实时焊接质量的控制方法、控制装置和焊接系统与流程

本发明涉及焊接，具体而言，涉及一种实时焊接质量的控制方法、控制装置、计算机可读存储介质和焊接系统。

背景技术：

1、现有的户外结构件焊接的实时质量控制多基于人工焊接或者通过焊接机器近距离观察焊接，焊接人员根据自身经验，通过焊接板材坡口的大小、组队的间隙和熔池与焊道的熔化状态来判断焊丝的停留时间、摆动幅度大小与摆动位置中心线与坡口中心线的重合度，进而实时控制焊接缺陷的产生。

2、现有实时焊接质量控制方法多基于焊接人员通过护目镜对焊接过程中的信息进行判断，通过人眼观察调节焊接参数和焊丝与焊道的相对位置，焊缝的成型质量与焊接人员的水平相依赖，而且长时间的焊接时间一方面影响焊接人员的身体健康，另外一方面焊接缺陷的识别准确率随着焊接人员状态降低，同时，现有的人机交互屏幕上可以显示熔池图像，但由于图像是黑白色，焊丝、熔池等轮廓不明显，尤其是户外作业、光线强烈时更难以观察到焊接缺陷，因此，寻找一种能够代替人员近距离观察并提前对焊接缺陷可能产生的区域进行预警具有重大意义。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种实时焊接质量的控制方法、控制装置、计算机可读存储介质和焊接系统，以至少解决现有技术中依赖人工经验来保证焊接质量的问题。

2、为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种实时焊接质量的控制方法，包括：获取实时焊接的焊接区域的图像，得到焊接图像；根据所述焊接图像提取焊接特征，所述焊接特征包括焊接融合线夹角、焊枪焊丝夹角、焊丝干伸长、画面偏移角和焊丝摆动中心重合度，所述焊接融合线夹角为熔池的轮廓线和坡口的第一边缘线的夹角，所述第一边缘线为所述坡口与所述熔池之间的边界线，所述焊枪焊丝夹角为焊枪和焊丝的夹角，所述画面偏移角为参考夹角与预定参考夹角的差值的绝对值，所述参考夹角为所述焊接图像的竖直方向与所述坡口的第二边缘线的夹角，所述第二边缘线为所述坡口上与所述熔池不接触的边缘线，所述焊丝摆动中心重合度为所述焊接图像中所述焊丝的中心线与焊接路线对应位置的中心线的重合度；在所述焊接特征不在对应的预定范围内的情况下，发出报警信息，所述报警信息用于提醒可能出现焊接缺陷。

3、可选地，所述焊接融合线夹角包括第一焊接融合线夹角和第二焊接融合线夹角，根据所述焊接图像提取焊接特征，包括：根据所述焊接图像提取熔池轮廓线和两个第一边缘线，所述熔池轮廓线为焊接形成的熔池的边缘轮廓线，两个所述第一边缘线分别位于所述坡口的两端；检测所述熔池轮廓线和一个所述第一边缘线的夹角，得到所述第一焊接融合线夹角，检测所述熔池轮廓线和另一个所述第一边缘线的夹角，得到所述第二焊接融合线夹角。

4、可选地，所述报警信息包括第一报警信息和第二报警信息，在所述焊接特征不在对应的预定范围内的情况下，发出报警信息，包括：在所述第一焊接融合线夹角和/或所述第二焊接融合线夹角小于或者等于第一夹角阈值的情况下，发出第一报警信息，所述第一报警信息为可能产生余高过高的缺陷；在所述第一焊接融合线夹角和/或所述第二焊接融合线夹角大于或者等于第二夹角阈值的情况下，发出第二报警信息，所述第二报警信息为可能产生焊接材质填充不充分的缺陷，所述第二夹角阈值大于所述第一夹角阈值；在所述第一焊接融合线夹角和所述第二焊接融合线夹角均在大于所述第一夹角阈值且小于所述第二夹角阈值的情况下，不发出所述第一报警信息和所述第二报警信息。

5、可选地，根据所述焊接图像提取焊接特征，还包括：根据所述焊接图像提取焊枪和焊丝的轮廓线，并根据所述焊枪和所述焊丝的轮廓线确定所述焊枪焊丝夹角；根据所述焊接图像识别所述焊丝干伸长。

6、可选地，所述报警信息包括第三报警信息和第四报警信息，在所述焊接特征不在对应的预定范围内的情况下，发出报警信息，还包括：计算所述焊枪焊丝夹角与预定夹角的差值的绝对值，得到偏差角，并在所述偏移角大于偏移角阈值的情况下，发出所述第三报警信息，所述第三报警信息为可能产生焊枪焊丝角度偏差引起的焊接缺陷；计算所述焊丝干伸长与预定焊丝干伸长的的差值的绝对值，得到偏差长度，并在所述偏移角大于偏移角阈值的情况下，发出所述第四报警信息，所述第四报警信息为可能产生焊丝熔化量不合理引起的焊接缺陷。

