本發(fā)明涉及焊接機器人，具體而言，涉及一種蓋面焊接裝置及其控制方法、計算機可讀存儲介質(zhì)和控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在焊接過程中，常常存在焊槍偏離焊縫中心、焊道偏移、焊接缺陷等問題，尤其是在蓋面焊接中，由于焊道表面形貌復雜、激光條紋特征不明顯、熔池受重力影響位置不斷變化等因素，現(xiàn)有焊縫跟蹤方法面臨挑戰(zhàn)。蓋面焊通常用于焊接完成后的最后一步，主要目的是在焊縫表面形成一層平滑、美觀的覆蓋層。它通常在焊縫的頂部進行。近年來，傳感器技術(shù)的應用給機器人焊接領(lǐng)域提出了多種傳感器技術(shù)，其中激光傳感器因其結(jié)構(gòu)簡單、信息量大、精度高及穩(wěn)定性好等特點成為焊接控制的理想選擇。

2、在一種現(xiàn)有技術(shù)中，通過識別蓋面之前的焊道特征進行實時、反饋，調(diào)整蓋面焊道路徑和焊縫跟蹤；在另一種現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)計了一種與罐體的四分之一圓弧形狀和弧度相對應的仿形板，以此控制小車的行走軌跡。但是，在現(xiàn)有的蓋面焊接技術(shù)中，存在的問題包括激光條紋特征不明顯、受表面凹坑或其他雜質(zhì)影響、焊道受重力影響位置變化等，導致焊接跟蹤精度下降。

3、針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例提供了一種蓋面焊接裝置及其控制方法、計算機可讀存儲介質(zhì)和控制系統(tǒng)，以至少解決相關(guān)技術(shù)中由于激光條紋特征不明顯、受到表面凹坑或其他雜質(zhì)影響、熔池在焊接時受重力影響位置變化等因素導致難以提取蓋面特征點進行跟蹤的技術(shù)問題。

2、根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種蓋面焊接裝置，至少包括激光模塊，用于采集蓋面的表面圖像，所述蓋面為焊縫在焊接過程中的表面，所述激光模塊包括：激光發(fā)射器，用于發(fā)射激光以照射所述蓋面的表面；輔助光源，與所述激光發(fā)射器的光線投射角度相同，用于輔助所述激光發(fā)射器照射所述蓋面的表面；圖像采集器，設(shè)置于所述焊縫的正上方且與焊縫表面的間隔為第一預定距離，用于在所述激光發(fā)射器和所述輔助光源的照射下拍攝圖像；濾光片，設(shè)置于所述圖像采集器的正下方且與所述圖像采集器的間隔為第二預定距離，用于選取目標波段的光線，所述目標波段與所述輔助光源發(fā)射光線的波段相同，所述第一預定距離大于所述第二預定距離。

3、可選地，該蓋面焊接裝置，還包括：焊接工具，用于焊縫的焊接；爬行裝置，所述焊接工具和所述激光模塊安裝于所述爬行裝置上，所述激光模塊設(shè)置于所述焊接工具的前方，所述前方為所述爬行裝置的前進方向，所述爬行裝置用于帶動所述焊接工具和所述激光模塊爬行以完成焊縫的焊接。

4、根據(jù)本發(fā)明實施例的另一方面，還提供了一種蓋面焊接裝置的控制方法，包括：控制激光發(fā)射器發(fā)射光束的中點移動至焊縫的中心，進行焊接，在焊接至蓋面的情況下，開啟輔助光源，其中，所述蓋面為焊縫在焊接過程中的表面；控制激光模塊采集蓋面的表面圖像，對所述表面圖像進行蓋面分割，得到蓋面焊道圖像，其中，所述蓋面焊道為所述蓋面的焊接路徑且為兩條；根據(jù)所述蓋面焊道圖像確定有效特征點，將所述有效特征點進行坐標轉(zhuǎn)換，得到爬行裝置的目標坐標點，并控制所述爬行裝置按照所述目標坐標點進行移動，以對所述蓋面進行焊接。

5、可選地，根據(jù)所述蓋面焊道圖像確定有效特征點，包括：在所述蓋面焊道圖像中確定每條蓋面焊道的多個熔合點，對每條蓋面焊道中的多個所述熔合點進行擬合，得到擬合曲線；根據(jù)所述擬合曲線確定每條所述蓋面焊道對應的有效點，并根據(jù)所述有效點確定所述有效特征點。

6、可選地，根據(jù)所述擬合曲線確定每條所述蓋面焊道對應的有效點，并根據(jù)所述有效點確定所述有效特征點，包括：刪除與所述擬合曲線的距離大于預設(shè)距離閾值的所述熔合點，并將剩余的所述熔合點確定為每條所述蓋面焊道對應的有效點；在每條所述蓋面焊道對應所述有效點的個數(shù)大于預設(shè)數(shù)量閾值的情況下，計算所述有效點的中點，得到每條所述蓋面焊道對應的焊道中點，得到兩個所述焊道中點；連接兩個所述焊道中點，得到焊道連線，計算所述焊道連線的中點，得到所述有效特征點。

7、可選地，在對所述表面圖像進行蓋面分割之前，該蓋面焊接裝置的控制方法，還包括：在所述表面圖像中標記出蓋面焊道區(qū)域，得到蓋面焊道區(qū)域圖像；將所述蓋面焊道區(qū)域圖像轉(zhuǎn)換為掩膜圖像，并對所述掩膜圖像進行數(shù)據(jù)擴充。

