自动焊接方法和装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本申请实施例提供了一种自动焊接方法和装置、电子设备及存储介质，该方法通过三维数模生成焊接路径；获取由三维视觉系统采集到的待焊接工件实体的点云信息和位置信息；根据待焊接工件实体的点云信息和位置信息，确定待焊接工件实体相对于焊接机构执行系统的虚拟位置；根据确定的虚拟位置，在三维数模上按照生成的焊接路径进行运动仿真；根据运动仿真结果，生成自动焊接程序指令；将自动焊接程序指令发送至焊接机构执行系统，以使得焊接机构执行系统根据自动焊接程序指令执行相应的焊接动作。利用三维视觉系统进行找正定位，确保了焊缝位置的识别精度，同时能够使得多轴工业机器人能对批量小、种类多、节点结构复杂的工件进行自动化焊接。进行自动化焊接。进行自动化焊接。

【技术实现步骤摘要】
自动焊接方法和装置、电子设备及存储介质


[0001]本申请涉及自动焊接
，尤其涉及一种自动焊接方法和装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]焊接机构执行系统的核心部分为多轴工业机器人，随着工业技术的发展，多轴工业机器人被广泛应用于不同领域的工业生产中，常见的有焊接、切割、打磨、喷涂、涂胶、点胶等加工应用场景。受限于目前的科学技术水平，多轴工业机器人集成应用的加工方法均对工件要求有批量性和一致性。基于加工工件具备一致性较高的基础上，主流技术为采用在线示教或者现场示教行走轨迹，多轴工业机器人收到被加工工件的有料信号后，通过始端点检测或者视觉检测纠正行走轨迹，然后重复加工动作。只有在被加工工件具备批量性和一致性的基础上，才具备投入多轴工业机器人生产的优势。如果被加工工件批量小、型号多、结构复杂，则在时效性和经济性上，均不具备投入多轴工业机器人进行焊接作业的优势。
[0003]在我国传统制造业中，焊接被广泛应用于建筑钢结构、船舶制造、桥梁建设、导弹生产等行业中，但是，这些行业普遍存在的产品工件普遍为型号多、数量少、一致性低，使得只能依靠人力劳动密集型的方法进行生产。而此类生产方式会导致招工难、生产效率低、产品质量不容易把控和人才培养周期长等问题。
[0004]在机器人自动化焊接领域通常需要找正、寻位、焊接、检测等多道工艺流程。其中，找正常用的方法有：1)人工找正，使用人工操作机器人将其末端移动到特定的特征处，利用工件上的定位基准，换算出机器人坐标系和工件坐标系之间的关系。2)焊丝和电弧法，通过预先编制的机器人程序，通过机器人接近工件时的电流和电压信号，判断机器人和工件之间的相对关系，通过获取不同位置的数据，对工件的位置进行纠偏，进而完成找正。3)激光寻位，通过使用机器人带动线或者点激光对工件进行扫描，然后利用三维信息进行找正，或者是对特定位置进行数据采样，进一步对工件的位置进行纠偏进而完成找正。在上述几种方法中，人工找正，效率低，而且无法实现自动化；焊丝和电弧法，需要预先编程，并且只能完成纠偏，对于复杂情况或者工件位姿差距较大的情况，该方法将会失效，此外该方法效率也较低。利用激光寻位的方法中，如果使用激光扫描进行纠偏，和焊丝和电弧法一样，无法处理复杂场景。如果使用扫描的方法，由于机器人的运动精度限制，扫描得到的点云精度低，会增加找正的误差，而且使用机器人带动激光进行扫描的方法效率非常低。

