CN117564565A - 基于人工智能的自动焊接机器人及其焊接系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于人工智能的自动焊接机器人及其焊接系统，具体涉及焊接技术领域，包括工作台、设置工作台一侧的固定架、焊接机和设置在焊接机底部的焊接枪，所述工作台的正面设置有中央处理器，所述工作台顶部设置有滑槽、限位气缸和挡板，所述限位气缸的输出轴固定连接有限位气缸伸缩杆，所述限位气缸伸缩杆的一端固定连接有推板，所述工作台的底部设置有夹持机构，所述工作台的顶部设置有夹板，所述固定架的顶部设置有功率控制器和移动机构；还包括功率采集模块和夹持力采集模块。本发明可以轻松实现对被焊接物的接触程度和焊接机的焊接功率进行实时监测，并根据监测结果做出相应调整措施，确保高质量焊接，提高了装置的智能化和使用价值。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，更具体地说，本发明涉及基于人工智能的自动焊接机器人及其焊接系统。
背景技术
焊接是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或者其他热塑性材料的技术，不同的焊接方式也会具有不同的焊接效果，现如今焊接的能量来源有很多种，大致包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等，无论采用何种焊接方式，都会具有一定的危险性，因此为了保证焊接时的安全，焊接机器人应运而生，焊接机器人可以代替人们完成一些较为危险的焊接作业。
随着人工智能技术不断的优化升级，无论是即将商用或生产圈的完善，都将在近年有更好地整合和应用展开，特别是物联网应用的展开在加入人工智能和5G后，包括自动焊接机器人会变得越发成熟，为各种材料之间的焊接提供有力支撑，为自动焊接技术带来更加便捷精确的装置。
现有技术存在以下不足：现有的自动焊接机器人在对被焊接物进行焊接的过程中，由于焊接枪的冲击力会对被焊接物之间的接触程度造成影响，而不同的接触程度，都需要匹配不同的焊接功率和焊接速度，才能达到高质量焊接，若是接触程度过高，会导致热量在接触区域不均匀分布，使得焊接区域的某些部分受到过度的热影响，从而产生焊接缺陷等诸多问题，若是接触程度较低，会导致热能传递不足，使得焊接不充分，产生冷焊或焊缝质量差等诸多问题，并且在实际使用过程中，由于经常需要对不同材料的被焊接物进行焊接，经常需要人工对装置进行操作调整，操作麻烦，焊接效率较低，不够智能化，使用价值较低。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供基于人工智能的自动焊接机器人及其焊接系统以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
基于人工智能的自动焊接机器人，包括工作台、设置工作台一侧的固定架、焊接机和设置在焊接机底部的焊接枪，所述工作台的正面设置有中央处理器，所述工作台顶部设置有滑槽、限位气缸和挡板，所述限位气缸的输出轴固定连接有限位气缸伸缩杆，所述限位气缸伸缩杆的一端固定连接有推板，所述工作台的底部设置有夹持机构，所述工作台的顶部设置有夹板，所述固定架的顶部设置有功率控制器和移动机构；
还包括
功率采集模块，设置在焊接机的一侧，用于实时获取焊接机的实际功率，并通过中央处理器生成功率变化系数；
夹持力采集模块，设置在夹板的一侧，用于实时获取被焊接物所受的实际夹持力，并通过中央处理器生成夹持力突变指数；
通过中央处理器对获取的功率变化系数和夹持力突变指数进行公式化分析，生成评估系数，通过评估系数与预先设定的评估系数参考阈值区间进行比对，判断出被焊接物之间的接触程度和焊接机的功率是否满足最合适的焊接状态，并根据比对结果控制功率控制器、夹持机构和移动机构的工作状态。
