一种新型可视自动化焊接技术的制作方法

1.本发明涉及钢板材焊接领域，具体是指一种新型可视自动化焊接技术。


背景技术：

2.目前针对薄、中、厚钢板材的焊接主要采用的主要方法是人工焊接和半自动的工装机器人焊接，国内对焊缝扫描后进行自动化焊接的技术并没有普遍，其难点在于无法正确扫描和记录焊缝情况及走向，无法准确的对焊缝进行高质量焊接，同时，在焊接过程无论是人工焊接或半自动焊接都不能保证焊缝质量的连续性，因为在焊接过程中并不能对焊缝进行准确的定位，造成了其在实际建造焊接过程中主要的问题是：
3.1、焊接精度差，焊枪的对准全靠人手动来控制，精度不高。
4.2、效率低，人工焊接，没办法连续作业，且需要频繁的更换位置，更换焊材等。
5.3、焊接效果一般，目前人工焊接的检测通过率在95％左右，高达将近5％焊接质量不合格。
6.4、普通焊接焊缝平整度差，影响工件的质量和使用寿命。
7.5、施工风险性高，焊接会出现烟尘、火花、余热等情况。
8.现在焊接行业最大的问题是技工年龄老化，而人工成本一直在上涨，同时随着社会的发展对于焊接质量和焊件完整性要求愈发严格，所以需要找到一种新型的焊接技术，解决行业存在普遍的问题。


技术实现要素：

9.本发明要解决的技术问题是，针对以上问题提供一种新型可视自动化焊接技术。
10.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种新型可视自动化焊接技术，包括以下步骤：
11.s1输入工件之际三维尺寸及模型；
12.s2通系统的三维视觉传感器对工件进行扫描；
13.s3根据工件情况设置焊接工艺，将传感器或图纸输入的三维模型；
14.s4操作人员找到并标记好需要焊接的焊缝，同时设置每条焊缝的敢接工艺，以及焊接顺序；
15.s5机械臂焊接路径规划及碰撞模拟；
16.s6机械臂视觉焊缝跟踪及自动焊接。
17.作为改进，s3步骤工件如果有设计图纸，可以根据扫描的工件位姿将工件放置到仿真软件中的正确位置，如果没有图纸也可以通过扫描的实际三维模型为机器人自动焊接提供工件的空间模型，为工艺设置提供再提。
18.作为改进，s4步骤操作可以在远程计算机或者现场工业计算机上完成。
19.作为改进，s5步骤通过后来工业云及云服务器，计算机对视觉传感器给出的工件三维数据进行分析，根据工艺设置的要求自动规划机器人焊接路径，并模拟焊接状态和路
径。这样可以保证焊接过程中的安全性，放置碰撞，并且检测是否有焊接不到位置，确保机器人的实际焊接效果。
20.作为改进，s6步骤在完成扫描和规划工作后，系统协同控制焊接机械臂按照新规划的路径进行完整的连续的自动焊接，在这个过程中，通过视觉传感器跟踪工件和焊缝变化，及时调整机械臂运动。
21.本发明与现有技术相比的优点在于：主要应用于薄、中、厚板材的自动化焊接技术，提高焊缝的焊接质量及焊接效率，达到无需人工干预的智能化自动焊接水平。
具体实施方式
22.下面对本发明做进一步的详细说明。
23.本发明在具体实施时，工件实际三围尺寸及模型输入，通系统的三维视觉传感器对工件进行扫描，并得到工件的三维模型和实际位姿情况，工件如果有设计图纸，可以根据扫描的工件位姿将工件放置到仿真软件中的正确位置，如果没有图纸图纸也可以通过扫描的实际三维模型为机器人自动焊接提供工件的空间模型，为工艺设置提供再提。
24.根据工件情况设置焊接工艺，将传感器或图纸输入的三维模型，传输到计算机后，操作人员找到并标记好需要焊接的焊缝，同时设置每条焊缝的敢接工艺，以及焊接顺序，该操作可以在远程计算机或者现场工业计算机上完成。
25.机械臂焊接路径规划及碰撞模拟，通过后来工业云及云服务器，计算机对视觉传感器给出的工件三维数据进行分析，根据工艺设置的要求自动规划机器人焊接路径，并模拟焊接状态和路径。这样可以保证焊接过程中的安全性，放置碰撞，并且检测是否有焊接不到位置，确保机器人的实际焊接效果。
26.机械臂视觉焊缝跟踪及自动焊接，在完成扫描和规划工作后，系统协同控制焊接机械臂按照新规划的路径进行完整的连续的自动焊接，在这个过程中，通过视觉传感器跟踪工件和焊缝变化，及时调整机械臂运动。
27.本发明的工作原理：焊接速度及焊接实施速度的提升，系统解决方案的应用首先是提升的人工焊接升级为机器人焊接，原来需要多个工人焊接的工件，现在通过一个工人管理3到8台机械臂同时进行焊接，效率提升3-8倍。其次，机器人可以满负荷生产，解决工业生产中脉冲工作量的问题。
28.本发明主要应用在薄、中、厚钢板材焊接领域，通过可视焊接技术，将工件进行扫描后建模，确定焊接参数及焊接工艺后，实现全自动化焊接，无需人工干预，解决了传统焊接效率低、焊缝质量差且不连续等问题。
29.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发
明中的具体含义。
31.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
33.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。


