钢结构数字化焊接方法及控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种钢结构数字化焊接方法及控制系统，其中，所述控制系统包括：上位机；设置在上位机内的解算模块以及基础控制配置模块；其中，解算模块用于从第二编码表依次解算出每一焊接结构单元的第二位置数据和焊接结构化补偿赋值；基础控制配置模块用于基于每一焊接结构单元来设定焊枪的移动轨迹，基于焊接结构化补偿赋值来设定对焊接结构单元进行焊接时的输入电流和电流管控，以及基于焊接结构化补偿赋值来对应的设定焊接结构单元设定焊接时长，且通过电流管控来设定焊接时焊枪的停顿及移动速度。本申请得到的焊接结构模型实际上就是焊接时填充的焊点，这样能够形成精准的焊接，不会出现焊接位置太薄或者太厚的现象。象。象。

【技术实现步骤摘要】
钢结构数字化焊接方法及控制系统


[0001]本专利技术涉及一种焊接
，特别涉及一种钢结构数字化焊接方法及控制系统。

技术介绍

[0002]对于免开坡口融透焊技术、窄间隙焊接技术以及管道焊接技术，都需要能够形成精准的焊接，焊接的位置不能太薄，太薄容易造成焊接不牢固，后期使用容易造成裂缝甚至是断裂，也不能太厚，当其厚度超过某一临界值时，就会表现出脆性，使焊点在使用过程中会经历周期性的应变而导致失效。过厚也会导致焊点产生裂纹，韧性和抗周期疲劳性下降，从而导致焊点的可靠性降低或失效。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种钢结构数字化焊接方法及控制系统。
[0004]一方面，本专利技术提供了一种钢结构数字化焊接方法，包括如下步骤：对钢结构进行扫描，获取三维扫描数据；基于所述三维扫描数据对钢结构进行建模，得到钢结构模型，利用机器学习系统对钢结构模型进行轮廓识别处理，获取待焊接区域的轮廓结构模型；在轮廓结构模型上进行反向建模，得到焊接结构模型；将轮廓结构模型输入至机器学习系统中按照设定规则划分为多个轮廓结构单元，按照轮廓结构单元在轮廓结构模型中的第一位置信息进行编码，得到第一编码表；利用相同的设定规则将焊接结构模型输入至机器学习系统中划分为与多个轮廓结构单元对应匹配的多个焊接结构单元，按照焊接结构单元在焊接结构模型中的第二位置信息进行编码，得到第二编码表；基于第一编码表和第二编码表依次对应将一组轮廓结构单元和焊接结构单元同步输入至机器学习系统分别进行轮廓结构化赋值和焊接结构化赋值，以每一轮廓结构单元的轮廓结构化赋值对对应匹配的焊接结构单元的焊接结构化赋值进行赋值补偿，得到焊接结构化补偿赋值，并将焊接结构化补偿赋值对应的写入至第二编码表对应的焊接结构单元下；将第二编码表输入至上位机，上位机从第二编码表依次解算出每一焊接结构单元的第二位置数据和焊接结构化补偿赋值；基于每一焊接结构单元来设定焊枪的移动轨迹，基于焊接结构化补偿赋值来设定对焊接结构单元进行焊接时的输入电流和电流管控，以及基于焊接结构化补偿赋值来对应的设定焊接结构单元，从而设定焊接时长，且通过电流管控来设定焊接时焊枪的停顿及移动速度。
[0005]进一步地，将轮廓结构模型输入至机器学习系统中按照设定规则划分为多个轮廓结构单元的方法如下：将轮廓结构模型输入至机器学习系统中的结构识别模块，设置结构识别模块的基
础识别参数；将所述基础识别参数进行数值转化，形成划分因子，由划分因子来设定用于划分轮廓结构单元的划分规则，并将所述划分规则保存到机器学习系统中设置的存储器中；结构识别模块对输入的轮廓结构模型进行识别，选择轮廓结构模型中具有设定参照规则的参照面，以参照面作为划分测量面在划分规则下将轮廓结构模型划分为多个轮廓结构单元，记录每一轮廓结构单元在轮廓结构模型中的第一位置信息。
[0006]进一步地，焊接结构模型输入至机器学习系统中划分为与多个轮廓结构单元对应匹配的多个焊接结构单元的方法为：将焊接结构模型输入至机器学习系统中的结构识别模块，结构识别模块调用存储器中的划分规则；结构识别模块对输入的焊接结构模型进行识别，选择焊接结构模型中具有设定参照规则的参照面，以参照面作为划分测量面在划分规则下将焊接结构模型划分为多个焊接结构单元，记录每一焊接结构单元在焊接结构模型中的第二位置信息；为每一焊接结构单元配置一个加载线程，并预设每一加载线程被触发的控制指令，保存控制指令，同时设置控制指令管理的触发管控单元，当预设的控制指令被触发时，触发管控单元自动的将对应的加载线程激活。
