中，所述控制器被配置成分析至少一个获取的图像中的多个像素以识别非预限定图案。此外，在一些实施例中，所述控制器被配置成分析与所述多个像素相关联的灰度数据以识别所述非预限定图案。此外，在一些实施例中，所述控制器被配置成将非预限定图案指定为待焊接区域。在一些实施例中，所述自动焊接系统包括被配置成接纳和固定所述物体的结构，其中所述结构包括加热设备、绝缘材料、观察窗和温度传感器中的至少一个。此外，在一些实施例中，控制器被配置成产生用于控制加热设备的控制指令，所述加热设备可用于控制结构的内部温度，其中所述控制指令可包括将结构的内部温度保持在预定温度范围的指令。
在另一方面中，提供一种制品。制品包括非暂时性、有形计算机可读存储媒体，所述非暂时性、有形计算机可读存储媒体具有存储在其上的指令，所述指令响应于通过被配置用于将控制指令提供到安装平台和焊接工具中的至少一个的控制器的执行致使控制器执行操作，所述操作包括通过控制器接收在安装平台上接纳的物体的至少一个获取的图像，通过控制器分析至少一个获取的图像中的至少一个像素，通过控制器且基于所述分析识别至少一个获取的图像中的待焊接区域，其中所述待焊接区域包括缺陷，以及通过控制器且基于所述识别产生用于控制安装平台和用以焊接待焊接区域的焊接工具中的至少一个的控制指令。
在一些实施例中，控制指令进一步致使控制器执行操作，所述操作包括通过控制器分析至少一个获取的图像中的多个像素以识别预限定图案。此外，在一些实施例中，控制指令进一步致使控制器执行操作，所述操作包括通过控制器分析与多个像素相关联的灰度数据，以识别预限定图案。另外，在一些实施例中，所述控制指令进一步致使控制器执行操作，所述操作包括通过控制器将预限定图案指定为将免于焊接的区域。此外，在一些实施例中，控制指令进一步致使控制器执行操作，所述操作包括通过控制器分析至少一个获取的图像中的多个像素以识别非预限定图案。另外，在一些实施例中，控制指令进一步致使控制器执行操作，所述操作包括通过控制器分析与多个像素相关联的灰度数据，以识别非预限定图案。此外，在一些实施例中，指令进一步致使控制器执行操作，所述操作包括通过控制器将非预限定图案指定为待焊接区域。
在又一方面中，提供用于操作焊接系统的方法。方法包括通过被配置成控制焊接系统的控制器接收物体的至少一个获取的图像，通过控制器分析至少一个获取图像中的至少一个像素，通过控制器且基于分析识别至少一个获取的图像中的待焊接区域，其中待焊接区域包括缺陷，以及通过控制器且基于识别产生用于控制被配置成接纳物体的安装平台和用以焊接待焊接区域的焊接工具中的至少一个的控制指令。
在一些实施例中，方法进一步包括通过控制器分析至少一个获取的图像中的多个像素以识别预限定图案，以及通过控制器将预限定图案指定为将免于焊接的区域。另外，在一些实施例中，方法包括通过控制器分析至少一个获取的图像中的多个像素以识别非预限定图案，以及通过控制器将非预限定图案指定为将免于焊接的区域。
本申请技术方案1涉及一种自动焊接系统，其包括：
安装平台，其被配置成接纳物体；
焊接工具；
成像装置，其被配置成获取与所述物体相关联的至少一个图像；以及
控制器，其被配置成：
接收所述至少一个获取的图像；
分析所述至少一个获取的图像中的至少一个像素；
基于所述分析识别所述至少一个获取的图像中的待焊接区域，其中所述待焊接区域包括缺陷；且
基于所述识别产生用于控制所述安装平台和用以焊接所述待焊接区域的所述焊接工具中的至少一个的控制指令。
本申请技术方案2涉及根据技术方案1所述的自动焊接系统，其中，所述控制器被进一步配置成分析所述至少一个获取的图像中的多个像素以识别预限定图案。
本申请技术方案3涉及根据技术方案2所述的自动焊接系统，其中，所述控制器被进一步配置成分析与所述多个像素相关联的灰度数据以识别所述预限定图案。
本申请技术方案4涉及根据技术方案2所述的自动焊接系统，其中，所述控制器被进一步配置成将所述预限定图案指定为将免于焊接的区域。
本申请技术方案5涉及根据技术方案1所述的自动焊接系统，其中，所述控制器被进一步配置成分析所述至少一个获取的图像中的多个像素以识别非预限定图案。