7、可选地，根据所述焊接图像提取焊接特征，还包括：根据所述焊接图像识别两个所述第二边缘线，两个所述第二边缘线分别位于所述坡口的两端；检测两个所述第二边缘线与所述焊接图像的竖直方向的夹角，得到两个所述参考夹角；计算两个所述参考夹角与对应的预定参考夹角的差值的绝对值，得到两个所述画面偏移角，所述预定参考夹角为焊接前拍摄的所述焊接图像对应的所述参考夹角。

8、可选地，所述报警信息包括第五报警信息，在所述焊接特征不在对应的预定范围内的情况下，发出报警信息，还包括：在两个所述画面偏移角的平均值大于画面偏移角阈值的情况下，发出第五报警信息，所述第五报警信息为提醒所述焊接图像的拍摄角度出现偏移。

9、可选地，根据所述焊接图像提取焊接特征，还包括：根据所述焊接图像识别所述焊丝的中心线，并计算所述焊接图像中所述焊丝的中心线与焊接路线对应位置的中心线的距离，得到所述焊丝摆动中心重合度；所述报警信息包括第六报警信息，在所述焊接特征不在对应的预定范围内的情况下，发出报警信息，还包括：在所述焊丝摆动中心重合度大于距离阈值的情况下，发出第六报警信息，所述第六报警信息为提醒所述焊丝偏离所述焊接路线。

10、可选地，在获取实时焊接的焊接区域的图像，得到焊接图像之后，所述方法还包括：根据所述焊接图像进行三维重建，得到所述熔池的熔宽和熔深；将所述熔宽、所述熔深和对应的焊接工艺参数输入检测模型，得到检测结果，所述检测结果为存在焊接缺陷的风险和不存在焊接缺陷的风险，所述焊接工艺参数至少包括焊接电压，所述检测模型为通过历史熔宽、历史熔深、对应的历史焊接工艺参数和对应的工况下是否出现焊接缺陷；根据所述检测结果发出第七报警信息，所述第七报警信息用于提示调节所述焊接工艺参数。

11、根据本技术的另一方面，提供了一种实时焊接质量的控制装置，包括：获取单元，用于获取实时焊接的焊接区域的图像，得到焊接图像；处理单元，用于根据所述焊接图像提取焊接特征，所述焊接特征包括焊接融合线夹角、焊枪焊丝夹角、焊丝干伸长、画面偏移角和焊丝摆动中心重合度，所述焊接融合线夹角为熔池的轮廓线和坡口的第一边缘线的夹角，所述第一边缘线为所述坡口与所述熔池之间的边界线，所述焊枪焊丝夹角为焊枪和焊丝的夹角，所述画面偏移角为参考夹角与预定参考夹角的差值的绝对值，所述参考夹角为所述焊接图像的竖直方向与所述坡口的第二边缘线的夹角，所述第二边缘线为所述坡口上与所述熔池不接触的边缘线，所述焊丝摆动中心重合度为所述焊接图像中所述焊丝的中心线与焊接路线对应位置的中心线的重合度；第一发送单元，用于在所述焊接特征不在对应的预定范围内的情况下，发出报警信息，所述报警信息用于提醒可能出现焊接缺陷。

12、根据本技术的再一方面，提供了一种显示终端，其特征在于，所述显示终端包括实时焊接质量的控制装置，所述控制装置还包括：显示单元，至少用于实时显示焊接融合线夹角、焊枪焊丝夹角、焊丝干伸长、画面偏移角、焊丝摆动中心重合度和报警信息。

13、根据本技术的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述的方法。

14、根据本技术的再一方面，提供了一种焊接系统，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的方法。

15、应用本技术的技术方案，上述实时焊接质量的控制方法中，首先，获取实时焊接的焊接区域的图像，得到焊接图像；然后，根据上述焊接图像提取焊接特征，上述焊接特征包括焊接融合线夹角、焊枪焊丝夹角、焊丝干伸长、画面偏移角和焊丝摆动中心重合度，上述焊接融合线夹角为熔池的轮廓线和坡口的第一边缘线的夹角，上述第一边缘线为上述坡口与上述熔池之间的边界线，上述焊枪焊丝夹角为焊枪和焊丝的夹角，上述画面偏移角为参考夹角与预定参考夹角的差值的绝对值，上述参考夹角为上述焊接图像的竖直方向与上述坡口的第二边缘线的夹角，上述第二边缘线为上述坡口上与上述熔池不接触的边缘线，上述焊丝摆动中心重合度为上述焊接图像中上述焊丝的中心线与焊接路线对应位置的中心线的重合度；之后，在上述焊接特征不在对应的预定范围内的情况下，发出报警信息，上述报警信息用于提醒可能出现焊接缺陷。该方法通过采集实时焊接的焊接区域的图像，得到焊接图像，从而通过焊接图像提取焊接特征，以判断是否可能出现焊接缺陷，若是发出报警信息，从而协助焊接人员实时调节焊接工艺参数，改善焊接人员工作环境，减少焊接缺陷的产生，提高焊接质量，无需人工焊接或通过焊接机器近距离观察焊接，解决了现有技术中依赖人工经验来保证焊接质量的问题。