[0007]进一步地，基于第一编码表和第二编码表依次对应将一组轮廓结构单元和焊接结构单元同步输入至机器学习系统分别进行轮廓结构化赋值和焊接结构化赋值的方法为：获取第一编码表和第二编码表，对第一编码表和第二编码表进行同步解析，通过第一编码表依次获取轮廓结构单元以及轮廓结构单元对应的第一位置信息，通过第二编码表依次获取焊接结构单元以及焊接结构单元对应的第二位置信息；在机器学习系统中配置赋值模型和控制模块，所述赋值模型具有第一赋值模块和第二赋值模块，通过设置在第一赋值模块中的第一配置单元来配置第一赋值基准参量，通过设置在第二赋值模块中的第二配置单元来配置第二赋值基准参量，并使得第一赋值基准参量与第二配置赋值基准参量相同；控制模块依据第一位置信息依次将轮廓结构单元输入至第一赋值模块，且每输入一个轮廓结构单元，依据该轮廓结构单元对应的第一位置信息形成一个触发指令，并将所述触发指令在控制模块中进行保存，第一赋值模块按照第一赋值基准参量来模拟轮廓结构单元的第一模数，根据第一模数与依据参照面构建的实体轮廓单元的总模数的比例换算得到轮廓结构化赋值；同时，控制模块基于所述触发指令中所包含的第一位置数据来对应的加载第二位置数据，依据第二位置数据在触发管控单元中对应的调取控制指令，并触发该控制指令以控制触发管控单元自动的将对应的加载线程激活，所述加载线程加载与第二位置数据匹配的焊接结构单元输入到第二赋值模块中，第二赋值模块按照第二赋值基准参量来模拟焊接结构单元的第二模数，根据第二模数与实体轮廓单元的总模数的比例换算得到焊接结构化赋值，其中，轮廓结构化赋值与焊接结构化赋值之和为1。
[0008]进一步地，第一赋值模块按照第一赋值基准参量来模拟轮廓结构单元的第一模数，根据第一模数与依据参照面构建的实体轮廓单元的总模数的比例换算得到轮廓结构化赋值的方法为：设置第一赋值基准参量为：以焊枪在设定的额定电流、电压以及标准温度下一次
点焊得到的焊体进行三维建模模拟得到的标准区块，所述区块为正方体；以所述区块作为分割单位将轮廓结构单元进行划分，得到若干个第一划分单元，并将所述第一划分单元进行标记取值，其中，第一划分单元是完整的区块记为第一标准模数，第一划分单元为非完整的区块记为第二标准模数，统计第一标准模数和第二标准模式的个数，按照如下的公式得到第一模数:N
i
=（A
i
+B
i
/2）/C;其中，第一模数为N
i
; A
i
为第一标准模数总和；B
i
为第二标准模数总和；i表示第一位置信息的编码；C为实体轮廓单元的总模数；其中，实体轮廓单元的总模数的确定方法为：按照第一位置信息和第二位置信息将对应匹配的轮廓结构单元和焊接结构单元进行匹配对接形成一个实体轮廓单元，以所述区块作为分割单位将实体轮廓单元进行划分，得到若干个实体单元，记录实体单元的总数即是实体轮廓单元的总模数，记为C。
[0009]进一步地，第二赋值模块按照第二赋值基准参量来模拟焊接结构单元的第二模数，根据第二模数与实体轮廓单元的总模数的比例换算得到焊接结构化赋值的方法为：设置第二赋值基准参量为：以焊枪在设定的额定电流、电压以及标准温度下一次点焊得到的焊体进行三维建模模拟得到的标准区块，所述区块为正方体；以所述区块作为分割单位将焊接结构单元进行划分，得到若干个第二划分单元，记录每一第二划分单元的位置坐标，并将所述第二划分单元进行标记本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.