[发明专利]一种用于焊接质量控制的多元信息监控和控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种用于焊接质量控制的多元信息监控和控制系统，包括：信息采集模块，用于实时采集多种原始信息；信息处理模块，用于获取特征信息；质量预测模块，用于获取焊接质量分类信息并预测焊接质量状态信息；焊接控制模块，用于调整焊接温度；云端管理模块，用于显示各类状态和质量信息；激光焊缝跟踪模块，用于实时调整当前焊接轨迹。与现有技术相比，本发明通过多源特征信息融合算法设计实现对焊接过程的在线检测，对焊接缝成形及质量的预测、分类评估，并将焊接过程的原始信息、特征信息及焊接质量信息等实时更新后在前端显示，为更为精确焊接质量在线检测和智能控制策略提供信息处理技术，同时监控系统具有操作的便捷性。

技术领域

本发明涉及自动控制领域，尤其是涉及一种用于焊接质量控制的多元信息监控和控制系统及方法。

背景技术

随着机器人焊接在制造业应用越来越广泛，质量控制也成为生产线中的核心环节之一。在质量控制中，往往通过对焊前工艺参数的优化发挥减少缺陷，但是，由于焊接过程是一个高度非线性、多变量耦合，同时具有大量随机不确定性因素的典型复杂过程，因此，要做到焊缝表及内部质量的“零缺陷”几乎难以实现的。对焊接质量的检测主要集中在焊后离线进行，这严重制约了高效率的自动化焊接技术的发展。

焊接过程的传感技术以模拟焊工的角色出现，它可以实时感知动态焊接过程中的各类信息源和参数，实时收集反映焊缝质量的信息，借助信息处理技术来实现焊缝缺陷的实时检测。目前，基于网络的多元传感信息智能控制系统在焊接智能化中的应用还处于初期阶段，很多技术不能保障焊接的精确性和稳定性，而且基本上使用单一传感器采集并据此来分析焊接质量，或者只融合视觉，声音两种信息进行焊接质量分析，在信息获取的全面性及稳定性存在不足之处，不能实时在线将分析和预测结果在用户界面显示。

公开号为CN110193686A的中国发明专利公开了一种信息化焊接管理控制系统及控制方法，包括焊接设备和与焊接设备通信连接的焊接监控系统，焊接设备内设有数据采集系统、焊接信号控制器和网关服务器，不仅可以对焊接设备进行控制管理，还可对焊接设备的运行状态进行监控，从而对提高焊接车间的自动化水平和管理水平以及对提高产品焊接质量控制。但是，该焊接管理控制系统只是在前端实时显示焊接过程中的各种传感器数据，焊接质量的控制仍需要人工手动设置参数等，不能实现对焊接过程中焊接质量的自动化控制，也不能实时根据焊接状况调整焊接的温度、轨迹等。

公开号为CN109807434A的中国发明专利公开了一种多元焊接传感信息监测及控制系统及方法，同时采用多传感特征提取与多信息融合技术，实现实时的焊接质量监测，并实现反馈控制，但是，该发明只是将各类传感器数据存储在数据库中，很难直观看出焊接过程中各类参数的变化趋势，且反馈控制时直接调整焊接速度、轨、电流电压等各类控制参数，精度不够高，各类控制参数可能产生阶梯式变化。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于焊接质量控制的多元信息监控和控制系统及方法，实时采集焊接过程中的多种原始信息，根据原始信息获取焊接过程中的特征信息，并通过特征信息实现对焊接质量的检测和焊接温度的反馈控制，将焊接过程的原始信息、特征信息及焊接质量信息等实时更新后在显示前端显示，能更为精确的进行焊接质量检测和自动焊接控制，便捷性大大提升。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于焊接质量控制的多元信息监控和控制系统，包括信息采集模块，所述信息采集模块与信息处理模块连接，用于实时采集焊接过程中的多种原始信息，该系统还包括：

信息处理模块，分别与信息采集模块和质量预测模块连接，用于处理多种原始信息，得到焊接过程中的特征信息；

质量预测模块，分别与信息处理模块和焊接控制模块连接，用于根据特征信息得到焊接质量分类信息并预测焊接质量状态信息；

焊接控制模块，与质量预测模块连接，用于根据焊接质量状态信息和预设置时间内的电流值调整焊接温度；