优选的，所述夹持机构包括电机承重板、电机、旋转轴、齿轮箱、丝杆和滑块，所述电机承重板的顶部与电机的底部固定连接，所述电机的输出轴通过联轴器与旋转轴的一端固定连接，所述旋转轴的另一端与齿轮箱的一侧固定连接，所述齿轮箱的另一侧与丝杆的一端固定连接，所述丝杆的外壁与滑块的内侧壁活动连接，所述滑块的顶部与夹板的底部固定连接，所述移动机构包括第一气缸、第一伸缩杆、滑板、滑轨、第二气缸和第二伸缩杆，所述第一气缸的输出轴与第一伸缩杆的一端固定连接，所述第一伸缩杆的另一端与滑板的一侧固定连接，所述滑板的底部与滑轨的顶部滑动连接，所述滑板的顶部与第二气缸的底部固定连接，所述第二气缸的输出轴与第二伸缩杆的一端固定连接，所述第二伸缩杆的另一端与焊接机的顶部固定连接。
优选的，所述中央处理器的输出端与焊接机的输入端、限位气缸的输入端、功率控制器的输入端、电机的输入端、第一气缸的输入端以及第二气缸的输入端均电性连接，所述中央处理器的输出端和输入端分别与功率采集模块的输入端和输出端、夹持力采集模块的输入端和输出端电性连接。
优选的，所述功率变化系数的获取逻辑为：
S1、通过功率采集模块获取T时间内焊接机的实际功率和获取中央处理器在T时间内对焊接机的预设功率，将焊接机的预设功率和实际功率分别标定为和/>，/>表示T时间内不同时刻焊接机实际功率的编号，/>，/>为正整数；
S2、计算功率变化系数，计算的表达式为：
，式中，/>为功率变化系数。
优选的，所述夹持力突变指数的获取逻辑为：
S1、通过夹持力采集模块获取T时间内被焊接物所受的实际夹持力，将被焊接物所受的实际夹持力标定，/>表示T时间内不同时刻被焊接物所受实际夹持力的编号，，/>为正整数；
S2、将T时间内被焊接物所受实际夹持力的平均值标定为，则：/>；
S3、计算个被焊接物所受实际夹持力的离散程度，将/>个被焊接物所受实际夹持力的离散程度标定为/>，则：/>；
S4、将T时间内不同时刻被焊接物所受实际夹持力的平均值标定为，/>表示T时间内不同时刻被焊接物所受实际夹持力的平均值的编号，/>，为正整数，则：/>；
S5、计算夹持力突变指数，计算的表达式为：
，式中，/>为夹持力突变指数。
优选的，所述评估系数的表达公式为：
通过中央处理器进行公式化分析，依据公式：
式中，为评估系数，/>分别为功率变化系数和夹持力突变指数的预设比例系数，且/>均大于0。
优选的，将预先设定的评估系数参考阈值区间设定为，其中/>，通过中央处理器将计算出的评估系数/>和预先设定的评估系数参考阈值区间/>进行比对，判断出被焊接物之间的接触程度和焊接机的功率是否满足最合适的焊接状态，并根据比对结果控制功率控制器、夹持机构和移动机构的工作状态，具体判断如下：
当时，生成第一隐患信号，中央处理器接收第一隐患信号后，生成第一调整信号，并将第一调整信号传输至并根据比对结果控制功率控制器、夹持机构和移动机构的工作状态，并根据比对结果控制功率控制器、夹持机构和移动机构的工作状态接收第一调整信号后，进行第一调整工作；
当时，生成正常信号，中央处理器接收正常信号后，生成保持信号，并将保持信号分别传输至并根据比对结果控制功率控制器、夹持机构和移动机构的工作状态，并根据比对结果控制功率控制器、夹持机构和移动机构的工作状态接收保持信号后，进行保持工作；
当时，生成第二隐患信号，中央处理器接收第二隐患信号后，生成第二调整信号，并将第二调整信号传输至并根据比对结果控制功率控制器、夹持机构和移动机构的工作状态，并根据比对结果控制功率控制器、夹持机构和移动机构的工作状态接收第二调整信号后，进行第二调整工作。
优选的，基于人工智能的自动焊接机器人的焊接系统，包括功率采集模块、夹持力采集模块和中央处理器：
功率采集模块，设置在焊接机的一侧，用于实时获取焊接机的实际功率，并将获取的焊接机实际功率传输至中央处理器，中央处理器对焊接机的实际功率预先设定的功率进行公式化分析，生成功率变化系数；
夹持力采集模块，设置在夹板的一侧，用于实时获取被焊接物所受的实际夹持力，并将获取的被焊接物所受实际夹持力传输至中央处理器，中央处理器对接收的被焊接物所受实际夹持力进行公式化分析，生成夹持力突变指数；
