本發(fā)明涉及工業(yè)智能控制，尤指一種蓋梁智能焊接云控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、蓋梁是橋梁和其他大型結(jié)構(gòu)中承受上部結(jié)構(gòu)荷載的重要部件，通常位于橋墩或橋臺(tái)的頂部，主要作用是將橋面板或橋梁桁架傳遞到下部結(jié)構(gòu)。蓋梁的質(zhì)量直接影響整個(gè)橋梁的穩(wěn)定性和安全性。蓋梁骨架片是蓋梁的基本組成部分，指通過(guò)焊接的方式將鋼筋連接在一起，形成一個(gè)能夠承受并傳遞荷載的骨架。這個(gè)骨架需要在施工過(guò)程中進(jìn)行精確定位和連接，以確保結(jié)構(gòu)的整體性和受力均勻性。在現(xiàn)有技術(shù)中，蓋梁骨架的焊接主要依賴于人工操作，具體步驟包括：工人根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙手動(dòng)測(cè)量和布置鋼筋，然后使用焊接設(shè)備進(jìn)行焊接。雖然這種方法在一定程度上滿足了施工需求，但存在以下幾個(gè)顯著的缺點(diǎn)：人工操作焊接過(guò)程復(fù)雜，耗時(shí)較長(zhǎng)，且需要大量人力，導(dǎo)致施工周期延長(zhǎng)。由于人工測(cè)量和布置鋼筋，難以避免人為誤差，鋼筋的定位和焊接精度難以保證，容易出現(xiàn)鋼筋偏移、間距不均等問(wèn)題，影響蓋梁的整體質(zhì)量。

2、現(xiàn)有技術(shù)中還通過(guò)焊接機(jī)器人對(duì)鋼筋進(jìn)行固定并通過(guò)能進(jìn)行xy軸線移動(dòng)的焊接機(jī)器人進(jìn)行焊接，現(xiàn)有焊接機(jī)器人大多依賴預(yù)設(shè)的焊接路徑和程序，缺乏自適應(yīng)能力，導(dǎo)致在出現(xiàn)鋼筋偏差或鋼筋未就緒時(shí)仍會(huì)進(jìn)行焊接工作，極大依賴人工的反復(fù)檢查且實(shí)施監(jiān)督，且無(wú)法根據(jù)實(shí)時(shí)情況進(jìn)行自停，導(dǎo)致對(duì)人員的依賴程度高同時(shí)降低了生產(chǎn)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種蓋梁智能焊接云控制系統(tǒng)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

3、一種蓋梁智能焊接云控制系統(tǒng)，包括：圖像接收模塊、焊前校對(duì)模塊、焊接機(jī)器人云控制模塊和異常監(jiān)測(cè)模塊，所述焊前校對(duì)模塊包括蓋梁鋼筋框架單元和可疑鋼筋判定單元，所述圖像接收模塊、所述焊前校對(duì)模塊和所述異常監(jiān)測(cè)模塊分別與所述焊接機(jī)器人云控制模塊連接，所述圖像接收模塊與所述焊前校對(duì)模塊連接；

4、所述圖像接收模塊用于接收鋼筋固定平臺(tái)的圖像數(shù)據(jù)；

5、所述蓋梁鋼筋框架單元用于接收蓋梁框架圖，基于蓋梁框架圖與鋼筋固定平臺(tái)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，校驗(yàn)鋼筋數(shù)量；

6、所述可疑鋼筋判定單元用于根據(jù)鋼筋固定平臺(tái)的圖像數(shù)據(jù)校驗(yàn)鋼筋間距，基于鋼筋間距判定可疑鋼筋；

7、所述焊接機(jī)器人云控制模塊基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從鋼筋固定平臺(tái)的圖像數(shù)據(jù)中判定鋼筋待焊接位，根據(jù)鋼筋待焊接位生成二維矩陣，基于跳焊邏輯對(duì)二維矩陣進(jìn)行參數(shù)更新，基于焊前校對(duì)模塊的校驗(yàn)結(jié)果并根據(jù)更新完成的二維矩陣控制焊接機(jī)器人進(jìn)行位移和焊接，實(shí)時(shí)接收焊接機(jī)器人的位移和焊接數(shù)據(jù)并更新二維矩陣；