钢结构数字化焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：对钢结构进行扫描，获取三维扫描数据；基于所述三维扫描数据对钢结构进行建模，得到钢结构模型，利用机器学习系统对钢结构模型进行轮廓识别处理，获取待焊接区域的轮廓结构模型；在轮廓结构模型上进行反向建模，得到焊接结构模型；将轮廓结构模型输入至机器学习系统中按照设定规则划分为多个轮廓结构单元，按照轮廓结构单元在轮廓结构模型中的第一位置信息进行编码，得到第一编码表；利用相同的设定规则将焊接结构模型输入至机器学习系统中划分为与多个轮廓结构单元对应匹配的多个焊接结构单元，按照焊接结构单元在焊接结构模型中的第二位置信息进行编码，得到第二编码表；基于第一编码表和第二编码表依次对应将一组轮廓结构单元和焊接结构单元同步输入至机器学习系统分别进行轮廓结构化赋值和焊接结构化赋值，以每一轮廓结构单元的轮廓结构化赋值对对应匹配的焊接结构单元的焊接结构化赋值进行赋值补偿，得到焊接结构化补偿赋值，并将焊接结构化补偿赋值对应的写入至第二编码表对应的焊接结构单元下；将第二编码表输入至上位机，上位机从第二编码表依次解算出每一焊接结构单元的第二位置数据和焊接结构化补偿赋值；基于每一焊接结构单元来设定焊枪的移动轨迹，基于焊接结构化补偿赋值来设定对焊接结构单元进行焊接时的输入电流和电流管控，以及基于焊接结构化补偿赋值来对应的设定焊接结构单元，从而设定焊接时长，且通过电流管控来设定焊接时焊枪的停顿及移动速度。2.根据权利要求1所述的钢结构数字化焊接方法，其特征在于，将轮廓结构模型输入至机器学习系统中按照设定规则划分为多个轮廓结构单元的方法如下：将轮廓结构模型输入至机器学习系统中的结构识别模块，设置结构识别模块的基础识别参数；将所述基础识别参数进行数值转化，形成划分因子，由划分因子来设定用于划分轮廓结构单元的划分规则，并将所述划分规则保存到机器学习系统中设置的存储器中；结构识别模块对输入的轮廓结构模型进行识别，选择轮廓结构模型中具有设定参照规则的参照面，以参照面作为划分测量面在划分规则下将轮廓结构模型划分为多个轮廓结构单元，记录每一轮廓结构单元在轮廓结构模型中的第一位置信息。3.根据权利要求1所述的钢结构数字化焊接方法，其特征在于，焊接结构模型输入至机器学习系统中划分为与多个轮廓结构单元对应匹配的多个焊接结构单元的方法为：将焊接结构模型输入至机器学习系统中的结构识别模块，结构识别模块调用存储器中的划分规则；结构识别模块对输入的焊接结构模型进行识别，选择焊接结构模型中具有设定参照规则的参照面，以参照面作为划分测量面在划分规则下将焊接结构模型划分为多个焊接结构单元，记录每一焊接结构单元在焊接结构模型中的第二位置信息；为每一焊接结构单元配置一个加载线程，并预设每一加载线程被触发的控制指令，保存控制指令，同时设置控制指令管理的触发管控单元，当预设的控制指令被触发时，触发管控单元自动的将对应的加载线程激活。4.根据权利要求1所述的钢结构数字化焊接方法，其特征在于，基于第一编码表和第二
编码表依次对应将一组轮廓结构单元和焊接结构单元同步输入至机器学习系统分别进行轮廓结构化赋值和焊接结构化赋值的方法为：获取第一编码表和第二编码表，对第一编码表和第二编码表进行同步解析，通过第一编码表依次获取轮廓结构单元以及轮廓结构单元对应的第一位置信息，通过第二编码表依次获取焊接结构单元以及焊接结构单元对应的第二位置信息；在机器学习系统中配置赋值模型和控制模块，所述赋值模型具有第一赋值模块和第二赋值模块，通过设置在第一赋值模块中的第一配置单元来配置第一赋值基准参量，通过设置在第二赋值模块中的第二配置单元来配置第二赋值基准参量，并使得第一赋值基准参量与第二配置赋值基准参量相同；控制模块依据第一位置信息依次将轮廓结构单元输入至第一赋值模块，且每输入一个轮廓结构单元，依据该轮廓结构单元对应的第一位置信息形成一个触发指令，并将所述触发指令在控制模块中进行保存，第一赋值模块按照第一赋值基准参量来模拟轮廓结构单元的第一模数，根据第一模数与依据参照面构建的实体轮廓单元的总模数的比例换算得到轮廓结构化赋值；同时，控制模块基于所述触发指令中所包含的第一位置数据来对应的加载第二位置数据，依据第二位置数据在触发管控单元中对应的调取控制指令，并触发该控制指令以控制触发管控单元自动的将对应的加载线程激活，所述加载线程加载与第二位置数据匹配的焊接结构单元输入到第二赋值模块中，第二赋值...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈欢欢，王喜军，刘美超，赵继明，付义临，王思，刘壮，
申请(专利权)人：中建安装集团西安建设投资有限公司，
类型：发明
国别省市：