(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210858423.1 (22)申请日 2022.07.20 (71)申请人 神华准格尔能源 有限责任公司 地址 010300 内蒙古自治区鄂 尔多斯市准 格尔旗薛家湾镇 (72)发明人 田丰　张利军　郭俊义　 呼木吉力吐 　于德君　乔硕　栗飞　 (74)专利代理 机构 北京康信知识产权代理有限 责任公司 1 1240 专利代理师 霍文娟 (51)Int.Cl. B23K 37/02(2006.01) B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种高效双丝焊接路径生成系统及路径生 成方法 (57)摘要 本发明公开了一种高效双丝焊接路径生成 系统及路径生 成方法， 涉及焊接技术领域， 包括： 焊缝识别提取与调库模块， 视觉系统依次对工件 进行视觉传感检测， 获取图像信息， 提取焊缝特 征， 搜索数据库、 调用相似度最高的焊缝模型和 相关焊接工艺数据。 焊缝模型知识库和焊缝识别 提取需要经过大量的视觉识别测试 获得， 焊接工 艺数据库需要针对不同的坡口形式、 装配条件经 过焊接试验获得， 焊缝识别提取调库、 焊缝智能 焊接轨迹路径姿态规划、 机器人焊接程序自动生 成及仿真下达等需要通过软件算法设计 保证， 并 通过试验进行验证优化， 保证了双丝焊接路径的 焊接质量和精度， 避免产生错位和虚焊的问题， 最大程度提高焊 接的效率。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115070298 A 2022.09.20 CN 115070298 A 1.一种高效双丝焊接路径生成系统， 其特 征在于， 包括： 焊缝识别提取与调库模块(1)， 视觉系统依次对工件进行视觉传感检测， 获取图像信 息， 提取焊缝 特征， 搜索数据库、 调用相似度最高的焊缝模型和相关焊接 工艺数据； 焊缝模型知识库和焊接工艺数据库(2)， 焊缝模型知识库和焊接工艺数据库(2)包括： 焊缝知识库和组立焊缝功能工艺数据库； 焊缝智能焊接轨迹路径姿态规划模块(3)， 工件识别和焊缝轨迹提取后， 以提取的焊缝 轨迹为规划依据， 规划机器人焊接的路径和焊枪姿态； 机器人焊接程序自动生成及仿真下达模块(4)， 机器人焊接程序自动生成及仿真下达 模块(4)形成 “机器人焊接系列(或1个完整)程序 ”后， 系统进行程序转换， 形成机器人可执 行的“机器人运行程序 ”， 并在后台进行机器人运行 可达性和防碰撞性验证； 所述焊缝识别提取与调库模块(1)与焊缝模型知识库和焊接工艺数据库(2)之间信号 连接， 所述焊缝识别提取与调 库模块(1)与焊缝智能焊接轨迹路径姿态 规划模块(3)之间信 号连接， 所述焊接工艺数据库(2)与焊缝智能焊接轨迹路径姿态 规划模块(3)之间双向信号 连接， 所述机器人焊接程序自动生成及仿真下达模块(4)与焊缝智能焊接轨迹路径姿态规 划模块(3)之间信号连接 。 2.根据权利要求1所述的一种高效双丝焊接路径生成系统， 其特征在于： 所述焊缝识别 提取与调 库模块(1)基于视觉系统依次对工件进 行视觉传感检测， 获取图像信息， 提取焊缝 特征， 搜索数据库、 调用相似度最高的焊缝模型和相关焊接工艺数据， 同时， 提取焊缝轮廓 图像和焊缝轨 迹， 与调用数据库的数据对比验证， 确认机器人焊接的焊缝轨 迹。 3.根据权利要求1所述的一种高效双丝焊接路径生成系统， 其特征在于： 所述焊缝模型 知识库和焊接工艺数据库(2)还具有导入、 新建、 存储和管理所有焊缝三维模型或焊缝规 则， 通过批产验证的各种焊缝的最佳的焊接工艺， 已设计或通过试验验证、 但未经批产验证 的焊接工艺等， 以及组立焊缝焊接设计规则等数据； 本数据库模块通过算法将产品模型转 化， 进行参数化管理， 作为视觉扫描识别系统在后期对实际工件与工件模型数据有效对比 分析的基础， 也是 所有轨迹、 姿态、 路径规划软件的基础。 