通过中央处理器对获取的功率变化系数和夹持力突变指数进行公式化分析，生成评估系数，通过评估系数与预先设定的评估系数参考阈值区间进行比对，判断出被焊接物之间的接触程度和焊接机的功率是否满足最合适的焊接状态，并根据比对结果控制功率控制器、夹持机构和移动机构的工作状态，具体判断如下：若是评估系数小于评估系数参考阈值区间，生成第一隐患信号，中央处理器接收第一隐患信号后，生成第一调整信号，并将第一调整信号传输至并根据比对结果控制功率控制器、夹持机构和移动机构的工作状态，并根据比对结果控制功率控制器、夹持机构和移动机构的工作状态接收第一调整信号后，进行第一调整工作；若是评估系数处于评估系数参考阈值区间内，生成正常信号，中央处理器接收正常信号后，生成保持信号，并将保持信号分别传输至并根据比对结果控制功率控制器、夹持机构和移动机构的工作状态，并根据比对结果控制功率控制器、夹持机构和移动机构的工作状态接收保持信号后，进行保持工作；若是评估系数大于评估系数参考阈值区间，生成第二隐患信号，中央处理器接收第二隐患信号后，生成第二调整信号，并将第二调整信号传输至并根据比对结果控制功率控制器、夹持机构和移动机构的工作状态，并根据比对结果控制功率控制器、夹持机构和移动机构的工作状态接收第二调整信号后，进行第二调整工作。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过设置在焊接机一侧的功率采集模块和设置在固定板一侧的夹持力采集模块，可以实时对焊接机的实际功率和被焊接物的实际夹持力进行实时监测，并通过中央处理器进行综合分析，判断出被焊接物之间的接触程度和焊接机的功率是否满足最合适的焊接状态，并根据不同情况做出及时的应对措施，提高了装置的智能化和使用价值。
2、本发明在被焊接物之间的接触程度和焊接机的功率均满足最合适的焊接状态时，通过中央处理器控制功率控制器、电机和第一气缸的工作状态，去调整焊接机的功率、被焊接物之间的接触程度和焊接速度，可以确保良好的焊接质量，有助于确保焊接过程中的稳定性和可控性，减少焊接缺陷的发生，在确保良好焊接质量的同时，尽可能高效地完成焊接过程的功率，进而提高生产效率。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；
图1为本发明提出的基于人工智能的自动焊接机器人的立体结构示意图；
图2为本发明提出的基于人工智能的自动焊接机器人的侧面结构示意图；
图3为本发明提出的基于人工智能的自动焊接机器人的夹持机构和夹板安装结构示意图；
图4为本发明提出的基于人工智能的自动焊接机器人的移动机构结构示意图；
图5为本发明的模块示意图。
图中：1、工作台；2、固定架；3、焊接机；4、焊接枪；5、滑槽；6、限位气缸；7、限位气缸伸缩杆；8、推板；9、挡板；10、功率控制器；11、中央处理器；12、夹持机构；1201、电机承重板；1202、电机；1203、旋转轴；1204、齿轮箱；1205、丝杆；1206、滑块；13、移动机构；1301、第一气缸；1302、第一伸缩杆；1303、滑板；1304、滑轨；1305、第二气缸；1306、第二伸缩杆；14、功率采集模块；15、夹持力采集模块；16、夹板。
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。
实施例1
如图1-4所示，基于人工智能的自动焊接机器人，包括工作台1、设置工作台1一侧的固定架2、焊接机3和设置在焊接机3底部的焊接枪4，工作台1的正面设置有中央处理器11，工作台1顶部设置有滑槽5、限位气缸6和挡板9，限位气缸6的输出轴固定连接有限位气缸伸缩杆7，限位气缸伸缩杆7的一端固定连接有推板8，工作台1的底部设置有夹持机构12，工作台1的顶部设置有夹板16，固定架2的顶部设置有功率控制器10和移动机构13；
还包括
功率采集模块14，设置在焊接机3的一侧，用于实时获取焊接机3的实际功率，并将获取的焊接机3实际功率传输至中央处理器11，中央处理器11对焊接机3的实际功率预先设定的功率进行公式化分析，生成功率变化系数；
需要说明的是，功率采集模块14可以是功率计或者其他能够实时获取焊接机3实际功率的设备，功率采集模块14在此不做具体的限定，可根据实际需求进行选取；
夹持力采集模块15，设置在夹板16的一侧，用于实时获取被焊接物所受的实际夹持力，并将获取的被焊接物所受实际夹持力传输至中央处理器11，中央处理器11对接收的被焊接物所受实际夹持力进行公式化分析，生成夹持力突变指数；
需要说明的是，夹持力采集模块15可以是力传感器或者其他能够实时获取被焊接物所受实际夹持力的设备，夹持力采集模块15在此不做具体的限定，可根据实际需求进行选取；
