[发明专利]一种激光智能焊接方法及系统

说明书

本发明涉及激光焊接技术领域，具体涉及一种激光智能焊接方法及系统。该方法对焊缝图像的像素值大小及分布进行分析，根据缺陷类型的像素值特点筛选出缺陷像素点类别，进而获得多个缺陷区域。根据缺陷区域的分布和面积大小获得缺陷范围等级和缺陷偏移等级，结合缺陷范围等级和缺陷偏移等级组成的特征二元组的出现概率获得气孔缺陷倾向程度和飞溅缺陷倾向程度。根据气孔缺陷倾向程度和飞溅缺陷倾向程度确定当前焊缝的缺陷类型，根据缺陷类型调整焊缝激光的参数。本发明实施例通过智能焊接系统实现了对焊接过程的激光参数进行实时智能调整，提高焊接质量。

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，具体涉及一种激光智能焊接方法及系统。

背景技术

激光焊接具备能量集中、利用率高、残余应力小等优点，其被广泛应用在汽车制造业金属材料的焊接中，例如汽车驾驶室内座椅焊接，货车驾驶室顶盖焊接等等。而这些汽车结构需要良好的稳固性，即对激光焊接后的焊缝强度要求较高，而传统激光焊接会不可避免的产生例如飞溅、表面气孔等焊接缺陷，导致焊缝质量差、焊接效果不好。

为了克服传统激光焊接的缺点，摆动激光焊接应运而生，其作为一种新型的激光焊接技术，可以在焊接的同时利用激光光束扰动熔池，减少气孔，同时降低熔池受激光连续加热时间，相当于间接降低了激光的功率密度、起到抑制飞溅的作用。然而在实际焊接的过程中，其摆动方式一般为固定的几种模式，但摆动频率为控制参数之一，其大小会影响气孔出现率以及飞溅的抑制效率。摆动频率较小时，熔池受激光光束扰动，加快了熔池内气体逸散，但随着摆动频率增大，其会将外部气体也包裹进熔池。反而增大表面气孔的出现频率。相反地，当摆动频率较小时，激光作用在焊材上产生的功率相比于摆动频率较大时会高，易产生飞溅。如果不根据焊接过程进行智能化的调节摆动频率，则会大大影响焊接效果。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种激光智能焊接方法及系统，所采用的技术方案具体如下：

本发明提出了一种激光智能焊接方法，所述方法包括：

获取激光焊接过程中的焊缝图像；获取所述焊缝图像的灰度直方图；根据所述灰度直方图上的灰度值以及对应的频数对所述焊缝图像中的像素点进行分类，获得多个像素点类别，以所述像素点类别中最大灰度值和最小灰度值对应的像素点类别作为缺陷像素点类别；

若所述缺陷像素点类别中的像素点数量大于预设数量阈值，则根据所述缺陷像素点类别获得多个缺陷区域；根据所述缺陷区域的面积获得所述缺陷区域的缺陷范围等级，根据缺陷区域中心点到焊缝中心线的距离获得缺陷偏移等级，以所述缺陷范围等级和所述缺陷偏移等级构成所述缺陷区域的特征二元组；

根据所述特征二元组的数量获得每种所述特征二元组的出现概率；根据所述缺陷范围等级、所述缺陷偏移等级和对应的所述出现概率分别获得气孔缺陷倾向程度和飞溅缺陷倾向程度；

根据所述气孔缺陷倾向程度和所述飞溅缺陷倾向程度确定当前焊缝的缺陷类型，根据所述缺陷类型调整焊接激光的参数。

进一步地，所述获取激光焊接过程中的焊缝图像包括：

采集初始焊缝图像；去除所述初始焊缝图像中的背景信息，获得仅包含焊缝信息的焊缝图像。

进一步地，所述根据所述灰度直方图上的灰度值以及对应的频数对所述焊缝图像中的像素点进行分类，获得多个像素点类别，以所述像素点类别中最大灰度值和最小灰度值对应的像素点类别作为缺陷像素点类别包括：

在所述灰度直方图上进行高斯拟合，获得混合高斯模型；所述混合高斯模型包括低均值子高斯模型、中均值高斯模型和高均值子高斯模型；获得每个像素点在每个子高斯模型中的概率，以最大概率对应的所述子高斯模型作为像素点的所述像素点类别；

以所述低均值子高斯模型和所述高均值子高斯模型对应的所述像素点类别作为所述缺陷像素点类别。