CN116652440B - 钢结构数字化焊接方法及控制*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢结构数字化焊接方法及控制***，其中，所述控制***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。

Description

钢结构数字化焊接方法及控制***
技术领域
本发明涉及一种焊接技术领域，特别涉及一种钢结构数字化焊接方法及控制***。
背景技术
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。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钢结构数字化焊接方法及控制***。
一方面，本发明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***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***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***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***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信息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。
进一步地，将轮廓结构模型输入至机器学习***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***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***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。
进一步地，焊接结构模型输入至机器学习***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***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。
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***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***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信息来对应的加载第二位置信息，依据第二位置信息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信息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。
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数的个数，按照如下的公式得到第一模数:;
其中，第一模数为Ni; Ai为第一标准模数总和；Bi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。
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取值，其中，第二划分单元是完整的区块记为第三标准模数，划分单元为非完整的区块记为第四标准模数，统计第三标准模数和第四标准模数的个数，按照如下的公式得到第二模数:;
其中，第二模数为Mj; Ij为第三标准模数总和；Kj为第四标准模数总和；j表示第二位置信息的编码；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。
进一步地，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的方法为：
获取轮廓结构化赋值和焊接结构化赋值；将轮廓结构化赋值和焊接结构化赋值进行求和以查看是否为1；
若不为1，以轮廓结构化赋值为基准来修订焊接结构化赋值，并使得轮廓结构化赋值与焊接结构化赋值之和为1。
进一步地，基于每一焊接结构单元来设定焊枪的移动轨迹的方法为：
获取每一焊接结构单元的若干个第二划分单元，获取每一第二划分单元的位置坐标，并获取对应的第二划分单元的标记；
以第二划分单元的坐标数据来构建焊枪的移动轨迹。
另一方面，本发明还提供了一种控制***，应用于上述钢结构数字化焊接方法，所述控制***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信息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。
本申请根据焊接位置的结构特征，利用三维扫描仪对钢结构待焊接区域进行三维扫描，获取钢结构以及待焊接区域的三维轮廓，基于钢结构三维轮廓和待焊接区域的三维轮廓进行建模，得到待焊接区域的轮廓结构模型和钢结构模型，以钢结构模型作为参照在轮廓结构模型上进行反向建模，得到焊接区域的焊接结构模型，将轮廓结构模型和焊接结构模型分别输入至机器识别***，按照设定规则将轮廓结构模型和焊接结构模型分别划分成若个相互对应匹配的轮廓结构单元和焊接结构单元，也就是当将对应匹配的轮廓结构单元和焊接结构单元对接形成一体时，形成的整体结构模型都是一样的，对应匹配的轮廓结构单元和焊接结构单元对接形成一个立方体模型，然后再将相互对应匹配的轮廓结构单元和焊接结构单元同步输入至机器学习***分别进行轮廓结构化赋值和焊接结构化赋值，且轮廓结构化赋值和焊接结构化赋值之和为1，若不为1，以轮廓结构化赋值为基准来修订焊接结构化赋值，并使得轮廓结构化赋值与焊接结构化赋值之和为1。
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信息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，通过对焊接结构模型进行数字化的划分和进行轨迹规划，设定每一个焊接点位的输入电流和电流管控以及对应的焊接时长，同时通过电流管控来设定焊接时焊枪的停顿及移动速度，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。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的将轮廓结构模型输入至机器学习***中按照设定规则划分为多个轮廓结构单元的方法流程图；
图3为本发明的焊接结构模型输入至机器学习***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流程图；
图4为本发明的***框架原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
参照图1至图4，本发明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***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***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***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***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信息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。