本申请技术方案6涉及根据技术方案5所述的自动焊接系统，其中，所述控制器被进一步配置成分析与所述多个像素相关联的灰度数据以识别所述非预限定图案。
本申请技术方案7涉及根据技术方案5所述的自动焊接系统，其中，所述控制器被进一步配置成将所述非预限定图案指定为所述待焊接区域。
本申请技术方案8涉及根据技术方案1所述的自动焊接系统，其进一步包括被配置成接纳和固定所述物体的结构，所述结构包括加热设备、绝缘材料、观察窗和温度传感器中的至少一个。
本申请技术方案9涉及根据技术方案8所述的自动焊接系统，其中，所述控制器被进一步配置成产生用于控制加热设备的控制指令，所述加热设备可用于控制所述结构的内部温度。
本申请技术方案10涉及根据技术方案9所述的自动焊接系统，其中，所述用于控制所述结构的所述内部温度的控制指令包括将所述结构的所述内部温度保持在预定温度范围的指令。
本申请技术方案11涉及一种包括非暂时性有形计算机可读存储媒体的制品，所述非暂时性有形计算机可读存储媒体具有存储在其上的指令，所述指令响应于被配置用于将控制指令提供到安装平台和焊接工具中的至少一个的控制器的执行而致使所述控制器执行包括以下各项的操作：
通过所述控制器接收在所述安装平台上接纳的物体的至少一个获取的图像；
通过所述控制器分析所述至少一个获取的图像中的至少一个像素；
通过所述控制器且基于所述分析识别所述至少一个获取的图像中的待焊接区域，其中所述待焊接区域包括缺陷；以及
通过所述控制器且基于所述识别产生用于控制所述安装平台和用以焊接所述待焊接区域的所述焊接工具中的至少一个的控制指令。
本申请技术方案12涉及根据技术方案11所述的制品，其中，所述指令进一步致使所述控制器执行以下操作：包括通过所述控制器分析所述至少一个获取的图像中的多个像素，以识别预限定图案。
本申请技术方案13涉及根据技术方案12所述的制品，其中，所述指令进一步致使所述控制器执行以下操作：包括通过所述控制器分析与所述多个像素相关联的灰度数据，以识别所述预限定图案。
本申请技术方案14涉及根据技术方案12所述的制品，其中，所述指令进一步致使所述控制器执行以下操作：包括通过所述控制器将所述预限定图案指定为将免于焊接的区域。
本申请技术方案15涉及根据技术方案11所述的制品，其中，所述指令进一步致使所述控制器执行以下操作：包括通过所述控制器分析所述至少一个获取的图像中的多个像素，以识别非预限定图案。
本申请技术方案16涉及根据技术方案15所述的制品，其中，所述指令进一步致使所述控制器执行以下操作：包括通过所述控制器分析与所述多个像素相关联的灰度数据，以识别所述非预限定图案。
本申请技术方案17涉及根据技术方案15所述的制品，其中，所述指令进一步致使所述控制器执行以下操作：包括通过所述控制器将所述非预限定图案指定为所述待焊接区域。
本申请技术方案18涉及一种用于操作焊接系统的方法，所述方法包括：
通过被配置成控制所述焊接系统的控制器接收物体的至少一个获取的图像；
通过所述控制器分析所述至少一个获取的图像中的至少一个像素；
通过所述控制器且基于所述分析识别所述至少一个获取的图像中的待焊接区域，其中所述待焊接区域包括缺陷；以及
通过所述控制器且基于所述识别产生用于控制被配置成接纳所述物体的安装平台和用以焊接所述待焊接区域的焊接工具中的至少一个的控制指令。
本申请技术方案19涉及根据技术方案18所述的方法，其进一步包括：
通过所述控制器分析所述至少一个获取的图像中的多个像素以识别预限定图案；以及
通过所述控制器将所述预限定图案指定为将免于焊接的区域。
本申请技术方案20涉及根据技术方案18所述的方法，其进一步包括：
通过所述控制器分析所述至少一个获取的图像中的多个像素以识别非预限定图案；以及
通过所述控制器将所述非预限定图案指定为将免于焊接的区域。
附图说明
当参考附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优势将变得更好理解，在所有图式中相同的标号表示相同的零件，在图式中：
图1是示范性自动焊接系统的示意图；
图2是说明用于使用图1中所示出的自动焊接系统维修物体的示范性过程的流程图；且