通过中央处理器11对获取的功率变化系数和夹持力突变指数进行公式化分析，生成评估系数，通过评估系数与预先设定的评估系数参考阈值区间进行比对，判断出被焊接物之间的接触程度和焊接机3的功率是否满足最合适的焊接状态，并根据比对结果控制功率控制器10、夹持机构12和移动机构13的工作状态。
本实施例中，夹持机构12包括电机承重板1201、电机1202、旋转轴1203、齿轮箱1204、丝杆1205和滑块1206，电机承重板1201的顶部与电机1202的底部固定连接，电机1202的输出轴通过联轴器与旋转轴1203的一端固定连接，旋转轴1203的另一端与齿轮箱1204的一侧固定连接，齿轮箱1204的另一侧与丝杆1205的一端固定连接，丝杆1205的外壁与滑块1206的内侧壁活动连接，滑块1206的顶部与夹板16的底部固定连接，移动机构13包括第一气缸1301、第一伸缩杆1302、滑板1303、滑轨1304、第二气缸1305和第二伸缩杆1306，第一气缸1301的输出轴与第一伸缩杆1302的一端固定连接，第一伸缩杆1302的另一端与滑板1303的一侧固定连接，滑板1303的底部与滑轨1304的顶部滑动连接，滑板1303的顶部与第二气缸1305的底部固定连接，第二气缸1305的输出轴与第二伸缩杆1306的一端固定连接，第二伸缩杆1306的另一端与焊接机3的顶部固定连接。
本实施例中，中央处理器11的输出端与焊接机3的输入端、限位气缸6的输入端、功率控制器10的输入端、电机1202的输入端、第一气缸1301的输入端以及第二气缸1305的输入端均电性连接，中央处理器11的输出端和输入端分别与功率采集模块14的输入端和输出端、夹持力采集模块15的输入端和输出端电性连接；
需要说明的是，电性连接是指通过电导材料或导电元件将电流从一个电子设备或电路的一个部分传输到另一个部分的过程，这种连接是电子设备和电路运行的关键组成部分，它确保了电子设备中电子流的有效传输和连接，电性连接可以采用导线进行连接，中央处理器11与焊接机3、限位气缸6、功率控制器10、电机1202、第一气缸1301、第二气缸1305、功率采集模块14以及夹持力采集模块15之间电性连接的方式不做具体的限定，可根据实际需求进行选取。
由于焊接机3在对被焊接物进行焊接的过程中，被焊接物之间的接触程度对焊接质量有着至关重要的影响，是因为在焊接过程中，被焊接物之间的接触程度过高会导致热量在接触区域不均匀分布，使得焊接区域的某些部分受到过度的热影响，从而产生焊接缺陷，也会导致焊接过程中的热膨胀不均匀，增加了被焊接物变形的风险；被焊接物之间的接触程度过低，会导致热能传递不足，影响焊接区域的温度分布，这可能导致焊缝区域温度不够高，使得焊接不充分，产生冷焊或焊缝质量差，也会导致被焊接物之间存在空隙，使得气体无法有效排出，可能产生气体孔洞等诸多影响，在此不做具体阐述。在焊接过程中，被焊接物之间的接触程度会发生变化，这是由于焊接过程中发生的热变形和其他因素的影响，因此，需要在焊接过程中，对被焊接物之间的接触程度进行实时监测，并及时作出调整，具体监测方式可以通过对焊接机3的实际功率和被焊接物之间的夹持力进行实时监测，去判断被焊接物之间的接触程度的变化，并根据接触程度的变化情况控制装置进行及时的调整，确保焊接质量。
本实施例中，功率变化系数是指中央处理器11在T时间内对焊接机3的预设功率和实际功率之间的差异，如果差异较大，表面焊接机3的实际功率可能过高或者过低，高功率可能导致焊接区域过度加热，引起熔融金属过多或过快，导致焊缝质量下降，甚至引起气孔、裂纹等缺陷，也会导致焊接区域的局部热膨胀，引起工件的不均匀变形，影响焊接件的几何精度；低功率可能导致焊接不充分，使得焊缝形成不完整，焊接质量差，甚至无法实现理想的焊接效果，也会导致焊接区域温度不够高，使熔融金属不足，出现冷焊现象，影响焊缝的牢固性和强度，因此，T时间内对焊接机3的预设功率和实际功率之间的差异越小的情况下，即功率变化系数越小的情况下，表明焊接机3的实际功率越接近合适的焊接功率范围，可以确保良好的焊接质量，有助于确保焊接过程中的稳定性和可控性，减少焊接缺陷的发生，在确保良好焊接质量的同时，尽可能高效地完成焊接过程的功率，进而提高生产效率；
功率变化系数的获取逻辑为：