8、所述異常監(jiān)測(cè)模塊用于接收焊接機(jī)器人焊接時(shí)的工作參數(shù)，根據(jù)工作參數(shù)判斷焊接異常并向焊接機(jī)器人云控制模塊發(fā)出停工指令，所述工作參數(shù)包括焊頭壓力、焊頭深度和聲音參數(shù)。

9、進(jìn)一步地，所述基于蓋梁框架圖與鋼筋固定平臺(tái)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，校驗(yàn)鋼筋位置與鋼筋數(shù)量包括以下步驟：

10、對(duì)蓋梁框架圖和實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括去噪、灰度變換和圖像增強(qiáng)；

11、使用圖像識(shí)別算法對(duì)預(yù)處理后的圖像進(jìn)行特征提取，識(shí)別分離的鋼筋并計(jì)算鋼筋數(shù)量；

12、將識(shí)別出的鋼筋固定平臺(tái)的鋼筋數(shù)量與蓋梁框架圖中數(shù)量進(jìn)行比對(duì)，生成鋼筋數(shù)量的偏差值。

13、進(jìn)一步地，所述根據(jù)鋼筋固定平臺(tái)的圖像數(shù)據(jù)校驗(yàn)鋼筋間距，基于鋼筋間距判定可疑鋼筋并生成告警包括以下步驟：

14、基于識(shí)別分離的鋼筋與鋼筋位置數(shù)據(jù)對(duì)鋼筋進(jìn)行分類標(biāo)記；

15、基于標(biāo)記結(jié)果計(jì)算相鄰鋼筋之間的距離；

16、將相鄰鋼筋之間的距離與預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)間距進(jìn)行比較，識(shí)別間距不符合設(shè)計(jì)要求的可疑鋼筋。

17、進(jìn)一步地，所述卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)以下步驟進(jìn)行訓(xùn)練：

18、對(duì)鋼筋固定平臺(tái)的圖像數(shù)據(jù)中識(shí)別分離的鋼筋基于同一色值進(jìn)行邊緣標(biāo)定，得到待焊圖像；

19、對(duì)待焊圖像進(jìn)行圖像標(biāo)注，包括通過(guò)另一相同色值標(biāo)記待焊位，得到目標(biāo)圖像：

20、以待焊圖像作為輸入，以目標(biāo)圖像作為輸出，訓(xùn)練卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

21、進(jìn)一步地，所述卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的公式如下：

22、

23、其中，y為輸出向量，表示鋼筋待焊接位的預(yù)測(cè)值；xk為輸入向量，具體為待焊圖像；i和j為卷積核的行索引和列索引；k為輸入圖像的通道數(shù)；wij為卷積層的權(quán)重矩陣；wijk為卷積核的權(quán)重參數(shù)；bij為卷積層的偏置向量；φ為卷積層的激活函數(shù)；σ為全連接層的激活函數(shù)；c為全連接層的偏置向量；n為卷積核的高度；m為卷積核的寬度。

24、進(jìn)一步地，所述根據(jù)鋼筋待焊接位生成二維矩陣，基于跳焊邏輯對(duì)二維矩陣進(jìn)行參數(shù)更新包括以下步驟：

25、通過(guò)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出的目標(biāo)圖像生成二維矩陣，所述二維矩陣中的每個(gè)元素表示一個(gè)待焊接點(diǎn)的坐標(biāo)和狀態(tài)信息；

26、應(yīng)用跳焊邏輯對(duì)二維矩陣進(jìn)行參數(shù)更新，包括將連續(xù)的待焊點(diǎn)通過(guò)預(yù)設(shè)的步長(zhǎng)從待焊參數(shù)更新為已焊參數(shù)。

27、進(jìn)一步地，所述基于焊前校對(duì)模塊的校驗(yàn)結(jié)果并根據(jù)更新完成的二維矩陣控制焊接機(jī)器人進(jìn)行位移和焊接包括以下步驟：

28、獲取焊前校對(duì)模塊的校驗(yàn)結(jié)果；

29、若鋼筋數(shù)量的偏差值為0且并未發(fā)現(xiàn)可疑鋼筋，則開(kāi)始根據(jù)更新完成的二維矩陣控制焊接機(jī)器人進(jìn)行位移和焊接；