技术实现思路

[0005]本申请实施例的主要目的在于提出一种自动焊接方法和装置、电子设备及存储介质，旨在通过三维数模与三维视觉相结合，使得多轴工业机器人既能对批量大、种类单一、节点结构简单的工件进行自动化焊接，也能对批量小、种类多、节点结构复杂的工件进行自动化焊接。
[0006]为实现上述目的，本申请实施例的第一方面提出了一种自动焊接方法，所述方法包括：
[0007]获取待焊接工件实体的三维数模，并根据所述三维数模生成焊接路径；
[0008]获取由三维视觉系统采集到的待焊接工件实体的点云信息和位置信息；
[0009]根据所述待焊接工件实体的点云信息和位置信息，确定所述待焊接工件实体相对于焊接机构执行系统的虚拟位置；
[0010]根据确定的所述虚拟位置，在三维数模上按照生成的所述焊接路径进行运动仿真；
[0011]根据运动仿真结果，生成自动焊接程序指令；
[0012]将所述自动焊接程序指令发送至所述焊接机构执行系统，以使得所述焊接机构执行系统根据所述自动焊接程序指令执行相应的焊接动作。
[0013]在一些实施例，所述获取待焊接工件实体的三维数模，并根据所述三维数模生成焊接路径这一步骤，包括：
[0014]获取由制图软件构建得到的待焊接工件的三维数模；
[0015]在所述三维数模中选取所述待焊接工件的焊缝；
[0016]根据选取的所述焊缝生成焊接轨迹；
[0017]对所述焊接轨迹匹配对应的焊接工艺参数，所述焊接工艺参数包括焊接角度、焊接速度、焊接电压、焊接电流、起弧电流、收弧电流和焊接类型；
[0018]基于所述焊接轨迹和所述焊接工艺参数，生成焊接路径。
[0019]在一些实施例，在获取由三维视觉系统采集到的待焊接工件实体的点云信息和位置信息之后，所述方法还包括：
[0020]获取所述待焊接工件实体焊缝部位的点云信息和位置信息；
[0021]根据所述待焊接工件实体焊缝部位的点云信息和位置信息，对所述焊缝的位置进行修正。
[0022]在一些实施例，在根据所述焊接路径和所述虚拟位置进行运动仿真之前，所述方法还包括执行以下至少一种操作：
[0023]显示由制图软件构建得到的待焊接工件的三维数模；
[0024]或者，显示生成的所述焊接路径；
[0025]或者，显示所述待焊接工件实体相对于焊接机构执行系统的虚拟位置。
[0026]为实现上述目的，本申请实施例的第二方面提出了一种自动焊接方法，所述方法包括：
[0027]通过3D相机采集待焊接工件实体的点云信息和位置信息；
[0028]将采集得到的所述待焊接工件实体的点云信息和位置信息发送至焊接软件操作系统，以使得所述焊接软件操作系统执行以下操作：
[0029]根据所述待焊接工件实体的点云信息和位置信息，确定所述待焊接工件实体相对于焊接机构执行系统的虚拟位置；
[0030]根据确定的所述虚拟位置，在三维数模上按照生成的焊接路径进行运动仿真；
[0031]根据运动仿真结果，生成自动焊接程序指令，并将所述自动焊接程序指令发送至焊接机构执行系统。
[0032]在一些实施例，在通过3D相机采集待焊接工件实体的点云信息和位置信息之后，所述方法还包括：
[0033]通过3D相机采集待焊接工件实体焊缝部位的点云信息和位置信息；
[0034]将采集得到的所述待焊接工件实体焊缝部位的点云信息和位置信息发送至所述焊接软件操作系统，以使得所述焊接软件操作系统根据所述待焊接工件实体焊缝部位的点云信息和位置信息，对焊缝的位置进行修正。
[0035]为实现上述目的，本申请实施例的第三方面提出了一种自动焊接装置，所述装置包括：焊接软件操作系统、焊接机构执行系统和三维视觉系统，所述焊接机构执行系统和三维视觉系统均与所述焊接软件操作系统进行通信连接，
[0036]所述焊接软件操作系统用于执行本申请实施例第一方面所述的方法；
[0037]所述三维视觉系统用于执行本申请实施例第二方面所述的方法；
[0038]所述焊接机构执行系统用于接收由所述焊接软件操作系统发送的自动焊接程序指令，并根据所述自动焊接程序指令执行相应的焊接动作。
[0039]为实现上述目的，本申请实施例的第四方面提出了一种自动焊接装置，所述装置包括：
[0040]第一获取模块，用于获取待焊接工件实体的三维数模，并根据所述三维数模生成焊接路径；
[0041]第二获取模块，用于获取由三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动焊接方法，其特征在于，所述方法包括：获取待焊接工件实体的三维数模，并根据所述三维数模生成焊接路径；获取由三维视觉系统采集到的待焊接工件实体的点云信息和位置信息；根据所述待焊接工件实体的点云信息和位置信息，确定所述待焊接工件实体相对于焊接机构执行系统的虚拟位置；根据所述虚拟位置，在三维数模上按照生成的所述焊接路径进行运动仿真；根据运动仿真结果，生成自动焊接程序指令；将所述自动焊接程序指令发送至所述焊接机构执行系统，以使得所述焊接机构执行系统根据所述自动焊接程序指令执行相应的焊接动作。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取待焊接工件实体的三维数模，并根据所述三维数模生成焊接路径这一步骤，包括：获取由制图软件构建得到的待焊接工件的三维数模；在所述三维数模中选取所述待焊接工件的焊缝；根据选取的所述焊缝生成焊接轨迹；对所述焊接轨迹匹配对应的焊接工艺参数，所述焊接工艺参数包括焊接角度、焊接速度、焊接电压、焊接电流、起弧电流、收弧电流和焊接类型；基于所述焊接轨迹和所述焊接工艺参数，生成焊接路径。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取由三维视觉系统采集到的待焊接工件实体的点云信息和位置信息之后，所述方法还包括：获取所述待焊接工件实体焊缝部位的点云信息和位置信息；根据所述待焊接工件实体焊缝部位的点云信息和位置信息，对焊缝的位置进行修正。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述焊接路径和所述虚拟位置进行运动仿真之前，所述方法还包括执行以下至少一种操作：显示由制图软件构建得到的待焊接工件的三维数模；或者，显示生成的所述焊接路径；或者，显示所述待焊接工件实体相对于焊接机构执行系统的虚拟位置。5.一种自动焊接方法，其特征在于，所述方法包括：通过3D相机采集待焊接工件实体的点云信息和位置信息；将采集得到的所述待焊接工件实体的点云信息和位置信息发送至焊接软件操作系统，以使得所述焊接软件操作系统执行以下操作：根据所述待焊接工件实体的点云信息和位置信息，确定所述待焊接工件实体相对于焊接机构执行系统的虚拟位置；根据确定的所述虚拟位置，在三维数模上按照生成的焊接路径进行运动仿真；根据运动仿真...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦卓光，张兆彪，廖伟东，高建文，许曦，
申请(专利权)人：中集集团集装箱控股有限公司中国国际海运集装箱集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：