S1、通过功率采集模块14获取T时间内焊接机3的实际功率和获取中央处理器11在T时间内对焊接机3的预设功率，将焊接机3的预设功率和实际功率分别标定为和/>，/>表示T时间内不同时刻焊接机3实际功率的编号，/>，/>为正整数；
需要说明的是，中央处理器11在T时间内对焊接机3的预设功率可以通过一系列的焊接试验，尝试不同的焊接参数，包括功率、焊接速度、电流、电压等，记录每组试验的焊接质量和性能；提前对焊接试验件进行力学性能测试，如拉伸、弯曲等，以评估焊接接头的强度和韧性，这有助于确定最佳焊接功率下的焊接质量等方式进行获取，中央处理器11在T时间内对焊接机3预设功率的获取方式在此不做具体的限定，可根据实际需求进行选取
S2、计算功率变化系数，计算的表达式为：
，式中，/>为功率变化系数；
由计算的表达式可知，T时间内对焊接机3的预设功率和实际功率/>之间的差异越小，功率变化系数/>就越接近1，表明焊接机3的实际功率越接近合适的焊接功率范围，可以确保良好的焊接质量，有助于确保焊接过程中的稳定性和可控性，减少焊接缺陷的发生，在确保良好焊接质量的同时，尽可能高效地完成焊接过程的功率，进而提高生产效率。
本实施例中，夹持力突变指数是指被焊接物在夹持过程中突然发生显著变化的指标，夹持力突变指数的计算旨在监测和评估夹持力的不稳定性，以便及时发现并纠正导致焊接问题的异常情况，在焊接过程中，由于焊接过程中发生的热变形和其他因素的影响，被焊接物之间的接触程度会发生变化，进而影响焊接质量，夹持力突变指数越大，表明被焊接物之间夹持力的变化相对于冰冻行更为显著，被焊接物之间的接触程度越不稳定，因此，需要对被焊接物之间的夹持力进行实时监测，确保被焊接物之间的接触程度处于最佳范围内，进而确保焊接质量，可以减少不必要的经济损失，同时可以保证焊接工作的正常进行，提高了装置的焊接效率，进而提高了装置的使用价值；
夹持力突变指数的获取逻辑为：
S1、通过夹持力采集模块15获取T时间内被焊接物所受的实际夹持力，将被焊接物所受的实际夹持力标定，/>表示T时间内不同时刻被焊接物所受实际夹持力的编号，，/>为正整数；
S2、将T时间内被焊接物所受实际夹持力的平均值标定为，则：/>；
S3、计算个被焊接物所受实际夹持力的离散程度，将/>个被焊接物所受实际夹持力的离散程度标定为/>，则：/>；
S4、将T时间内不同时刻被焊接物所受实际夹持力的平均值标定为，/>表示T时间内不同时刻被焊接物所受实际夹持力的平均值的编号，/>，/>为正整数，则：/>；
S5、计算夹持力突变指数，计算的表达式为：
，式中，/>为夹持力突变指数。
本实施例中，评估系数的表达公式为：
将和/>进行无量纲化处理后，通过中央处理器11进行公式化分析，依据公式：
式中，为评估系数，/>分别为功率变化系数和夹持力突变指数的预设比例系数，且/>均大于0；
由计算的表达式可知，功率变化系数和夹持力突变指数/>越小的情况下，评估系数/>就越小；
需要说明的是，无量纲化是一种将物理量表达为无量纲形式的过程，通过这种方式可以消除单位对物理问题的影响，使得问题更为简洁和通用；功率变化系数和夹持力突变指数的预设比例系数是为了在实际监测中更灵活地适应不同的工况和环境变化。这些偏差系数可以根据具体情况进行调整，以提高监测系统的性能和适用性。
本实施例中，将预先设定的评估系数参考阈值区间设定为，其中，通过中央处理器11将计算出的评估系数/>和预先设定的评估系数参考阈值区间/>进行比对，判断出被焊接物之间的接触程度和焊接机3的功率是否满足最合适的焊接状态，并根据比对结果控制功率控制器10、夹持机构12和移动机构13的工作状态，具体判断如下：
当时，表明被焊接物之间的接触程度较低，同时焊接机3的功率较低不能满足高质量的焊接，会导致热能传递不足，影响焊接区域的温度分布，这可能导致焊缝区域温度不够高，使得焊接不充分，产生冷焊或焊缝质量差，也会导致被焊接物之间存在空隙，使得气体无法有效排出，可能产生气体孔洞等诸多影响，此时会生成第一隐患信号，中央处理器11接收第一隐患信号后，生成第一调整信号，并将第一调整信号传输至并根据比对结果控制功率控制器10、夹持机构12和移动机构13的工作状态，并根据比对结果控制功率控制器10、夹持机构12和移动机构13的工作状态接收第一调整信号后，进行第一调整工作，即功率控制器10提高焊接机3的焊接功率，电机1202通过旋转轴1203控制丝杆1205进行反转，进而降低夹板16对被焊接物的夹持力，通过焊接枪4焊接时的冲击力控制被焊接物之间的接触程度增大，同时第一气缸1301通过第一伸缩杆1302降低第二气缸1305在滑轨1304上滑动的速度，确保高质量焊接，直至/>；