在一些实施例中，一般待焊接区域有断口、凹陷位等，以断口为例，轮廓结构模型实际上是断口两侧的部分钢结构模型，反向建模时，实际上是在断口位置进行结构填充式建模，将断口完全的填充；以凹陷位为例，在钢结构的对接处具有连接部位，连接部分相对于钢结构来说，是向下凹陷的，轮廓结构模型实际上就是以连接部位作为主体进行三维扫描进行建模得到的，焊接结构模型是位于轮廓结构模型上的区域，用于填充凹陷位的同时，将钢结构对接处进行连接固定。
本申请根据焊接位置的结构特征，利用三维扫描仪对钢结构待焊接区域进行三维扫描，获取钢结构以及待焊接区域的三维轮廓，在三维软件中按照实测的三维坐标数据构建坐标系，基于钢结构三维轮廓和待焊接区域的三维轮廓进行建模，得到待焊接区域的轮廓结构模型和钢结构模型，以钢结构模型作为参照在轮廓结构模型上进行反向建模，得到焊接区域的焊接结构模型，将轮廓结构模型和焊接结构模型分别输入至机器识别***，按照设定规则将轮廓结构模型和焊接结构模型分别划分成若个相互对应匹配的轮廓结构单元和焊接结构单元，也就是当将对应匹配的轮廓结构单元和焊接结构单元对接形成一体时，形成的整体结构模型都是一样的，对应匹配的轮廓结构单元和焊接结构单元对接形成一个立方体模型，然后再将相互对应匹配的轮廓结构单元和焊接结构单元同步输入至机器学习***分别进行轮廓结构化赋值和焊接结构化赋值，且轮廓结构化赋值和焊接结构化赋值之和为1，若不为1，以轮廓结构化赋值为基准来修订焊接结构化赋值，并使得轮廓结构化赋值与焊接结构化赋值之和为1。
在一些实施例中，将轮廓结构模型输入至机器学习***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***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***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。
在一些实施例中，本申请在对轮廓结构模型和焊接结构模型在进行建模时，以对应的钢结构进行三维扫描得到的钢结构模型作为参照，并选择规则的形态作为轮廓结构模型和焊接结构模型的构建，为了得到具有规则形态的轮廓结构模型和焊接结构模型，本申请在进行轮廓结构模型和焊接结构模型的构建时，将钢结构模型对接部分（断口或者凹陷位）按照扫描结果确定边沿轮廓，依据边沿轮廓获取对应的横断面作为轮廓结构模型和焊接结构模型的表面，作为一种实施参考，轮廓结构模型和焊接结构模型对接后具有规则形态，比如长方体或立方体或规则的圆环；这样，独立的轮廓结构模型和焊接结构模型至少存在两个以上的平面，平面的存在为结构识别模块的划分提供了可靠的参照面。
结合上述，焊接结构模型输入至机器学习***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***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（如上述所述的以轮廓结构模型和焊接结构模型存在的平面作为设定参照规则的参照面），以参照面（在长方体中，以长边的平面作为参照面，如果是圆环，则以圆环的内/外表面作为参照面）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。
在上述中，划分规则可以是按照设定输入的划分系数来划分的，比如划分系数为5时，表示按照划分规则将焊接结构模型按照参照面均等的划分成5份。
在上述中，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***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***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信息来对应的加载第二位置信息，依据第二位置信息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信息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。
在上述中，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数的个数，按照如下的公式得到第一模数:;
其中，第一模数为Ni; Ai为第一标准模数总和；Bi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。
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取值，其中，第二划分单元是完整的区块记为第三标准模数，划分单元为非完整的区块记为第四标准模数，统计第三标准模数和第四标准模数的个数，按照如下的公式得到第二模数:;
其中，第二模数为Mj; Ij为第三标准模数总和；Kj为第四标准模数总和；j表示第二位置信息的编码；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。
在上述中，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作为最小的测量单位，获得一定量的一次点焊的焊体，测试每一焊体的体积，通过求得均值得到一次点焊的焊体的平均值；以一次点焊得到的焊体进行三维建模模拟得到的标准区块作为标准单位，当在设定的额定电流、电压以及标准温度下进行一次点焊时，即得到了一个标准区块，而轮廓结构单元和焊接结构单元是由若干标准区块构成的。
在上述中，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的方法为：
获取轮廓结构化赋值和焊接结构化赋值；将轮廓结构化赋值和焊接结构化赋值进行求和以查看是否为1；
若不为1，以轮廓结构化赋值为基准来修订焊接结构化赋值，并使得轮廓结构化赋值与焊接结构化赋值之和为1。
进一步地，基于每一焊接结构单元来设定焊枪的移动轨迹的方法为：
获取每一焊接结构单元的若干个第二划分单元，获取每一第二划分单元的位置坐标，并获取对应的第二划分单元的标记；
以第二划分单元的坐标数据来构建焊枪的移动轨迹。
本申请的原理为：本申请根据焊接位置的结构特征，利用三维扫描仪对钢结构待焊接区域进行三维扫描，获取钢结构以及待焊接区域的三维轮廓，基于钢结构三维轮廓和待焊接区域的三维轮廓进行建模，得到待焊接区域的轮廓结构模型和钢结构模型，以钢结构模型作为参照在轮廓结构模型上进行反向建模，得到焊接区域的焊接结构模型，将轮廓结构模型和焊接结构模型分别输入至机器识别***，按照设定规则将轮廓结构模型和焊接结构模型分别划分成若个相互对应匹配的轮廓结构单元和焊接结构单元，也就是当将对应匹配的轮廓结构单元和焊接结构单元对接形成一体时，形成的整体结构模型都是一样的，对应匹配的轮廓结构单元和焊接结构单元对接形成一个立方体模型，然后再将相互对应匹配的轮廓结构单元和焊接结构单元同步输入至机器学习***分别进行轮廓结构化赋值和焊接结构化赋值，且轮廓结构化赋值和焊接结构化赋值之和为1，若不为1，以轮廓结构化赋值为基准来修订焊接结构化赋值，并使得轮廓结构化赋值与焊接结构化赋值之和为1。
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数的个数，按照如下的公式得到第一模数:;
其中，第一模数为Ni; Ai为第一标准模数总和；Bi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。
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取值，其中，第二划分单元是完整的区块记为第三标准模数，划分单元为非完整的区块记为第四标准模数，统计第三标准模数和第四标准模数的个数，按照如下的公式得到第二模数:;