图3是经汇编以使用图1中所示出的自动焊接系统形成物体的全景图的示范性系列物体图像的示意图。
除非另外指明，否则本文中所提供的图式用来说明本发明的实施例的特征。这些特征被认为适用于包括本发明的一个或多个实施例的广泛多种系统。由此，图式并非意在包括所属领域的技术人员已知的实践本文中所公开的实施例所需的所有常规特征。
具体实施方式
在以下说明书和权利要求书中，将引用若干术语，所述术语应定义为具有以下含义。
除非上下文明确地另外指明，否则单数形式“一”和“所述”包括复数指代物。
“任选”或“视需要”意指随后描述的事件或情形可能发生或可能不发生，且所述描述包括事件发生的情况和事件不发生的情况。
本文中所公开的主题大体上涉及自动焊接系统，且更确切地说，涉及获取例如物体的一个或多个图像等物体的数据以产生用于焊接物体的控制指令的自动焊接系统
本申请的实施例涉及自动焊接系统。系统大体上包括结构，例如焊接盒、焊接工具、成像装置、控制器和安装平台。在操作中，例如翼型件的物体紧固在安装平台上且放置在结构内。物体在安装平台上旋转和/或平移通过一个或多个检查位置。在每个检查位置处，成像装置获取数据，例如物体的一个或多个图像，且将获取的数据发射到控制器。
控制器接收获取的数据(例如，多个获取的图像)，且在一些实施例中，基于获取的图像中的至少一些产生物体的全景图像。控制器分析获取的图像和/或全景图像中的多个像素以例如基于比较由多个像素形成的图案与预限定模式的数据库或文库来识别预限定图案和/或非预限定图案。如果由多个像素形成的图案匹配预限定图案，那么控制器可确定多个像素与已构建特征相关联，所述已构建特征应免于焊接操作。另一方面，如果由多个像素形成的图案不匹配预限定图案，那么控制器可确定多个像素与待焊接区域相关联，所述待焊接区域例如缺陷，在一些状况下，可包括裂痕。
尽管本文中参考例如翼型件的物体描述系统、方法和制品，但例如船用螺旋桨叶片、地面车辆的部件等其它物体和/或可作为维修或制造过程的部分焊接的任何其它物体预期在本发明的范围内。
图1是示范性自动焊接系统100的示意图。自动焊接系统100包括结构102、安装平台104、焊接工具106、成像装置108和控制器110。
结构102是例如焊接盒的容器，在所述容器内放置例如翼型件的物体112，且在所述容器内焊接物体112。如所示出，物体112可包括待焊接区域126，例如裂痕，且物体112可放置在结构102内，使得可通过自动焊接系统100焊接待焊接区域126。
在示范性实施例中，结构102包括限定焊接隔室116的内表面114。结构102可借助于一个或多个隔热材料101和/或一个或多个屏蔽介质109进行绝缘且此外可包括一个或多个加热设备103，例如但不限于，一个或多个电加热设备、一个或多个气体燃烧炉等等。如下文所描述，加热设备103可被配置成将结构102的内部温度(焊接隔室116内)升高到所要温度，例如使物体112变得可延展的(ductile)、柔韧的(malleable)、半熔融或以其它方式可加工的温度。此外，加热设备103可被配置成将结构102的内部温度保持在所要或预限定温度范围内，例如使物体112变得可延展的、柔韧的、半熔融或以其它方式可加工的温度范围。结构102还可包括观察窗105和/或一个或多个温度传感器107，其可被配置成提供反馈，以用于对加热设备103的控制。结构102还可填充有例如氩气或氦气的惰性气体。气体可经选择以与物体112的材料兼容。
安装平台104是被配置成接纳物体112的支撑和安装结构。在示范性实施例中，物体112紧固或安装在安装平台104上以用于焊接操作。安装平台104可包括一个或多个夹具或紧固件，以用于安装和固持物体112。安装平台104还可包括一个或多个电动机械致动器118和/或一个或多个接合件120，其可促使安装平台104的运动。举例来说，安装平台104可被配置成围绕x、y和/或z轴旋转。安装平台104还可以被配置成沿着x、y和/或z轴平移。
焊接工具106是能够制造焊缝的任何工具，例如激光焊接工具、电弧焊接工具、气体焊接工具、气体金属电弧焊接工具等等。焊接工具106还可包括一个或多个电动机械致动器122和/或一个或多个接合件124，其可促使焊接工具106的运动。举例来说，焊接工具106的每个接合部124可围绕x、y和/或z轴旋转。焊接工具106还可以被配置成沿着x、y和/或z轴平移。