当时，表明被焊接物之间的接触程度处于最佳的接触范围，同时焊接机3的实际功率正好满足高质量的焊接，此时会生成正常信号，中央处理器11接收正常信号后，生成保持信号，并将保持信号分别传输至并根据比对结果控制功率控制器10、夹持机构12和移动机构13的工作状态，并根据比对结果控制功率控制器10、夹持机构12和移动机构13的工作状态接收保持信号后，进行保持工作；
当时，表明被焊接物之间的接触程度较低，同时焊接机3的实际功率较高不能满足高质量焊接，会导致热量在接触区域不均匀分布，使得焊接区域的某些部分受到过度的热影响，从而产生焊接缺陷，也会导致焊接过程中的热膨胀不均匀，增加了被焊接物变形的风险，此时会生成第二隐患信号，中央处理器11接收第二隐患信号后，生成第二调整信号，并将第二调整信号传输至并根据比对结果控制功率控制器10、夹持机构12和移动机构13的工作状态，并根据比对结果控制功率控制器10、夹持机构12和移动机构13的工作状态接收第二调整信号后，进行第二调整工作，即功率控制器10降低焊接机3的焊接功率，电机1202通过旋转轴1203控制丝杆1205进行正转，进而提高夹板16对被焊接物的夹持力，同时第一气缸1301通过第一伸缩杆1302提高第二气缸1305在滑轨1304上滑动的速度，确保高质量焊接，直至/>。
基于人工智能的自动焊接机器人的焊接系统，包括功率采集模块14、夹持力采集模块15和中央处理器11：
功率采集模块14，设置在焊接机3的一侧，用于实时获取焊接机3的实际功率，并将获取的焊接机3实际功率传输至中央处理器11，中央处理器11对焊接机3的实际功率预先设定的功率进行公式化分析，生成功率变化系数；
夹持力采集模块15，设置在夹板16的一侧，用于实时获取被焊接物所受的实际夹持力，并将获取的被焊接物所受实际夹持力传输至中央处理器11，中央处理器11对接收的被焊接物所受实际夹持力进行公式化分析，生成夹持力突变指数；
通过中央处理器11对获取的功率变化系数和夹持力突变指数进行公式化分析，生成评估系数，通过评估系数与预先设定的评估系数参考阈值区间进行比对，判断出被焊接物之间的接触程度和焊接机3的功率是否满足最合适的焊接状态，并根据比对结果控制功率控制器10、夹持机构12和移动机构13的工作状态，具体判断如下：若是评估系数小于评估系数参考阈值区间，生成第一隐患信号，中央处理器11接收第一隐患信号后，生成第一调整信号，并将第一调整信号传输至并根据比对结果控制功率控制器10、夹持机构12和移动机构13的工作状态，并根据比对结果控制功率控制器10、夹持机构12和移动机构13的工作状态接收第一调整信号后，进行第一调整工作；若是评估系数处于评估系数参考阈值区间内，生成正常信号，中央处理器11接收正常信号后，生成保持信号，并将保持信号分别传输至并根据比对结果控制功率控制器10、夹持机构12和移动机构13的工作状态，并根据比对结果控制功率控制器10、夹持机构12和移动机构13的工作状态接收保持信号后，进行保持工作；若是评估系数大于评估系数参考阈值区间，生成第二隐患信号，中央处理器11接收第二隐患信号后，生成第二调整信号，并将第二调整信号传输至并根据比对结果控制功率控制器10、夹持机构12和移动机构13的工作状态，并根据比对结果控制功率控制器10、夹持机构12和移动机构13的工作状态接收第二调整信号后，进行第二调整工作。
上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的总系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个总系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.基于人工智能的自动焊接机器人，包括工作台（1）、设置工作台（1）一侧的固定架（2）、焊接机（3）和设置在焊接机（3）底部的焊接枪（4），其特征在于：所述工作台（1）的正面设置有中央处理器（11），所述工作台（1）顶部设置有滑槽（5）、限位气缸（6）和挡板（9），所述限位气缸（6）的输出轴固定连接有限位气缸伸缩杆（7），所述限位气缸伸缩杆（7）的一端固定连接有推板（8），所述工作台（1）的底部设置有夹持机构（12），所述工作台（1）的顶部设置有夹板（16），所述固定架（2）的顶部设置有功率控制器（10）和移动机构（13）；