4.根据权利要求1所述的一种高效双丝焊接路径生成系统， 其特征在于： 所述焊缝智能 焊接轨迹路径姿态规划模块(3)还用于结合调取的焊接工艺， 依据数据库给出的 “焊接工 艺”等级， 依据数据和模型驱动方式， 设计各焊缝的焊接工艺及参数， 并形成机器人焊接系 列程序。 5.根据权利要求1所述的一种高效双丝焊接路径生成系统， 其特征在于： 所述机器人焊 接程序自动生成及仿 真下达模块(4)还用于将 “机器人运行程序 ”分别推送至各机器人控制 器， 形成将执 行的机器人程序。 6.一种高效双丝焊接路径生成系统 的路径生成方法， 其特征在于， 应用于权利要求1 ‑5 中任意一项所述的一种高效双丝焊接路径生成系统， 包括以下步骤： S1、 首先利用焊缝识别提取与调库模块(1)， 确定焊缝的路径， 随后将提取的数据与焊 缝模型知识库和焊接 工艺数据库(2)进行交 互， 获取最佳的焊接 工艺和焊缝模型； S2、 将焊接工艺和焊缝模型数据发送给焊缝智能焊接轨迹路径姿态规划模块(3)， 工件 识别和焊缝轨迹提取后， 以提取 的焊缝轨迹为规划依据， 规划机器人焊接的路径和焊枪姿 态；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115070298 A 2S3、 依据数据和模型驱动方式， 设计各焊缝的焊接工艺及参数， 并形成机器人焊接系列 程序； S4、 将焊缝智能焊接轨迹路径姿态规划模块(3)规划的路径数据发送给机器人焊接程 序自动生成及仿真下达模块(4)， 进行 数据仿真模拟， 合格后进行 数据发送； S5、 将“机器人运行程序 ”分别推送至各机器人控制器， 形成将执行的机器人程序， 最后 进行焊接 工序。 7.据权利要求6所述的一种高效双丝焊接路径生成系统 的路径生成方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 根据S1中的操作步骤， 所述焊缝识别提取与调库模块(1)的视觉识别获取的 焊缝轨迹变成焊枪的运动轨迹， 除了需要专门的执行软件外， 还需要通过专门的标定方法 将视觉系统、 机器人外部轴、 机器人TCP(焊枪末端)整合到一个公共的坐标系， 形成一个整 体。 8.据权利要求6所述的一种高效双丝焊接路径生成系统 的路径生成方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 根据S2中的操作步骤， 所述焊缝识别提取与调库模块(1)基于手眼标定的立 体视觉测 量识别模块是高精度三维测量的基础， 模块主要包括高分辨率板卡相 机、 高速图 像采集板卡、 图像处理控制模块等， 优化标定过程， 提出 空间圆拟合方法进行标准球的手眼 标定， 使得光平面可以是任何平面方程， 提高标准球手眼标定精度、 拓展结构件适应范围， 所述针对大型复杂构件， 协同多模块三维成像进行多个幅面重建， 然后进行多视角拼接即 可得到全景 形貌。 9.据权利要求6所述的一种高效双丝焊接路径生成系统 的路径生成方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 根据S4中的操作步骤， 所述TCP的两根焊丝形成的线 段方向编制180或360个 姿态数据存入 数据库， 焊缝智能焊接轨迹路径姿态规划模块(3)执行时， 根据算法自动匹配 最佳焊枪姿态生成焊接 轨迹。 10.据权利要求6所述的一种高效双丝焊接路径生成系统的路径生成方法， 其特征在 于， 包括以下步骤： 根据S 5中的操作步骤， 所述焊接工序采用自适应激光传感器在将高分辨 率全帧图像处 理和焊缝跟踪。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115070298 A 3