焊缝跟踪技术发展现状

所谓焊缝跟踪就是在焊接时实时检测出焊缝的偏差，并调整焊接路径和焊接参数，保证焊接质量的可靠性。由于工件的加工误差，装夹精度以及焊接时的热变形等因素的存在。

我国早在20世纪40年代就已经关注焊缝跟踪技术，并且经过几十年的研究和时间，焊缝跟

踪技术已经取得了长足的进步。70年代前，焊缝跟踪主要以接触式传感实现焊缝跟踪。获取焊缝信息，但是精度低；70年代起，非接触式传感被进行大量研究，但是因为结构复杂而没有很明显的成功。80年代到90年代，闭环控制和焊缝跟踪技术已经开始慢慢成熟。大大提高了焊接质量和效率。

焊缝识别算法

焊缝跟踪时，激光源发出的较粗的线结构激光经过圆柱透镜形成很细的线结构激光打在

焊缝上 ，该激光带经过反射或漫反射，再通过窄带滤光片，滤掉不需要的波长的光，最后进入CCD摄像机。从CCD摄像机出来的图像包含焊缝的尺寸，中心位置和截面形状等信息，焊缝识别算法就是用来获取这些信息的一系列图像处理过程。该算法一般包括图像预处理和图像识别两个过程。图形预处理只是焊缝识别的前奏、图像识别才是焊缝识别算法的关键所在。焊缝跟踪系统中。图形识别算法一般先通过一定的分割算法将焊缝提取出来，进而识别其中的关键信息点。

目前采用激光、光纤、CCD传感、图像处理等高新技术，使得焊缝跟踪系统的性能和效率有了非常大的提高。焊缝跟踪的研究取得了非常大的成果。 基于视觉传感焊缝跟踪技术的研究就是随着视觉传感器、计算机技术、图像处理方法和智能控制技术的发展而兴起的。

众所周知。激光扫描式的视觉系统是属于主动视觉的方法。大都是基于三角测量原理，

工作原理如下：

首先激光管发出的激光点光源通过光学扫描镜投射到被测工件的表面，由工件表面反射

后的激光被CCD摄像头所接收。一般扫描镜的扫描频率在5-20HZ可调。通过测量反射光束与长长的主光轴的夹角。并结合已知的投射光束与扫描镜面的夹角以及CCD与扫描镜片的距离等数据，可以求得每一束激光在工件表面投射点与CCD镜面的距离。从而可以得到焊缝的端面剖面图。通过适当的图像处理算法，实现对焊缝进行视觉跟踪的目的

视觉传感方式在激光焊接领域中的应用方向概况起来说主要集中在三个方面：焊缝视觉

跟踪、焊缝成形视觉传感和焊缝路径的视觉规划。

其中，焊缝视觉跟踪是焊接领域内的一个一直比较活跃的眼镜方向，与一般的工业自动化操作激光以及搬运机器人相比激光焊接件不仅对运动控制要求较高，同时需要高精度的控制焊枪与工件之间的相对轨迹位置关系，运动速度以及焊枪姿态等。如果通过采用提高工件的加工精度、提高工装夹具的装配精度及严格控制机器人教轨迹的方式，不但会使生产制造成本提高，而且限制了适用范围，并且对于那些那些焊缝坡口非均匀变化以及焊接过程中产生了热变形的情况，必须采取实时焊缝跟踪方法来调整机器人的运动轨迹，满足焊缝跟踪的使用要求和焊缝的质量要求。在焊接机器人应用的视觉传感器。其中一种主动视觉技术已经成功应用在焊缝跟踪激光传感器上。机器视觉技术正广泛应用于各个方面，其主要典型应用主要为：零件识别与定位，产品检验等等。

据统计，焊工在焊接过程中判断是否正确和做出必要调整。所依据的信息来源80%以上来

自视觉。利用视觉传感技术来获取焊缝特征信息 。具有信息量大、与工件不接触、管理电弧湖光和强热区、灵敏度和精度高、康电磁干扰能力强及自动化程度高等特点。适合各种坡口形状而且可以同时进行焊缝跟踪控制和焊接质量的控制。是最有发展前途的传感技术，

综上所述，焊缝跟踪技术已经取得了一定的成果。而基于视觉传感的焊缝自动跟踪是未来的焊缝跟踪技术发展的必然趋势，可以预见，随着作为其三个核心技术的视觉传感技术、图像处理控制方法和控制技术的不断发展，视觉传感的焊缝跟踪技术在激光领域的行业应用将会越来越广泛。

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