其中，第二模数为Mj; Ij为第三标准模数总和；Kj为第四标准模数总和；j表示第二位置信息的编码；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。
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信息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，通过对焊接结构模型进行数字化的划分和进行轨迹规划，设定每一个焊接点位的输入电流和电流管控以及对应的焊接时长，同时通过电流管控来设定焊接时焊枪的停顿及移动速度，这样能够形成精准的焊接，避免了出现焊接位置太薄或者太厚的现象。
实施例2：
参照图4，本发明还提供了一种控制***，应用于上述的所述的钢结构数字化焊接方法，所述控制***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信息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。
本申请根据焊接位置的结构特征，利用三维扫描仪对钢结构待焊接区域进行三维扫描，获取钢结构以及待焊接区域的三维轮廓，基于钢结构三维轮廓和待焊接区域的三维轮廓进行建模，得到待焊接区域的轮廓结构模型和钢结构模型，以钢结构模型作为参照在轮廓结构模型上进行反向建模，得到焊接区域的焊接结构模型，将轮廓结构模型和焊接结构模型分别输入至机器识别***，按照设定规则将轮廓结构模型和焊接结构模型分别划分成若个相互对应匹配的轮廓结构单元和焊接结构单元，也就是当将对应匹配的轮廓结构单元和焊接结构单元对接形成一体时，形成的整体结构模型都是一样的，对应匹配的轮廓结构单元和焊接结构单元对接形成一个立方体模型，然后再将相互对应匹配的轮廓结构单元和焊接结构单元同步输入至机器学习***分别进行轮廓结构化赋值和焊接结构化赋值，且轮廓结构化赋值和焊接结构化赋值之和为1，若不为1，以轮廓结构化赋值为基准来修订焊接结构化赋值，并使得轮廓结构化赋值与焊接结构化赋值之和为1。
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信息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，通过对焊接结构模型进行数字化的划分和进行轨迹规划，设定每一个焊接点位的输入电流和电流管控以及对应的焊接时长，同时通过电流管控来设定焊接时焊枪的停顿及移动速度，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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

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***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***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***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***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信息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；
将轮廓结构模型输入至机器学习***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***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***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；
轮廓结构模型和焊接结构模型对接后具有规则形态，独立的轮廓结构模型和焊接结构模型至少存在两个以上的平面，平面的存在为结构识别模块的划分提供了可靠的参照面，所述轮廓结构模型和焊接结构模型存在的平面作为设定参照规则的参照面。
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，焊接结构模型输入至机器学习***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***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。
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，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***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***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信息来对应的加载第二位置信息，依据第二位置信息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信息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。
4.根据权利要求3所述的钢结构数字化焊接方法，其特征在于，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数的个数，按照如下的公式得到第一模数:;其中，第一模数为Ni; Ai为第一标准模数总和；Bi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。
5.根据权利要求3所述的钢结构数字化焊接方法，其特征在于，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取值，其中，第二划分单元是完整的区块记为第三标准模数，划分单元为非完整的区块记为第四标准模数，统计第三标准模数和第四标准模数的个数，按照如下的公式得到第二模数:;
其中，第二模数为Mj; Ij为第三标准模数总和；Kj为第四标准模数总和；j表示第二位置信息的编码；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。
6.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，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的方法为：
获取轮廓结构化赋值和焊接结构化赋值；将轮廓结构化赋值和焊接结构化赋值进行求和以查看是否为1；
若不为1，以轮廓结构化赋值为基准来修订焊接结构化赋值，并使得轮廓结构化赋值与焊接结构化赋值之和为1。
7.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，基于每一焊接结构单元来设定焊枪的移动轨迹的方法为：
获取每一焊接结构单元的若干个第二划分单元，获取每一第二划分单元的位置坐标，并获取对应的第二划分单元的标记；
以第二划分单元的坐标数据来构建焊枪的移动轨迹。
8.控制***，应用于权利要求1至7任意一项的所述的钢结构数字化焊接方法，其特征在于，所述控制***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信息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。
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