30、若鋼筋數(shù)量的偏差值不為0或發(fā)現(xiàn)可疑鋼筋，則控制停止焊接機(jī)器人進(jìn)行位移和焊接。

31、進(jìn)一步地，所述控制焊接機(jī)器人進(jìn)行位移和焊接包括以下步驟：

32、根據(jù)二維矩陣中的待焊參數(shù)，控制焊接機(jī)器人進(jìn)行x軸和y軸移動(dòng)到待焊參數(shù)位置并通過(guò)焊頭進(jìn)行焊接；

33、每一待焊接點(diǎn)完成后獲取定位并更新二維矩陣，將待焊參數(shù)更新為已焊參數(shù)。

34、進(jìn)一步地，所述根據(jù)工作參數(shù)判斷焊接異常包括以下步驟：

35、獲取歷史無(wú)異常工作時(shí)，焊頭深度、焊頭壓力和聲音參數(shù)和對(duì)應(yīng)的單次焊接中的時(shí)間戳；

36、基于相同時(shí)間戳，獲取不同的焊頭深度下焊頭壓力和聲音參數(shù)的取值區(qū)間；

37、若在實(shí)時(shí)焊接工作中焊頭壓力或聲音參數(shù)不屬于其在當(dāng)前焊頭深度下的取值區(qū)間，則判斷為焊接異常；

38、若在實(shí)時(shí)焊接工作中焊頭壓力或聲音參數(shù)不屬于其在當(dāng)前焊頭深度下的取值區(qū)間，則判斷為無(wú)異常。

39、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明通過(guò)圖像處理技術(shù)，系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)獲取鋼筋的布局和數(shù)量信息，減少了人工干預(yù)的需求。焊前校對(duì)模塊包括蓋梁鋼筋框架單元和可疑鋼筋判定單元，蓋梁鋼筋框架單元基于蓋梁框架圖與實(shí)際圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，校驗(yàn)鋼筋數(shù)量，確保焊接前鋼筋的正確定位?？梢射摻钆卸▎卧ㄟ^(guò)校驗(yàn)鋼筋間距，判定是否存在布局不合理的可疑鋼筋，并生成告警信息，提示操作人員進(jìn)行檢查和調(diào)整。通過(guò)圖像識(shí)別算法和特征提取技術(shù)，焊前校對(duì)模塊提高了鋼筋布置的準(zhǔn)確性。焊接機(jī)器人云控制模塊基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從圖像數(shù)據(jù)中判定鋼筋的待焊接位置，并生成對(duì)應(yīng)的二維矩陣。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)對(duì)大量焊接圖像數(shù)據(jù)的訓(xùn)練，能夠精確識(shí)別鋼筋待焊接位并生成待焊圖像。基于跳焊邏輯對(duì)二維矩陣進(jìn)行參數(shù)更新，確保焊接順序和位置的合理性和安全性。根據(jù)焊前校對(duì)模塊的校驗(yàn)結(jié)果，焊接機(jī)器人云控制模塊實(shí)時(shí)調(diào)整焊接機(jī)器人進(jìn)行精確焊接，并持續(xù)更新焊接數(shù)據(jù)，確保每一個(gè)焊接點(diǎn)都符合設(shè)計(jì)要求。異常監(jiān)測(cè)模塊在焊接過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作參數(shù)，包括焊頭壓力、焊頭深度和聲音參數(shù)。一旦檢測(cè)到異常，系統(tǒng)將立即發(fā)出停工指令，防止出現(xiàn)焊接缺陷。該模塊通過(guò)比對(duì)實(shí)時(shí)工作參數(shù)和歷史無(wú)異常工作的參數(shù)區(qū)間，準(zhǔn)確判斷焊接是否出現(xiàn)異常，從而避免焊接出現(xiàn)錯(cuò)位或雜物，保證了質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性。本發(fā)明通過(guò)實(shí)時(shí)的多參數(shù)監(jiān)測(cè)顯著提高了焊接效率和質(zhì)量，減少了人為操作的誤差和風(fēng)險(xiǎn)，降低了生產(chǎn)成本和施工周期，實(shí)現(xiàn)了蓋梁焊接過(guò)程的智能化和自動(dòng)化。