成像装置108被配置成获取与物体112相关联的数据，例如一个或多个图像和/或物体112的其它数据。举例来说，成像装置108是相机，例如数码或CCD相机。成像装置108安装在结构102内且相对于安装平台104安置在适合于获取物体112的一个或多个图像的位置和角度处。在其它实施例中，成像装置108定位在结构102外部可通过成像装置108查看物体112的位置中。举例来说，在一些实施例中，成像装置108可定位在结构102的外部，使得成像装置108通过观察窗105观察。
控制器110协调例如一个或多个图像等物体112的数据的获取。在示范性实施例中，控制器110包括通信地连接到一个或多个有形、非暂时性存储器装置152的一个或多个处理器150。在一些实施例中，控制器110进一步协调安装平台104的运动和/或焊接工具106的运动。控制器110还可协调焊接工具106的操作。举例来说，控制器110可控制到焊接工具106的焊接电流和/或焊接电压供应。此外，控制器110可控制到焊接工具106的气体选择、气体压力和/或气体流量。控制器110还可控制焊接工具106相对于物体112的角度和/或行进经过物体112的角度。在焊接过程期间控制器110还可控制焊接工具106到物体112的距离。在焊接过程期间控制器110还可控制焊接工具106相对于物体112的相对速度。
控制器110获取关于物体112的数据且识别至少一个待焊接区域126(例如，例如裂痕的缺陷)。在控制器110已识别至少一个获取的图像中的至少一个待焊接区域126之后，控制器110产生用于控制安装平台104和/或焊接工具106中的一个或两个的一个或多个控制指令。举例来说，一个或多个控制指令可控制安装平台104和/或焊接工具106的位置和/或定向。控制指令可被发射到安装平台104和/或焊接工具106，以供实施。
图2是说明用于使用自动焊接系统100(图1中示出)维修物体112的示范性过程200的流程图。图3是经汇编以形成物体112的全景图像的示范性系列获取的图像的示意图。组合参考图1、2和3，首先将物体112放置在结构102内，以供维修。举例来说，物体112被手动或机械地安装在结构102内的安装平台104上。另外，在一些实施例中，物体112可被喷漆或以其它方式上色，使得物体112具有均匀和/或所要颜色，例如哑光灰色。
在结构102内，成像装置108获取物体112的数据，例如物体112的一个或多个图像。如本文中所使用，“获取的数据”可指通过物体112的成像装置108获取的物体112的一个或多个图像和/或通过成像装置108获取的与物体112相关联的任何其它数据，例如物体112的一个或多个红外图像。此外，“获取的数据”可包括一个或多个“获取的图像”。举例来说，如本文中所描述，成像装置108可扫描或拍摄物体112以获取物体112的至少一个图像。
因此，在示范性实施例中，成像装置108获取物体112的多个图像。举例来说，物体112在安装平台104上旋转和/或平移通过一个或多个检查位置。当物体112移动时，成像装置108获取在每个检查位置处的物体112的多个图像。图像可具有物体112的不同部分或区且可经比对或汇集成图像数据文件。举例来说，成像装置108可获取在第一区303处的物体112的第一图像302、在第二区305处的物体112的第二图像304和在第三区307处的物体112的第三图像306。在一些实施例中，物体112可在安装平台104上保持静止且成像装置108可围绕物体112旋转、平移或以其它方式移动以获取第一图像302、第二图像304和第三图像306。
在获取第一图像302、第二图像304和第三图像306的情况下，成像装置108将第一图像302、第二图像304和第三图像306中的每一个发射到控制器110，且控制器110接收第一图像302、第二图像304和第三图像306中的每一个(步骤202)。此外，可通过控制器110汇编、比对第一图像302、第二图像304和第三图像306或将其“拼接在一起”以形成物体112的全景图像308。
