一种智能焊缝跟踪自主反馈纠偏方法

专利检索2025-03-03  18


本发明涉及焊缝跟踪纠偏,具体为一种智能焊缝跟踪自主反馈纠偏方法。


背景技术:

1、焊接也称作熔接、镕接,是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术,目前,随着现代工业技术的快速发展,自动化焊接技术已广泛用于各个领域,在传统的焊缝焊接领域,则一般采用专机进行焊接,然而在焊缝焊接时需要对焊枪进行跟踪自主反馈纠偏操作。

2、目前现有的跟踪自主反馈纠偏方法在对焊枪进行纠偏时位置不够准确,从而很容易导致焊缝轨迹与焊枪的焊接轨迹出现角度偏差,因此会影响后续焊缝的焊接效果,致使焊缝跟踪自主反馈纠偏不够理想,从而给人们的使用带来了很大的困扰。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种智能焊缝跟踪自主反馈纠偏方法,以解决上述背景技术中提出现有的跟踪自主反馈纠偏方法在纠偏时的位置不够准确,影响后续焊缝的焊接效果的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种智能焊缝跟踪自主反馈纠偏方法,包括如下步骤:

3、步骤一:焊缝图像的获取,将线阵ccd或者面阵ccd光电传感器所构成的光条纹投射到焊缝表面,使其形成具有焊缝特征的结构光条纹,再采用ccd相机获取焊缝图像并传输于工控机,并由工控机建立焊缝坐标点;

4、步骤二:焊缝形状的再确认,将相控阵探头对准焊缝进行超声扇形扫查检测,相控阵探头将检测信息通过数据线实时传输到相控阵超声无损检测仪上,相控阵超声无损检测仪将扇形扫描信息传输于工控机,并与步骤一中的焊缝图像进行比对,从而对焊缝的形状进行再确认;

5、步骤三:焊枪的位置获取,通过焊枪位置定位模块与相控阵探头双重定位焊枪的实时运动轨迹,并将焊接过程中焊枪的运动轨迹实时传输于工控机;

6、步骤四:焊枪的焊接反馈,焊枪焊接的过程中,建立与焊缝坐标点一一对应的焊枪坐标点,根据预测的下一焊枪坐标点以及对应的下一焊缝坐标点的位置,计算水平位移偏量,在配合相控阵探头计算的偏移量,计算出平均值后,并将焊枪的平均水平位移偏量反馈到工控机;

7、步骤五:焊枪焊接的自主纠偏,根据焊枪的平均水平位移偏量,通过工控机控制焊枪姿态调节模块对焊枪进行实时纠偏。

8、优选的,所述焊缝坐标点为原始焊缝特征图像中的特征点,原始焊缝特征图像中的特征点包括焊缝两端的端点、焊缝中心线每隔一定距离所取的点特征点。

9、优选的,所述焊枪坐标点的数量与所述焊缝坐标点的数量相等,所述焊枪的初始移动方向与前两个所述焊缝坐标点之间的连线相互平行。

10、优选的,所述焊枪位置定位模块分为初步定位阶段与精确定位阶段,初步定位作为精确定位的先导阶段为其做好必要的准备工作,焊枪焊接前通过初步定位完成定位工作,焊枪焊接过程中通过精确定位完成定位工作。

11、优选的,所述初步定位阶段包括三个过程:定位对中、超声波跟踪模块到达预定工作位置、焊枪焊接初始位置与姿态确定。

12、优选的,所述精确定位阶段主要包括两个过程:超声波传感器获取焊缝偏差、焊枪位置与姿态调节模块实时纠偏。

13、优选的,所述相控阵探头计算偏移量的方法为:相控阵探头在对焊接的焊缝进行扫查时,焊缝的未焊接部始终存在反射回波,在扇形扫描图像上会显示未焊接的形状,再由工控机分析未焊接的形状与原始相控阵探头扫查的的各个像素点映射的焊缝图像进行比对并计算出偏移量。

