[发明专利]用于厚板窄间隙GMA机器人的智能焊接控制系统及方法

摘要

用于厚板窄间隙GMA机器人的智能焊接控制系统及方法，涉及焊接技术领域。本发明是为了实现厚板机器人的窄间隙GMA智能化焊接。本发明所述的本发明所述的用于厚板窄间隙GMA机器人的智能焊接控制系统及方法，通过集成激光视觉传感器、电流传感器、温度传感器等感知元器件和机器人、剪丝装置、清渣装置等执行机构，基于分层控制、物联网和计算机技术实现厚板机器人窄间隙GMA智能化焊接。

主权项

1.用于厚板窄间隙GMA机器人的智能焊接控制系统，其特征在于，包括霍尔电流传感器(11)、激光视觉传感器(12)、红外测温传感器(13)、工业计算机(2)、主控PLC(31)、从控PLC(32)和焊缝跟踪控制器(5)；霍尔电流传感器(11)用于在焊接稳定状态下采集电流均值，所述电流均值为每个电弧移动周期中、左右两侧停留位置和坡口中心位置处的电流均值，激光视觉传感器(12)用于采集待焊接工件的坡口图像，红外测温传感器(13)用于采集焊前预热温度，激光视觉传感器(12)的坡口图像输出端连接工业计算机(2)的坡口图像输入端，工业计算机(2)的焊接控制信号输出端连接主控PLC(31)的焊接控制信号输入端，红外测温传感器(13)的温度信号输出端连接主控PLC(31)的温度信号输入端，所述温度信号包括焊前预热温度和层间温度，主控PLC(31)的剪丝控制信号输出端连接机器人剪丝装置(71)的剪丝控制信号输入端，主控PLC(31)的焊接控制信号输出端连接从控PLC(32)的焊接控制信号输入端，从控PLC(32)的焊接控制信号输出端连接机器人控制器(61)的焊接控制信号输入端，从控PLC(32)的高度纠偏信号输出端连接机器人控制器(61)的高度纠偏信号输入端，从控PLC(32)的水平纠偏信号输出端连接伺服驱动单元(4)的水平纠偏信号输入端，霍尔电流传感器(11)的电流均值输出端连接焊缝跟踪控制器(5)的电流均值输入端，焊缝跟踪控制器(5)的纠偏信号输出端连接从控PLC(32)的纠偏信号输入端，所述纠偏信号包括高度纠偏信号和水平纠偏信号，焊缝跟踪控制器(5)的跟踪控制信号输出端连接霍尔电流传感器(11)的跟踪控制信号输入端，工业计算机(2)内嵌有标准工件模型库、焊接数据库和以下通过软件实现的单元：数据采集单元：采集待焊接工件的厚度、坡口形式和工件材料，坡口识别单元：对坡口图像依次进行图像降噪、二值化、拐点识别和平滑处理，获得待焊接工件的坡口宽度、焊接起始点位置和焊接结束点位置，作业停止单元：当坡口宽度不满足标准工件模型库时，工业计算机(2)停止作业，焊接控制信号生成单元：当坡口宽度满足标准工件模型库时，将待焊接工件的厚度、坡口形式、工件材料、坡口宽度、焊接起始点位置和焊接结束点位置与焊接数据库进行匹配，获得焊接层数、焊接规范和焊接路径，并将焊接层数、焊接规范和焊接路径作为焊接控制信号，主控PLC(31)内嵌有剪丝控制单元：当焊前预热温度达到标准预热温度时，向剪丝装置(71)发送剪丝控制信号，焊缝跟踪控制器(5)内嵌有纠偏信号获取单元：根据焊接规范和电流均值获得纠偏信号。