全景图像308可包括物体112的完整视图，或全景图像308可包括物体112的局部视图。举例来说，在各个实施例中，成像装置108可获取单个区的多个图像，单个区例如第一区303、第二区305或第三区307中的任一个。更确切地说，在一些实施例中，成像装置108可获取第一区303的多个图像，所述第一区303可对应于环绕物体112的叶片尖端的区。此外，在一些实施例中，成像装置108可能不获取物体112的多个图像。实际上，在一些实施例中，成像装置可仅获取第一图像302、第二图像304或第三图像306中的一个。在替代实施例中，可获取物体112的任何合适的区的任何合适数目个图像。
响应于接收到例如组合成全景图像308的至少一个获取的图像(和/或任何其它获取的图像或多个获取的图像)，控制器110分析至少一个获取的图像中的至少一个像素(步骤204)。举例来说，在示范性实施例中，控制器110可分析全景图像308中的多个像素310以识别由多个像素310形成的图案312。在图3处示出的实例中，图案312是对应于物体112中的已构建特征的圆形图案，例如在物体112中制造的冷却孔。
在一些实施例中，为了识别图案312，控制器110可分析与全景图像308相关联的所有像素(和/或任何其它获取的图像)以识别与特定灰度数据相关联的像素群组，例如具有特定灰度值的像素群组(例如，像素310)和/或具有在预限定灰度值范围内的灰度值的像素群组，例如范围介于的0(纯黑色)到128(中灰色)的值，其中从0到128的值的范围可与更暗图像颜色相关联，例如可表示物体112中出现的凹口、孔、阴影、裂痕或其它缺陷或表面特征的图像颜色。举例来说，控制器110可识别具有在预限定灰度值范围中的灰度值的像素集群或群组，例如像素310。在图3处示出的实例中，像素310具有零灰度值；然而，应了解像素310的灰度值可介于0到128范围内，如本文中所描述。此像素集群或群组可通过控制器110识别或选择，以用于进一步分析或评估，例如用于图案辨识或分析。
具体来说，且在示范性实施例中，控制器110可实施图案辨识以确定由像素310形成的图案312是预限定图案。举例来说，在一些实施例中，控制器110可比较图案312与预限定模式的文库或数据库。如果图案312匹配或基本上匹配存储于文库或数据库中的多个预限定模式中的任一个，那么控制器110可确定像素310与预限定图案相关联，且对应地与已构建区域相关联。此外，控制器110可将像素310标志、标记、识别或以其它方式指定为与将免于焊接的区域314相关联，这是因为可能不需要试图维修物体112上包括此已构建特征的区域。
以相似的方式，控制器110可分析全景图像308中的多个像素316以识别由像素316形成的图案318。在示范性实施例中，图案318是不规则图案，其对应于物体112上损坏或磨损区域，例如缺陷或裂痕。
因此，控制器110能够从物体112的问题的实际指示中辨别已构建特征。此外，如本文中所描述，控制器110能够确定对物体112的先前焊接维修。又另外，在一些实施例中且如本文中所描述，控制器110能够区分对物体112的先前焊接维修与当前或现有缺陷或者物体112的磨损或损坏区域。
如上文所描述，控制器110可比较由像素316形成的图案318与预限定模式的文库或数据库，其中，如本文中所描述，预限定模式中的每一个可对应于已构建特征。如果图案318不匹配，或基本上不匹配存储于文库或数据库中的预限定模式中的任一个，那么控制器110可确定像素316不与预限定图案相关联，且其中像素316不与预限定图案相关联(但实际上与非预限定图案相关联)，控制器110可将像素316标志、标记、识别或以其它方式指定为与待焊接区域126相关联(步骤206)。
已识别在预限定灰度值范围中的像素的一个或多个预限定模式和/或在预限定灰度值范围中的像素的一个或多个非预限定模式，控制器110可另外产生用于控制安装平台104和/或用以焊接待焊接区域126的焊接工具106中的至少一个的一个或多个控制指令。