14、优选的,所述平均水平位移偏量是指由焊枪位置定位模块所计算出的水平位移偏量和由相控阵探头计算出的偏移量的平均值。

15、与现有技术相比,本发明的有益效果是:该智能焊缝跟踪自主反馈纠偏方法首先通过线阵ccd或者面阵ccd光电传感器所构成的光条纹投射到焊缝表面,使其形成具有焊缝特征的结构光条纹,再采用ccd相机获取焊缝图像并传输于工控机:接着利用相控阵探头对准焊缝进行超声扇形扫查检测,相控阵探头将检测信息通过数据线实时传输到相控阵超声无损检测仪上,相控阵超声无损检测仪将扇形扫描信息传输于工控机,进行比对,确保了焊缝跟踪自主反馈纠偏方法进行纠偏时位置的准确性,同时两种方式共同对焊缝轨迹进行检测,可以使得焊缝轨迹与焊枪的焊接轨迹高度重合,因此提高了后续焊缝的焊接效果。



技术特征:

1.一种智能焊缝跟踪自主反馈纠偏方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种智能焊缝跟踪自主反馈纠偏方法,其特征在于:所述焊缝坐标点为原始焊缝特征图像中的特征点,原始焊缝特征图像中的特征点包括焊缝两端的端点、焊缝中心线每隔一定距离所取的点特征点。

3.根据权利要求2所述的一种智能焊缝跟踪自主反馈纠偏方法,其特征在于:所述焊枪坐标点的数量与所述焊缝坐标点的数量相等,所述焊枪的初始移动方向与前两个所述焊缝坐标点之间的连线相互平行。

4.根据权利要求1所述的一种智能焊缝跟踪自主反馈纠偏方法,其特征在于:所述焊枪位置定位模块分为初步定位阶段与精确定位阶段,初步定位作为精确定位的先导阶段为其做好必要的准备工作,焊枪焊接前通过初步定位完成定位工作,焊枪焊接过程中通过精确定位完成定位工作。

5.根据权利要求4所述的一种智能焊缝跟踪自主反馈纠偏方法,其特征在于:所述初步定位阶段包括三个过程:定位对中、超声波跟踪模块到达预定工作位置、焊枪焊接初始位置与姿态确定。

6.根据权利要求4所述的一种智能焊缝跟踪自主反馈纠偏方法,其特征在于:所述精确定位阶段主要包括两个过程:超声波传感器获取焊缝偏差、焊枪位置与姿态调节模块实时纠偏。

7.根据权利要求1所述的一种智能焊缝跟踪自主反馈纠偏方法,其特征在于:所述相控阵探头计算偏移量的方法为:相控阵探头在对焊接的焊缝进行扫查时,焊缝的未焊接部始终存在反射回波,在扇形扫描图像上会显示未焊接的形状,再由工控机分析未焊接的形状与原始相控阵探头扫查的的各个像素点映射的焊缝图像进行比对并计算出偏移量。

8.根据权利要求7所述的一种智能焊缝跟踪自主反馈纠偏方法,其特征在于:所述平均水平位移偏量是指由焊枪位置定位模块所计算出的水平位移偏量和由相控阵探头计算出的偏移量的平均值。


技术总结
本发明涉及焊缝跟踪纠偏技术领域,具体为一种智能焊缝跟踪自主反馈纠偏方法,包括如下步骤,步骤一:焊缝图像的获取;步骤二:焊缝形状的再确认,将相控阵探头对准焊缝进行超声扇形扫查检测,相控阵探头将检测信息通过数据线实时传输到相控阵超声无损检测仪上;步骤三:焊枪的位置获取;步骤四:焊枪的焊接反馈;步骤五:焊枪焊接的自主纠偏,根据焊枪的平均水平位移偏量,通过工控机控制焊枪姿态调节模块对焊枪进行实时纠偏。本发明利用两种方式共同对焊缝轨迹进行检测,确保了焊缝跟踪自主反馈纠偏方法进行纠偏时位置的准确性,同时可以使得焊缝轨迹与焊枪的焊接轨迹高度重合,因此提高了后续焊缝的焊接效果。

技术研发人员:胡石,常宽,徐文文,王旭升,丁然,胡颖雁
受保护的技术使用者:池州职业技术学院
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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