技术特征：
1.一种新型可视自动化焊接技术，其特征在于，包括以下步骤：s1输入工件之际三维尺寸及模型；s2通系统的三维视觉传感器对工件进行扫描；s3根据工件情况设置焊接工艺，将传感器或图纸输入的三维模型；s4操作人员找到并标记好需要焊接的焊缝，同时设置每条焊缝的敢接工艺，以及焊接顺序；s5机械臂焊接路径规划及碰撞模拟；s6机械臂视觉焊缝跟踪及自动焊接。2.根据权利要求1所述的一种新型可视自动化焊接技术，其特征在于：s3步骤工件如果有设计图纸，可以根据扫描的工件位姿将工件放置到仿真软件中的正确位置，如果没有图纸也可以通过扫描的实际三维模型为机器人自动焊接提供工件的空间模型，为工艺设置提供再提。3.根据权利要求1所述的一种新型可视自动化焊接技术，其特征在于：s4步骤操作可以在远程计算机或者现场工业计算机上完成。4.根据权利要求1所述的一种新型可视自动化焊接技术，其特征在于：s5步骤通过后来工业云及云服务器，计算机对视觉传感器给出的工件三维数据进行分析，根据工艺设置的要求自动规划机器人焊接路径，并模拟焊接状态和路径。这样可以保证焊接过程中的安全性，放置碰撞，并且检测是否有焊接不到位置，确保机器人的实际焊接效果。5.根据权利要求1所述的一种新型可视自动化焊接技术，其特征在于：s6步骤在完成扫描和规划工作后，系统协同控制焊接机械臂按照新规划的路径进行完整的连续的自动焊接，在这个过程中，通过视觉传感器跟踪工件和焊缝变化，及时调整机械臂运动。

技术总结
本发明公开了一种新型可视自动化焊接技术，包括以下步骤：S1输入工件之际三维尺寸及模型；S2通系统的三维视觉传感器对工件进行扫描；S3根据工件情况设置焊接工艺，将传感器或图纸输入的三维模型；S4操作人员找到并标记好需要焊接的焊缝，同时设置每条焊缝的敢接工艺，以及焊接顺序；S5机械臂焊接路径规划及碰撞模拟；S6机械臂视觉焊缝跟踪及自动焊接。本发明与现有技术相比的优点在于：主要应用于薄、中、厚板材的自动化焊接技术，提高焊缝的焊接质量及焊接效率，达到无需人工干预的智能化自动焊接水平。自动焊接水平。


技术研发人员：肖吉 李民康 高桂芳
受保护的技术使用者：北斗启明(北京)节能科技服务有限公司
技术研发日：2022.08.10
技术公布日：2022/11/18