控制指令可被发射到安装平台104和/或焊接工具106，以供实施。举例来说，控制指令可被提供到一个或多个致动器118和/或接合件120。控制指令可以是任何合适类型的控制指令，例如计算机数控(CNC)指令等等。在一些实施例中，控制指令是被提供以控制安装平台104和/或焊接工具106的控制信号。
控制指令可指定焊接路径，所述焊接路径可参考一个或多个x、y和/或z坐标限定。安装平台104和/或焊接工具106可基于指定的焊接路径旋转和/或平移，使得物体112相对于焊接工具106定位，其方式使得促进通过焊接工具106对物体112上的待焊接区域126进行焊接。因此，控制器110沿着焊接路径引导安装平台104和/或焊接工具106，使得通过焊接工具106沿着焊接路径自动焊接待焊接区域126。
在一些实施例中，控制器110可另外将控制指令或控制信号提供到结构102以将结构102的内部温度升高到指定或预定温度或者指定或预定温度范围。举例来说，控制器110可部分地基于从一个或多个温度传感器107接收的信号而将控制信号提供到一个或多个加热设备103，这样致使加热设备103将结构102的内部温度升高到使物体112变得可延展的、柔韧的、半熔融或以其它方式可工作的温度。因此，预定温度可取决于物体112的材料组成物且可随着将不同物品提供到自动焊接系统100以用于检查和维修而变化。
如上文所描述，自动焊接系统的实施例促进自动焊接过程，其中借助于自动焊接过程检查物体以识别待焊接和维修区域。因此，控制器接收获取的数据，例如安装在结构内的安装平台上的物体的一个或多个获取的图像，且可基于获取的图像中的每一个将获取的图像组合到物体的全景图像中。在接收获取的图像后，控制器分析例如全景图像中的多个像素以例如基于比较由多个像素形成的图案与预限定模式的数据库或文库来识别预限定图案和/或非预限定图案。如果由多个像素形成的图案匹配预限定图案，那么控制器可确定多个像素与已构建特征相关联，所述已构建特征应免于焊接操作。另一方面，如果由多个像素形成的图案不匹配预限定图案，那么控制器可确定多个像素与例如裂痕等待焊接区域相关联。
本文所描述的自动焊接系统的示范性技术效果包括，例如：(a)检查在多个检查位置处的物体；(b)识别已构建区域以从焊接操作中排除；(c)识别待焊接区域(例如，裂痕)以用于焊接；以及(d)将物体加热到使物体可工作的温度或温度范围。
自动焊接系统和相关部件的示范性实施例在上文中详细描述。系统不限于本文中所描述的特定实施例，但实际上系统的部件和/或方法的步骤可独立地且与本文中所描述的其它部件和/或步骤分开使用。例如，本文所描述的部件的配置也可以结合其它过程使用，且不限于用本文所描述的系统和相关方法来实践。实际上，可以结合需要自动焊接的许多应用实施和使用示范性实施例。
如本文中在整个说明书以及权利要求书中所使用的近似语言可以应用于修饰可以许可的方式变化而不会导致其相关的基本功能改变的任何定量表示。因此，通过例如“大约”和“基本上”等术语修饰的值将不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可对应于用于测量所述值的仪器的精度。此处以及在整个说明书以及权利要求书中，范围限制可以是组合的和/或互换的；除非上下文或语言另外指示，否则此类范围得以识别且包括其中所含有的所有子范围。
如本文中所使用，术语“处理器”和“计算机”及相关术语，例如“处理装置”和“计算装置”，不仅仅限于在所属领域中被称为计算机的那些集成电路，而是广义地表示微控制器、微计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路和其它可编程电路，且这些术语在本文中可互换使用。在本文中所描述的实施例中，存储器包括但不限于例如随机存取存储器(RAM)的计算机可读媒体和例如闪存器的计算机可读非易失性媒体。或者，也可使用软盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)和/或数字多功能光盘(DVD)。此外，在本文中所描述的实施例中，额外输入通道可以是但不限于与例如鼠标和键盘等用户接口相关联的计算机外围设备。或者，也可使用其它计算机外围设备，其可包括例如但不限于扫描仪。此外，在示范性实施例中，额外输出通道可包括但不限于用户接口监视器。
