[发明专利]一种智能焊缝检测和轨迹规划方法及系统

说明书

本发明公开了一种智能焊缝检测和轨迹规划方法及系统，所述方法包括：获取目标焊件的第一3D点云数据；将第一3D点云数据输入预先训练的焊缝检测模型中，获得目标焊件对应的目标焊缝位置；控制焊枪根据目标焊缝位置和预设焊接步长对目标焊件进行单步焊接后，继续执行获取目标焊件的第一3D点云数据，根据第一3D点云数据确定目标焊缝位置的步骤，直至目标焊件焊接完成；其中，焊接步长由目标焊件焊接过程中的焊缝变形尺寸确定。本发明可同时实现焊缝和焊接熔池的拍摄和跟踪，检测效率高，成本低，且不受焊接过程中焊接火花等光线的影响，焊缝跟踪检测质量高，应用场景更加通用广泛。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及的是一种智能焊缝检测和轨迹规划方法及系统。

背景技术

现有焊接生产过程中，为了提高焊接效率，一般都采用焊接自动化设备(或焊接机器人)进行批量焊接，而对于不同的焊接工件，通常需要特定的焊接设备及工装夹具，设计不同的焊接轨迹。同时由于工件在加工过程中存在加工误差，会导致实际焊接的工件与设计图样存在差异，工件一致性较差，对于机器人焊接来说会存在较大的误差。同时，在焊接过程中的热形变也会引起误差，造成焊接缺陷。

以上问题在一般工业生产中普遍存在，这就需要焊接自动化设备具有精确定位工件和纠正偏差的能力，同时在焊接过程中能够对焊缝实时检测，纠正焊接的偏差，保证焊接的质量。为了解决上述问题，目前实际应用比较广泛的是非接触式的电弧跟踪方法和激光结构光跟踪方法，电弧跟踪方法在实际应用中具有较大的局限性，而激光结构光跟踪方法容易受焊接过程中火花等光线影响而导致焊缝检测不准或焊接精度下降，焊接质量差。

因此，现有技术还有待改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种智能焊缝检测和轨迹规划方法及系统，旨在解决现有焊缝跟踪方法局限性较大，容易受焊接火花等光线影响而导致焊接质量差的问题。

本发明解决问题所采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供一种智能焊缝检测和轨迹规划方法，其中，所述方法包括：

获取目标焊件的第一3D点云数据；

将所述第一3D点云数据输入预先训练的焊缝检测模型中，获得所述目标焊件对应的目标焊缝位置；其中，所述焊缝检测模型基于3D点云数据和焊缝位置的对应关系训练而成；

控制焊枪根据所述目标焊缝和预设焊接步长对所述目标焊件进行单步焊接后，继续执行获取目标焊件的第一3D点云数据，根据所述第一3D点云数据确定所述目标焊缝位置的步骤，直至所述目标焊件焊接完成；其中，所述焊接步长由所述目标焊件焊接过程中的焊缝变形尺寸确定。

所述的智能焊缝检测和轨迹规划方法，其中，当所述目标焊件为规则形状的焊件时，所述焊接步长的确定方法包括：

通过预设热变形模型对所述目标焊件进行仿真，确定所述目标焊件在不同焊接步长下的焊缝变形尺寸；

根据所述焊缝变形尺寸以及所述目标焊件的焊接尺寸精度需求，确定所述目标焊件的焊接步长。

所述的智能焊缝检测和轨迹规划方法，其中，当所述目标焊件为不规则形状的焊件时，所述焊接步长的确定方法包括：

获取所述目标焊件焊接前后的3D点云数据，根据所述目标焊件焊接前后的3D点云数据确定所述目标焊件每个位置或者每隔预设距离的焊缝变形尺寸；

根据所述焊缝变形尺寸以及所述目标焊件的焊接尺寸精度需求，确定所述目标焊件的焊接步长。

所述的智能焊缝检测和轨迹规划方法，其中，所述目标焊件的焊缝周围设置有标识，所述获取所述目标焊件焊接前后的3D点云数据，根据所述目标焊件焊接前后的3D点云数据确定所述目标焊件每个位置或者每隔预设距离的焊缝变形尺寸的步骤包括：