(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 202211212881.4 (22)申请日 2022.09.30 (71)申请人 上海柏楚电子科技股份有限公司 地址 200241 上海市闵行区兰香湖南路 1000号 (72)发明人 万章　鞠勇　覃韬　徐超　 (74)专利代理 机构 上海慧晗知识产权代理事务 所(普通合伙) 31343 专利代理师 邵晓丽　徐桂凤 (51)Int.Cl. B23K 9/02(2006.01) B23K 9/095(2006.01) B25J 9/16(2006.01) G06T 7/70(2017.01) G06T 7/80(2017.01) (54)发明名称 自动焊接方法、 装置以及系统 (57)摘要 本发明提供了一种自动焊接方法、 装置以及 系统， 包括： 基于3D相机对待焊接工件进行初定 位， 并确定所述待焊接工件在真实焊接场景中的 初定位位置； 获取所述焊接数字孪生场景中的待 焊接工件模型的焊缝信息， 并规划焊缝加工路 径， 生成待焊接工件图纸； 采集所述待焊接工件 的真实焊缝的特征点 以及所述待焊接工件图纸 中的焊缝的特征点， 并确定所述待焊接工件的的 焊缝真实位置与待焊接工件图纸的焊缝之间的 映射关系； 并基于所述映射关系， 将所述待焊接 工件图纸中的焊缝的特征点映射至所述待焊接 工件上， 得到所述待焊接工件的真实焊缝； 控制 焊接机器人运动到所述真实焊缝的起点， 对所述 真实焊缝进行焊 接。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 115383256 A 2022.11.25 CN 115383256 A 1.一种自动焊接方法， 其特 征在于， 包括： 基于3D相机对待焊接工件进行初定位， 并确定所述待焊接工件在真实焊接场景中的初 定位位置； 获取所述焊接数字孪生场景中的待焊接工件模型的焊缝信息， 并规划焊缝加工路径， 生成待焊接 工件图纸； 所述焊接数字 孪生场景表征为匹配于真实焊接场景的虚拟场景； 采集所述待焊接工件的真实焊缝的特征点以及所述待焊接工件图纸中的焊缝的特征 点， 并依据所述真实焊缝的特征点与所述待焊接工件图纸中的焊缝的特征点的关系确定所 述待焊接工件的焊缝的真实位置与待焊接工件图纸的焊缝之间的映射关系； 并基于所述映 射关系， 将所述待焊接工件图纸中的焊缝的特征点映射至所述待焊接工件上， 得到所述待 焊接工件的真实焊缝； 控制焊接 机器人运动到所述真实焊缝的起 点， 对所述真实焊缝进行焊接 。 2.根据权利要求1所述的自动焊接方法， 其特征在于， 所述基于3D相机对待焊接工件进 行初定位， 并确定所述待焊接 工件在真实焊接场景中的初定位 位置包括： 控制所述3D相机采集所述待焊接 工件的3D点云图像， 得到相机坐标系下的工件位置； 利用预先标定的转 化矩阵， 将所述工件位置转换至 机床坐标系， 得到所述初定位 位置。 3.根据权利要求1所述的自动焊接方法， 其特征在于， 所述获取所述焊接数字孪生场景 中的待焊接 工件模型的焊缝信息， 并规划焊缝加工路径， 生成待焊接 工件图纸包括： 获取所述待焊接 工件模型的焊缝位置以及焊接 工艺参数； 基于所述焊缝信息， 规划出第一焊缝加工路径； 所述第一焊缝加工路径包括焊缝焊接 路径、 焊缝寻 位路径、 以及焊缝与焊缝之间的空移路径； 基于碰撞检测以及 自动路径规划， 规划出优化后的第二焊缝加工路径， 并将所述第二 焊缝加工路径确定为所述焊缝加工路径； 所述第二焊缝加工路径表征为无碰撞的焊缝加工 路径。 4.根据权利要求3所述的自动焊接方法， 其特征在于， 所述控制焊接机器人运动到所述 真实焊缝的起 点， 对所述真实焊缝进行焊接包括： 基于所述焊接 工艺参数以及工艺 参数库， 计算加工焊接 工艺参数； 基于所述加工焊接 工艺参数， 对所述真实焊缝进行焊接； 其中， 所述工艺参数库用于基于所述真实焊缝， 优化所述焊接工艺参数， 以得到所述加 工焊接工艺参数。 