[发明专利]一种基于焊接偏差变化特征识别90°折线角焊缝交叉点的方法

说明书

本发明提供了一种基于焊接偏差变化特征识别90°折线角焊缝交叉点的方法，所述方法包括，焊枪偏离焊缝焊接偏差的识别方法、利用模式识别实现交叉点识别的方法和交叉点识别精度的检测方法；为了减小焊接熔池对焊接偏差识别的影响，以电弧转动前半圈对应的焊接电流为处理对象，提高焊接偏差识别的准确度和可靠性；当未识别出交叉点时，如果当前识别出的焊接偏差小于‑1，或者当前识别出的焊接偏差小于0且比前一次识别出的焊接偏差小0.5，利用发明的模式识别方法可实现交叉点的识别；本发明基于焊接偏差变化特征识别90°折线角焊缝交叉点的方法，可实现交叉点的实时检测及识别，有利于实现90°折线角焊缝的机器跟踪焊接，提高了焊接质量和效率。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种基于焊接偏差变化特征识别90°折线角焊缝交叉点的方法。

背景技术

焊接是金属连接最有效的方式之一，广泛存在于各种行业中，例如：造船业、容器制造业、钢结构厂房制造业和起重机制造行业等。目前，简单的直线焊缝通过使用自动焊接小车，已经基本实现了机器焊接，但90°折线角焊缝需要人工焊接完成，这些焊缝比较复杂，工作空间狭小，机械手臂也不能实现狭小空间内90°折线角焊缝的自动焊接。针对目前存在的此工程问题，需要研究出一种90°折线角焊缝跟踪焊接的方法，要实现90°折线角焊缝的跟踪焊接，需要实现90°折线角焊缝交叉点的机器识别，其为实现90°折线角焊缝跟踪焊接的关键技术，因此，发明出一种90°折线角焊缝交叉点的识别方法，对于实现工厂中90°折线角焊缝的机器自主焊接，具有重大意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术不足，提供一种基于焊接偏差变化特征识别90°折线角焊缝交叉点的方法，为实现焊接业中90°折线角焊缝的机器自动焊接奠定基础，有助于提高焊接自动化的水平，提高生产质量和效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于焊接偏差变化特征识别90°折线角焊缝交叉点的方法，所述方法包括，焊枪偏离焊缝焊接偏差的识别方法、利用模式识别实现基于焊接偏差变化特征识别交叉点的方法和交叉点识别精度的检测方法；

所述焊枪偏离焊缝焊接偏差的识别方法为：基于焊接熔池对电弧长度存在影响，并且，沿着焊接方向，熔池对电弧转动前半圈对应电弧长度的影响小于熔池对电弧转动后半圈对应电弧长度的影响；以电弧转动前半圈对应的焊接电流为处理对象，以采样点的序号i为横坐标，采样电流I_i为纵坐标，利用最小二乘法对采样点(i，I_i)进行直线拟合，以拟合直线斜率的大小表示焊枪偏离焊缝的大小，识别出焊枪偏离焊缝的焊接偏差；当拟合直线斜率为正时，沿着焊接方向，焊枪向上偏离焊缝；当拟合直线斜率为负时，沿着焊接方向，焊枪向右偏离焊缝。

进一步得，所述利用模式识别实现基于焊接偏差变化特征识别交叉点的方法如下：

式中，G_n表示当前焊接点的位置；G₁表示当前焊接点位于90°折线角焊缝的第一段直线焊缝上；G₂表示当前焊接点为90°折线角焊缝的交叉点；G₃表示当前焊接点位于90°折线角焊缝的第二段直线焊缝上；e_n为当前焊枪偏离焊缝的焊接偏差，|e_n|为其绝对值；e_n-1为前一次识别出的焊枪偏离焊缝的焊接偏差；flag为交叉点标志，当flag的值为0时，表示未识别出90°折线角焊缝的交叉点，当flag的值为1时，表示已经识别出了90°折线角焊缝的交叉点。

进一步得，所述交叉点识别精度的检测方法为：通过分析焊接90°折线角焊缝过程中焊接偏差的变化特征，发明了基于焊接偏差变化特征识别出交叉点时的识别精度δ₂，交叉点识别精度δ₂满足下式：