另外，如本文中所使用，术语“软件”和“固件”是可互换的，且包括存储在存储器中用于由个人计算机、工作站、客户端和服务器执行的任何计算机程序。
如本文中所使用，术语“非暂时性计算机可读媒体”旨在表示在任何方法或技术中实施的任何有形的基于计算机的装置，以用于例如计算机可读指令、数据结构、程序模块和子模块、或在任何装置中的其它数据的信息的短期和长期存储。因此，本文中所描述的方法可被编码为在包括但不限于存储装置和/或存储器装置的有形、非暂时性计算机可读存储媒体中体现的可执行指令。此类指令在由处理器执行时致使处理器执行本文中所描述的方法的至少一部分。此外，如本文中所使用，术语“非暂时性计算机可读媒体”包括所有有形的计算机可读媒体，包括但不限于非暂时性计算机存储装置，包括但不限于易失性和非易失性媒体以及可移除和不可移除媒体，例如固件、物理和虚拟存储装置、CD-ROM、DVD和例如网络或因特网等任何其它数字源，以及尚待开发的数字化手段，唯一的例外是暂时性的传播信号。
尽管可能在一些图式中示出本发明的各种实施例的具体特征，而在其它图式中未示出，但这仅是为方便起见。根据本发明的原理，可结合任何其它图式的任何特征参考和/或要求图式的任何特征。
本书面描述用实例来公开包括最佳模式的本发明的实施例，且还使所属领域的技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何所并入的方法。本文中所描述的实施例的可获专利的范围由权利要求书限定，且可包括所属领域的技术人员所想到的其它实例。如果此类其它实例具有并非不同于权利要求书的字面语言的结构要素，或如果其包括与权利要求书的字面语言无实质差异的等效结构要素，那么预期此类其它实例在权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种自动化焊接系统，包括：
安装平台，配置成接收物体；
焊接工具；
成像装置，配置成获取与所述物体相关联的至少一个图像；以及
控制器，配置成：
接收所述至少一个图像；
分析所述至少一个图像中的多个像素以识别与特定灰度数据相关联的一组像素；
将所述至少一个图像中的该组像素与数据库中存储的像素的预定义图案进行比较；
确定所述至少一个图像中的该组像素是否匹配于所述数据库中存储的像素的所述预定义图案中的至少一个；
将匹配于所述预定义图案中至少一个预定义图案的所述多个像素的区域指定为将免于焊接的区域，并且将不匹配于所述预定义图案中至少一个预定义图案的所述多个像素的区域指定为待焊接区域；以及
基于所述指定而生成控制指令，所述控制指令用于控制所述安装平台和所述焊接工具中的至少一个来焊接所述待焊接区域。
2.如权利要求1所述的自动焊接系统，其中，该组像素中的像素具有在灰度值的预定义范围内的灰度值。
3.如权利要求2所述的自动焊接系统，其中，该组像素代表所述物体上的凹口、孔、阴影、裂痕、缺陷和表面特征中的一个或多个。
4.如权利要求1所述的自动焊接系统，其中，所述控制器还配置成分析所述至少一个图像中的多个像素以识别非预定义图案。
5.如权利要求4所述的自动焊接系统，其中，所述控制器还配置成分析与所述多个像素相关联的灰度数据以识别所述非预定义图案。
6.如权利要求5所述的自动焊接系统，其中，所述控制器还配置成将所述非预定义图案指定为所述待焊接区域。
7.如权利要求1所述的自动焊接系统，还包括配置成接收并固定所述物体的结构，所述结构包括加热设备、绝缘材料、观察窗和温度传感器中的至少一个。
8.如权利要求7所述的自动焊接系统，其中，所述控制器还配置成生成用于控制加热设备的控制指令，所述加热设备可操作以控制所述结构的内部温度。
9.如权利要求8所述的自动焊接系统，其中，用于控制所述结构的内部温度的所述控制指令包括：用于将所述结构的内部温度维持在预定温度范围的指令。
10.如权利要求1所述的自动焊接系统，其中，像素的所述预定义图案对应于所述物体的已构建特征。
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