5.根据权利要求3所述的自动焊接方法， 其特征在于， 所述焊接工艺参数包括： 焊接参 数、 起弧参数、 收弧参数、 摆动参数； 其中， 所述焊接参数包括直流焊接模式、 脉冲焊接模式、 焊接电流、 焊接电压以及焊接 速度； 所述起弧参数包括 起弧时间、 起弧电压、 起弧电流以及缓升时间； 所述收弧参数包括收弧时间、 收弧电压、 收弧电流以及缓降时间； 所述摆动参数包括摆动类型、 摆动频率、 摆动幅值、 摆动角度以及停留时间。 6.根据权利要求3所述的自动焊接方法， 其特征在于， 所述焊接工艺参数包括： 拐角参 数； 所述拐角参数包括焊接电流、 焊接电压、 焊接 速度、 拐角前距离以及拐角后距离 。 7.根据权利要求1所述的自动焊接方法， 其特征在于， 在获取所述焊接数字孪生场景中权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115383256 A 2的待焊接 工件模型的焊缝信息， 并规划焊缝加工路径， 生成待焊接 工件图纸之前还 包括： 将所述待焊接 工件模型移动至所述焊接数字 孪生场景中的初定位 位置。 8.根据权利要求1所述的自动焊接方法， 其特征在于， 在控制焊接机器人运动到所述真 实焊缝的起 点， 对所述真实焊缝进行焊接后还 包括： 基于所述待焊接工件图纸， 控制寻缝器采集所述待焊接工件的第n个真实焊缝的特征 点以及所述待焊接工件图纸中的第n个焊缝的特征点， 以确定所述待焊接工件的第n个真实 焊缝； 其中， n 为正整数； 控制焊接 机器人运动到所述第n个真实焊缝的起 点， 对所述第n个真实焊缝进行焊接 。 9.根据权利要求8所述的自动焊接方法， 其特征在于， 在控制焊接机器人运动到所述第 n个真实焊缝的起 点， 对所述第n个真实焊缝进行焊接后还 包括： 基于3D相机对第i个待焊接工件进行初定位， 并确定所述第i个待焊接工件在真实焊接 场景中的初定位 位置； 其中， i 为正整数； 获取所述焊接数字孪生场景中的第i个待焊接工件模型的焊缝信息， 并规划焊缝加工 路径， 生成第i个待焊接 工件图纸。 10.一种自动焊接装置， 其特征在于， 包括： 初定位模块、 图纸生成模块、 寻位模块以及 焊接模块； 所述初定位模块， 用于基于3D相机对待焊接工件进行初定位， 并确定所述待焊接工件 在真实焊接场景中的初定位 位置； 所述图纸生成模块， 用于获取所述焊接数字孪生场景中的待焊接工件模型的焊缝信 息， 并规划焊缝加工路径， 生成待焊接工件图纸； 所述焊接数字孪生场景表征为匹配于 真实 焊接场景的虚拟场景； 所述寻位模块， 用于采集所述待焊接工件的真实焊缝的特征点以及所述待焊接工件图 纸中的焊缝的特征点， 并依据所述真实焊缝的特征点与所述待焊接工件图纸中的焊缝的特 征点的关系确定所述待焊接工件的焊缝 的真实位置与待焊接工件图纸的焊缝之间的映射 关系； 并基于映射关系， 将所述待焊接工件图纸中的焊缝 的特征点映射至所述待焊接工件 上， 得到所述待焊接 工件的真实焊缝； 所述焊接模块， 用于控制焊接机器人运动到所述真实焊缝的起点， 对所述真实焊缝进 行焊接。 11.一种自动 焊接系统， 其特征在于， 包括： 3D相机、 焊接数字孪生软件模块、 寻缝器、 焊 接机器人以及焊接数控设备； 所述焊接数控设备分别电连接所述3D相 机、 所述焊接数字孪 生软件模块、 所述寻缝器以及所述焊接机器人， 所述焊接数控设备用于执行权利要求1至9 任一项所述的方法。 12.一种电子设备， 其特 征在于， 包括存 储器与处 理器， 所述存储器， 用于存 储代码； 所述处理器， 用于执行所述存储器中的代码用以实现权利要求1至9任一项所述的方 法。 13.一种存储介质， 其上存储有程序， 其特征在于， 该程序被处理器执行时实现权利要 求1至9任一项所述的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115383256 A 3