8、可選地，對所述表面圖像進行蓋面分割，得到蓋面焊道圖像，包括：通過深度學習模型對所述表面圖像進行分析，得到所述蓋面焊道圖像，其中，所述深度學習模型是通過多組數(shù)據(jù)訓練得到的，所述多組數(shù)據(jù)中的每組數(shù)據(jù)均包括：歷史表面圖像和蓋面焊道圖像標簽。

9、可選地，將所述有效特征點進行坐標轉(zhuǎn)換，得到爬行裝置的目標坐標點，包括：獲取所述激光模塊和所述爬行裝置的位姿變換矩陣；根據(jù)所述有效特征點與所述位姿變換矩陣計算所述爬行裝置對應的所述目標坐標點。

10、根據(jù)本發(fā)明實施例的另一方面，還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)包括存儲的程序，其中，在所述程序運行時控制所述計算機可讀存儲介質(zhì)所在設(shè)備執(zhí)行上述中任意一種所述的蓋面焊接裝置的控制方法。

11、根據(jù)本發(fā)明實施例的另一方面，還提供了一種蓋面焊接裝置的控制系統(tǒng)，包括：上述中任意一項所述的蓋面焊接裝置；控制器，包括一個或多個處理器，存儲器，以及一個或多個程序，其中，所述一個或多個程序被存儲在所述存儲器中，并且被配置為由所述一個或多個處理器執(zhí)行，所述一個或多個程序包括用于執(zhí)行上述中任意一種所述的蓋面焊接裝置的控制方法。

12、在本發(fā)明實施例中，控制激光發(fā)射器發(fā)射光束的中點移動至焊縫的中心，進行焊接，在焊接至蓋面的情況下，開啟輔助光源，其中，蓋面為焊縫在焊接過程中的表面；控制激光模塊采集蓋面的表面圖像，對表面圖像進行蓋面分割，得到蓋面焊道圖像，其中，蓋面焊道為蓋面的焊接路徑且為兩條；根據(jù)蓋面焊道圖像確定有效特征點，將有效特征點進行坐標轉(zhuǎn)換，得到爬行裝置的目標坐標點，并控制爬行裝置按照目標坐標點進行移動，以對蓋面進行焊接。通過本發(fā)明提供的技術(shù)方案，達到了通過激光傳感器系統(tǒng)對復雜表面進行高清采集，利用深度學習模型分析處理圖像，同時，提取有效特征點并對焊接工具位置進行實時修正的目的，從而實現(xiàn)了焊接過程中的蓋面跟蹤具有更高精度的技術(shù)效果，提高了跟蹤的精度與穩(wěn)定性，進而解決了相關(guān)技術(shù)中由于激光條紋特征不明顯、受到表面凹坑或其他雜質(zhì)影響、熔池在焊接時受重力影響位置變化等因素導致難以提取蓋面特征點進行跟蹤的技術(shù)問題。

技術(shù)特征：

1.一種蓋面焊接裝置，其特征在于，至少包括激光模塊，用于采集蓋面的表面圖像，所述蓋面為焊縫在焊接過程中的表面，所述激光模塊包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓋面焊接裝置，其特征在于，所述蓋面焊接裝置還包括：

3.一種蓋面焊接裝置的控制方法，其特征在于，所述蓋面焊接裝置為權(quán)利要求1至2中任意一項所述的蓋面焊接裝置，所述控制方法包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓋面焊接裝置的控制方法，其特征在于，根據(jù)所述蓋面焊道圖像確定有效特征點，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蓋面焊接裝置的控制方法，其特征在于，根據(jù)所述擬合曲線確定每條所述蓋面焊道對應的有效點，并根據(jù)所述有效點確定所述有效特征點，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓋面焊接裝置的控制方法，其特征在于，在對所述表面圖像進行蓋面分割之前，所述方法還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓋面焊接裝置的控制方法，其特征在于，對所述表面圖像進行蓋面分割，得到蓋面焊道圖像，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓋面焊接裝置的控制方法，其特征在于，將所述有效特征點進行坐標轉(zhuǎn)換，得到爬行裝置的目標坐標點，包括：

9.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質(zhì)包括存儲的程序，其中，在所述程序運行時控制所述計算機可讀存儲介質(zhì)所在設(shè)備執(zhí)行權(quán)利要求3至8中任意一項所述的蓋面焊接裝置的控制方法。

10.一種蓋面焊接裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種蓋面焊接裝置及其控制方法和控制系統(tǒng)。其中，該方法包括：控制激光發(fā)射器發(fā)射光束的中點移動至焊縫的中心，進行焊接，在焊接至蓋面的情況下，開啟輔助光源；控制激光模塊采集蓋面的表面圖像，對表面圖像進行蓋面分割，得到蓋面焊道圖像，其中，蓋面焊道為蓋面的焊接路徑且為兩條；根據(jù)蓋面焊道圖像確定有效特征點，將有效特征點進行坐標轉(zhuǎn)換，得到爬行裝置的目標坐標點，并控制爬行裝置按照目標坐標點進行移動，以對蓋面進行焊接。本發(fā)明解決了相關(guān)技術(shù)中由于激光條紋特征不明顯、受到表面凹坑或其他雜質(zhì)影響、熔池在焊接時受重力影響位置變化等因素導致難以提取蓋面特征點進行跟蹤的技術(shù)問題。

技術(shù)研發(fā)人員：陳漢,馮消冰,劉愛平
受保護的技術(shù)使用者：北京博清科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2