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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)申请的专利一种机器人多层多道焊接路径自适应生成方法与系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119870820B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-06发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510091287.1，技术领域涉及：B23K37/02；该发明授权一种机器人多层多道焊接路径自适应生成方法与系统是由吴晓军;胡强强设计研发完成，并于2025-01-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种机器人多层多道焊接路径自适应生成方法与系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种机器人多层多道焊接路径自适应生成方法与系统，方法包括采用时间飞行传感器对焊缝的三维点云进行采集，并对采集的焊缝点云进行预处理；通过基于密度聚类的随机样本一致焊缝分割算法对预处理后的焊缝点云进行分割以提取焊缝的特征，并采用三次样条插值方法对焊缝特征点进行插值拟合；根据焊接工件的几何信息和插值拟合后的焊缝特征点生成多层多道焊接路径；基于多层多道焊接路径，通过加权主成分分析的法线估计方法计算焊枪末端姿态。本发明方法能够分割包含复杂曲面的焊接工件三维点云以提取焊缝特征点，然后通过焊缝特征点和焊接工件的几何信息生成多层多道焊接路径以解决中厚板焊接精度低、速度慢、适用范围不广的问题。

本发明授权一种机器人多层多道焊接路径自适应生成方法与系统在权利要求书中公布了：1.一种机器人多层多道焊接路径自适应生成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 采用时间飞行传感器对焊缝的三维点云进行采集，并对采集的焊缝点云进行预处理； 通过基于密度聚类的随机样本一致焊缝分割算法对预处理后的焊缝点云进行分割以提取焊缝的特征，并采用三次样条插值方法对焊缝特征点进行插值拟合； 根据焊接工件的几何信息和插值拟合后的焊缝特征点生成多层多道焊接路径； 基于多层多道焊接路径，通过加权主成分分析的法线估计方法计算焊枪末端姿态； 其中，生成多层多道焊接路径的方法选自以下方法1～3中的至少一种： 1.针对角接焊缝，生成多层多道焊接路径，具体包括以下步骤： 根据提取的焊缝特征A、B、C，焊接层数L′表达式为： 其中，zAi、zBi、zCi分别表示焊缝特征A、B、C中第i个焊缝特征点的深度坐标值，n表示焊缝特征点的数量，h为预定焊道厚度，th为设定的误差阈值；为使焊道能够恰好覆盖整个焊缝，对预定焊道厚度h自适应地调整成h′，当剩余深度在误差允许范围内时，对焊道层数进行向下取整，否则焊道层数L′＝[L]+1，调整预定焊道厚度为： 在进行起始焊接以获得新的焊缝特征D和E后，每层从焊缝的右边开始焊接第一道焊缝；焊道数由各层的坡口宽度以及焊道的宽度共同决定，具体每层的焊道数P′m如下所示： 式中，zAi、zBi、zDi、zEi分别表示焊缝特征A、B、D、E中第i个焊缝特征点的深度坐标值，yAi、yBi、yDi、yEi分别表示焊缝特征A、B、D、E中第i个焊缝特征点的宽度坐标值，w为预定焊道宽度，Dm为第m层截面宽度，m为当前焊接的层数； 为使焊道恰好被焊缝覆盖，对预定焊道宽度w自适应地调整成w′,当Pm-[Pm]≤th时，th为设定的误差阈值，表示按宽度w四舍五入后还剩余th·w的宽度；如果剩余宽度在允许的误差范围内，则对Pm向下取整，使焊道数为整数；若Pm-[Pm]＞th，表示剩余宽度较大，需要再增加一个焊道，P′m＝[Pm]+1，并且调整预定的焊道宽度为： 基于每层的焊接层数和焊道数，进一步确定各道数的坐标位置，并分别规划各截面上的焊道位置，相邻两层之间的高度为修正后的焊道厚度h′，同一层相邻两道之间的宽度为修正后的焊道宽度w′，因此，第i层的第j道的坐标Wij为： 其中分别表示焊缝特征B、E的平均宽度坐标值，分别表示焊缝特征B、E的平均深度坐标值； 2.针对将两个工件连接在一起而形成的搭接焊缝，生成多层多道焊接路径，具体包括以下步骤： 根据提取到的焊缝特征A以及预设的焊接高度H获得焊缝特征B、C，然后通过预定焊道厚度h以及误差范围th进行焊接层数的计算，层数L′为： 对焊道厚度h进行调整得到h′，每层的焊接道数需要通过该层的截面宽度以及焊道的宽度决定，根据相似比可以求得截面宽度进而依据误差范围th计算出焊接道数： m为当前焊接的层数，Dm为第m层截面宽度，对焊道宽度w根据误差范围进行自适应调整，调整后的w′为 根据每层的焊接层数L′和道数P′m进一步确定第i层第j道的起始坐标位置Wij： 表示焊缝特征A的平均宽度坐标值，表示焊缝特征A的平均深度坐标值，针对对接焊缝，生成多层多道焊接路径，具体包括以下步骤： 通过提取到的焊缝特征连接线A、B、C、D以及预定焊道的厚度h和允许误差范围th计算焊接所需要的层数，层数L′为： zAi、zBi、zCi、zDi分别表示焊缝特征A、B、C、D中第i个焊缝特征点的深度坐标值，n表示焊缝特征点的数量，对焊道厚度进行自适应调整： 计算出焊接层数后，需要计算焊接路径起点以及终点坐标，然后从起点到终点进行摆焊；起点和终点坐标和为： 其中yCj、yDj分别表示焊缝特征C、D中第j个焊缝特征点的宽度坐标值，zCj、zDj分别表示焊缝特征C、D中第j个焊缝特征点的深度坐标值； 3.针对立板焊接，生成多层多道焊接路径，具体包括以下步骤： 根据提取的焊缝特征A、B、C，令特征点位于XOY平面，CB方向为X轴正方向； V型坡口焊缝夹角θ为： 根据已知焊道厚度h和焊缝夹角θ可以求得焊接道数P为： yAi、yBi、yCi分别表示焊缝特征A、B、C中第i个焊缝特征点的宽度坐标值，n表示焊缝特征点的数量，th为设定的误差阈值，自适应调整焊道厚度h为： 基于焊接道数计算焊接路径起点、中间点和终点坐标，然后从起点到中间点再到终点进行摆焊，其中起点、中间点和终点坐标和为： xAj、xBj、xCj分别表示焊缝特征A、B、C中第j个焊缝特征点的长度坐标值，分别表示焊缝特征A、B、C的平均宽度坐标值。

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