焊縫跟蹤技術發展現狀

所謂焊縫跟蹤就是在焊接時實時檢測出焊縫的偏差，并調整焊接路徑和焊接參數，保證焊接質量的可靠性。由于工件的加工誤差，裝夾精度以及焊接時的熱變形等因素的存在。

我國早在20世紀40年代就已經關注焊縫跟蹤技術，并且經過幾十年的研究和時間，焊縫跟

蹤技術已經取得了長足的進步。70年代前，焊縫跟蹤主要以接觸式傳感實現焊縫跟蹤。獲取焊縫信息，但是精度低；70年代起，非接觸式傳感被進行大量研究，但是因為結構復雜而沒有很明顯的成功。80年代到90年代，閉環控制和焊縫跟蹤技術已經開始慢慢成熟。大大提高了焊接質量和效率。

焊縫識別算法

焊縫跟蹤時，激光源發出的較粗的線結構激光經過圓柱透鏡形成很細的線結構激光打在

焊縫上 ，該激光帶經過反射或漫反射，再通過窄帶濾光片，濾掉不需要的波長的光，最后進入CCD攝像機。從CCD攝像機出來的圖像包含焊縫的尺寸，中心位置和截面形狀等信息，焊縫識別算法就是用來獲取這些信息的一系列圖像處理過程。該算法一般包括圖像預處理和圖像識別兩個過程。圖形預處理只是焊縫識別的前奏、圖像識別才是焊縫識別算法的關鍵所在。焊縫跟蹤系統中。圖形識別算法一般先通過一定的分割算法將焊縫提取出來，進而識別其中的關鍵信息點。

目前采用激光、光纖、CCD傳感、圖像處理等高新技術，使得焊縫跟蹤系統的性能和效率有了非常大的提高。焊縫跟蹤的研究取得了非常大的成果。 基于視覺傳感焊縫跟蹤技術的研究就是隨著視覺傳感器、計算機技術、圖像處理方法和智能控制技術的發展而興起的。

眾所周知。激光掃描式的視覺系統是屬于主動視覺的方法。大都是基于三角測量原理，

工作原理如下：

首先激光管發出的激光點光源通過光學掃描鏡投射到被測工件的表面，由工件表面反射

后的激光被CCD攝像頭所接收。一般掃描鏡的掃描頻率在5-20HZ可調。通過測量反射光束與長長的主光軸的夾角。并結合已知的投射光束與掃描鏡面的夾角以及CCD與掃描鏡片的距離等數據，可以求得每一束激光在工件表面投射點與CCD鏡面的距離。從而可以得到焊縫的端面剖面圖。通過適當的圖像處理算法，實現對焊縫進行視覺跟蹤的目的

視覺傳感方式在激光焊接領域中的應用方向概況起來說主要集中在三個方面：焊縫視覺

跟蹤、焊縫成形視覺傳感和焊縫路徑的視覺規劃。

其中，焊縫視覺跟蹤是焊接領域內的一個一直比較活躍的眼鏡方向，與一般的工業自動化操作激光以及搬運機器人相比激光焊接件不僅對運動控制要求較高，同時需要高精度的控制焊槍與工件之間的相對軌跡位置關系，運動速度以及焊槍姿態等。如果通過采用提高工件的加工精度、提高工裝夾具的裝配精度及嚴格控制機器人教軌跡的方式，不但會使生產制造成本提高，而且限制了適用范圍，并且對于那些那些焊縫坡口非均勻變化以及焊接過程中產生了熱變形的情況，必須采取實時焊縫跟蹤方法來調整機器人的運動軌跡，滿足焊縫跟蹤的使用要求和焊縫的質量要求。在焊接機器人應用的視覺傳感器。其中一種主動視覺技術已經成功應用在焊縫跟蹤激光傳感器上。機器視覺技術正廣泛應用于各個方面，其主要典型應用主要為：零件識別與定位，產品檢驗等等。

據統計，焊工在焊接過程中判斷是否正確和做出必要調整。所依據的信息來源80%以上來

自視覺。利用視覺傳感技術來獲取焊縫特征信息 。具有信息量大、與工件不接觸、管理電弧湖光和強熱區、靈敏度和精度高、康電磁干擾能力強及自動化程度高等特點。適合各種坡口形狀而且可以同時進行焊縫跟蹤控制和焊接質量的控制。是最有發展前途的傳感技術，

綜上所述，焊縫跟蹤技術已經取得了一定的成果。而基于視覺傳感的焊縫自動跟蹤是未來的焊縫跟蹤技術發展的必然趨勢，可以預見，隨著作為其三個核心技術的視覺傳感技術、圖像處理控制方法和控制技術的不斷發展，視覺傳感的焊縫跟蹤技術在激光領域的行業應用將會越來越廣泛。

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