一种具身智能焊接机器人控制方法及系统与流程

本发明涉及焊接设备控制，特别是涉及一种具身智能焊接机器人控制方法及系统。

背景技术：

1、现有焊接机器人多依照预先设定的运动轨迹执行作业，对焊接过程本身状态的实时感知通常局限于单一维度，例如仅凭视觉观察熔池形态或仅凭接触力判断执行单元与工件的贴合状态，难以从多个物理量的角度交叉印证工况是否正常。电弧稳定性、负载状态与轨迹执行精度之间出现关联异常时，单一维度感知容易发生遗漏或误判，焊接缺陷往往要等到工件下线后经检测才被发现，此时已难以追溯缺陷产生的具体环节，返修与报废由此增加。

2、此外，焊接过程中易损部件的更换通常按固定时长或次数执行，而非依据实际损耗程度动态判断；现有方法也大多针对单次焊接过程独立评估，缺乏对同一批次多条焊缝质量表现的关联分析，难以识别工艺过程中反复出现问题的规律，也难以将判断结果实时转化为焊枪运动的动态调整。

技术实现思路

1、本发明公开一种具身智能焊接机器人控制方法及系统，旨在将图像、声音与力矩三路感知数据统一到同一时间基准，由图像与声音两路交叉验证焊接过程状态，关联负载异常与位姿偏差的分布规律，识别批次内焊点重现风险与部件损耗趋势，并将诊断结果与部件损耗状态一并实时转化为焊枪运动补偿，实现焊接过程从事后检测向闭环自适应调控的转变。

2、本发明第一方面提出一种具身智能焊接机器人控制方法，包括以下步骤：

3、获取熔池图像数据、电弧声音数据和力矩数据，对所述熔池图像数据与所述电弧声音数据时间同步融合生成基准数据；

4、依据所述基准数据进行位置角度分离计算获得位姿偏差，对所述电弧声音数据与所述熔池图像数据分级触发复核形成声像校核结果，对所述声像校核结果与所述熔池图像数据过曝面积评估背面熔合确定焊缝等级；

5、针对所述焊缝等级进行随时长收窄工艺窗口分析得到姿态合格值，通过所述力矩数据分析处理持续微幅波动未收敛特征确定负载异常等级，基于所述负载异常等级与所述姿态合格值同批对比形成质量分布图；

6、针对所述质量分布图统计同一焊点反复超限的次数生成重现预警区间，根据所述质量分布图与所述位姿偏差按起弧稳弧收弧容差计算获得轨迹偏差，依据所述轨迹偏差延迟验证转折点得到早期预警值；

7、基于所述早期预警值与所述姿态合格值进行姿态动作稳定性判定确定失稳工况，根据所述重现预警区间的累计变化趋势推算导电嘴磨损获得衰减警戒值，依据所述衰减警戒值与所述失稳工况进行动作补偿分析生成焊枪运动控制指令。

8、本发明第二方面提出一种具身智能焊接机器人控制系统，包括：

9、数据采集模块，用于获取熔池图像数据、电弧声音数据和力矩数据，对所述熔池图像数据与所述电弧声音数据时间同步融合生成基准数据；

10、声像校核模块，用于依据所述基准数据进行位置角度分离计算获得位姿偏差，对所述电弧声音数据与所述熔池图像数据分级触发复核形成声像校核结果，对所述声像校核结果与所述熔池图像数据过曝面积评估背面熔合确定焊缝等级；

11、负载评估模块，用于针对所述焊缝等级进行随时长收窄工艺窗口分析得到姿态合格值，通过所述力矩数据分析处理持续微幅波动未收敛特征确定负载异常等级，基于所述负载异常等级与所述姿态合格值同批对比形成质量分布图；

12、缺陷预警模块，用于针对所述质量分布图统计同一焊点反复超限的次数生成重现预警区间，根据所述质量分布图与所述位姿偏差按起弧稳弧收弧容差计算获得轨迹偏差，依据所述轨迹偏差延迟验证转折点得到早期预警值；

13、指令生成模块，用于基于所述早期预警值与所述姿态合格值进行姿态动作稳定性判定确定失稳工况，根据所述重现预警区间的累计变化趋势推算导电嘴磨损获得衰减警戒值，依据所述衰减警戒值与所述失稳工况进行动作补偿分析生成焊枪运动控制指令。

14、本发明的有益效果体现在以下几点：首先，对熔池图像数据与电弧声音数据在同一时间基准下融合，建立几何坐标与声能量特征的联合表示，据此计算出位置与角度两个方向的位姿偏差；将声音通道按能量与频带判出的异常帧数，与图像通道按熔池轮廓亮度加权中心独立判出的存档帧数进行一致性核验，两路判据互不依赖也不共用过曝分割，核验结果因而具备交叉验证的意义，再由过曝区衰减半径推算的热输入加以约束，提高了焊缝等级判定的可靠性。其次，由焊缝等级逐窗口确定收窄时间常数、由公式逐帧算出容差宽度，建立容差随工艺表现动态调整的响应机制，生成随时间收窄的姿态合格值并与位姿偏差逐帧比对，使合格判定标准随工艺状态同步跟随；以力矩波动失调持续的连续窗口总数而非波动幅值本身作为负载异常分级的依据，避开了不同工件间幅值不可比的问题，再与批次内姿态合格情况统一汇总并留存窗口时刻与偏差原始取值，提升了批次级工艺状态的可追溯程度。最后，沿工艺路径按等间隔对反复超限焊点位置聚类统计，建立重现频次与预警区间的划定规则；生成轨迹偏差的趋势曲线并对转折点延后核验，据偏差随后是回落、停留在偏离水平还是继续增大加以区分，实现了缺陷萌生趋势的提前捕捉；将由曝露时长增速推算的导电嘴磨损进度与三方向姿态失稳判断代入焊枪运动指令的补偿量计算，磨损项自更换门限起分段连续折减进给速度而无阶跃，补偿沿偏差反方向按持续帧数分档施加，减少了故障响应的滞后。

1.一种具身智能焊接机器人控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述电弧声音数据与所述熔池图像数据分级触发复核形成声像校核结果，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述声像校核结果与所述熔池图像数据过曝面积评估背面熔合确定焊缝等级，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述力矩数据分析处理持续微幅波动未收敛特征确定负载异常等级，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对所述质量分布图统计同一焊点反复超限的次数生成重现预警区间，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述轨迹偏差延迟验证转折点得到早期预警值，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述重现预警区间的累计变化趋势推算导电嘴磨损获得衰减警戒值，包括：

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述波动幅值曲线进行连续窗口收敛判定形成收敛判定结果，包括：

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述依据所述重现增长率推算导电嘴孔径磨损量确定磨损估计值，包括：

10.一种具身智能焊接机器人控制系统，其特征在于，包括：