还包括
功率采集模块（14），设置在焊接机（3）的一侧，用于实时获取焊接机（3）的实际功率，并通过中央处理器（11）生成功率变化系数；
夹持力采集模块（15），设置在夹板（16）的一侧，用于实时获取被焊接物所受的实际夹持力，并通过中央处理器（11）生成夹持力突变指数；
通过中央处理器（11）对获取的功率变化系数和夹持力突变指数进行公式化分析，生成评估系数，通过评估系数与预先设定的评估系数参考阈值区间进行比对，判断出被焊接物之间的接触程度和焊接机（3）的功率是否满足最合适的焊接状态，并根据比对结果控制功率控制器（10）、夹持机构（12）和移动机构（13）的工作状态。
2.根据权利要求1所述的基于人工智能的自动焊接机器人，其特征在于：所述夹持机构（12）包括电机承重板（1201）、电机（1202）、旋转轴（1203）、齿轮箱（1204）、丝杆（1205）和滑块（1206），所述电机承重板（1201）的顶部与电机（1202）的底部固定连接，所述电机（1202）的输出轴通过联轴器与旋转轴（1203）的一端固定连接，所述旋转轴（1203）的另一端与齿轮箱（1204）的一侧固定连接，所述齿轮箱（1204）的另一侧与丝杆（1205）的一端固定连接，所述丝杆（1205）的外壁与滑块（1206）的内侧壁活动连接，所述滑块（1206）的顶部与夹板（16）的底部固定连接，所述移动机构（13）包括第一气缸（1301）、第一伸缩杆（1302）、滑板（1303）、滑轨（1304）、第二气缸（1305）和第二伸缩杆（1306），所述第一气缸（1301）的输出轴与第一伸缩杆（1302）的一端固定连接，所述第一伸缩杆（1302）的另一端与滑板（1303）的一侧固定连接，所述滑板（1303）的底部与滑轨（1304）的顶部滑动连接，所述滑板（1303）的顶部与第二气缸（1305）的底部固定连接，所述第二气缸（1305）的输出轴与第二伸缩杆（1306）的一端固定连接，所述第二伸缩杆（1306）的另一端与焊接机（3）的顶部固定连接。
3.根据权利要求2所述的基于人工智能的自动焊接机器人，其特征在于：所述中央处理器（11）的输出端与焊接机（3）的输入端、限位气缸（6）的输入端、功率控制器（10）的输入端、电机（1202）的输入端、第一气缸（1301）的输入端以及第二气缸（1305）的输入端均电性连接，所述中央处理器（11）的输出端和输入端分别与功率采集模块（14）的输入端和输出端、夹持力采集模块（15）的输入端和输出端电性连接。
4.根据权利要求3所述的基于人工智能的自动焊接机器人，其特征在于，所述功率变化系数的获取逻辑为：
S1、通过功率采集模块（14）获取T时间内焊接机（3）的实际功率和获取中央处理器（11）在T时间内对焊接机（3）的预设功率，将焊接机（3）的预设功率和实际功率分别标定为和，/>表示T时间内不同时刻焊接机（3）实际功率的编号，/>，/>为正整数；
S2、计算功率变化系数，计算的表达式为：
，式中，/>为功率变化系数。
5.根据权利要求4所述的基于人工智能的自动焊接机器人，其特征在于，所述夹持力突变指数的获取逻辑为：
S1、通过夹持力采集模块（15）获取T时间内被焊接物所受的实际夹持力，将被焊接物所受的实际夹持力标定，/>表示T时间内不同时刻被焊接物所受实际夹持力的编号，，/>为正整数；
S2、将T时间内被焊接物所受实际夹持力的平均值标定为，则：/>；
S3、计算个被焊接物所受实际夹持力的离散程度，将/>个被焊接物所受实际夹持力的离散程度标定为/>，则：/>；
S4、将T时间内不同时刻被焊接物所受实际夹持力的平均值标定为，/>表示T时间内不同时刻被焊接物所受实际夹持力的平均值的编号，/>，/>为正整数，则：/>；
S5、计算夹持力突变指数，计算的表达式为：
，式中，/>为夹持力突变指数。
6.根据权利要求5所述的基于人工智能的自动焊接机器人，其特征在于，所述评估系数的表达公式为：
通过中央处理器（11）进行公式化分析，依据公式：
；
式中，为评估系数，/>分别为功率变化系数和夹持力突变指数的预设比例系数，且/>均大于0。
7.根据权利要求6所述的基于人工智能的自动焊接机器人，其特征在于，将预先设定的评估系数参考阈值区间设定为，其中/>，通过中央处理器（11）将计算出的评估系数/>和预先设定的评估系数参考阈值区间/>进行比对，判断出被焊接物之间的接触程度和焊接机（3）的功率是否满足最合适的焊接状态，并根据比对结果控制功率控制器（10）、夹持机构（12）和移动机构（13）的工作状态，具体判断如下：
当时，生成第一隐患信号，中央处理器（11）接收第一隐患信号后，生成第一调整信号，并将第一调整信号传输至并根据比对结果控制功率控制器（10）、夹持机构（12）和移动机构（13）的工作状态，并根据比对结果控制功率控制器（10）、夹持机构（12）和移动机构（13）的工作状态接收第一调整信号后，进行第一调整工作；
当时，生成正常信号，中央处理器（11）接收正常信号后，生成保持信号，并将保持信号分别传输至并根据比对结果控制功率控制器（10）、夹持机构（12）和移动机构（13）的工作状态，并根据比对结果控制功率控制器（10）、夹持机构（12）和移动机构（13）的工作状态接收保持信号后，进行保持工作；
当时，生成第二隐患信号，中央处理器（11）接收第二隐患信号后，生成第二调整信号，并将第二调整信号传输至并根据比对结果控制功率控制器（10）、夹持机构（12）和移动机构（13）的工作状态，并根据比对结果控制功率控制器（10）、夹持机构（12）和移动机构（13）的工作状态接收第二调整信号后，进行第二调整工作。
8.一种基于权利要求书1-7中任一项所述基于人工智能的自动焊接机器人的焊接系统，其特征在于，包括功率采集模块（14）、夹持力采集模块（15）和中央处理器（11）：
功率采集模块（14），设置在焊接机（3）的一侧，用于实时获取焊接机（3）的实际功率，并将获取的焊接机（3）实际功率传输至中央处理器（11），中央处理器（11）对焊接机（3）的实际功率预先设定的功率进行公式化分析，生成功率变化系数；
夹持力采集模块（15），设置在夹板（16）的一侧，用于实时获取被焊接物所受的实际夹持力，并将获取的被焊接物所受实际夹持力传输至中央处理器（11），中央处理器（11）对接收的被焊接物所受实际夹持力进行公式化分析，生成夹持力突变指数；
通过中央处理器（11）对获取的功率变化系数和夹持力突变指数进行公式化分析，生成评估系数，通过评估系数与预先设定的评估系数参考阈值区间进行比对，判断出被焊接物之间的接触程度和焊接机（3）的功率是否满足最合适的焊接状态，并根据比对结果控制功率控制器（10）、夹持机构（12）和移动机构（13）的工作状态，具体判断如下：若是评估系数小于评估系数参考阈值区间，生成第一隐患信号，中央处理器（11）接收第一隐患信号后，生成第一调整信号，并将第一调整信号传输至并根据比对结果控制功率控制器（10）、夹持机构（12）和移动机构（13）的工作状态，并根据比对结果控制功率控制器（10）、夹持机构（12）和移动机构（13）的工作状态接收第一调整信号后，进行第一调整工作；若是评估系数处于评估系数参考阈值区间内，生成正常信号，中央处理器（11）接收正常信号后，生成保持信号，并将保持信号分别传输至并根据比对结果控制功率控制器（10）、夹持机构（12）和移动机构（13）的工作状态，并根据比对结果控制功率控制器（10）、夹持机构（12）和移动机构（13）的工作状态接收保持信号后，进行保持工作；若是评估系数大于评估系数参考阈值区间，生成第二隐患信号，中央处理器（11）接收第二隐患信号后，生成第二调整信号，并将第二调整信号传输至并根据比对结果控制功率控制器（10）、夹持机构（12）和移动机构（13）的工作状态，并根据比对结果控制功率控制器（10）、夹持机构（12）和移动机构（13）的工作状态接收第二调整信号后，进行第二调整工作。
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