创想--激光焊缝跟踪器技术原理

　　激光焊缝追踪传感器采用激光三角反射式原理，即激光束被放大形成一条激光线投射到被测物体表面上，反射光透过高质量光学系统，被投射到成像矩阵上，经过计算得到传感器到被测表面的距离（Z轴）和沿着激光线的位置信息（X轴）。移动被测物体或轮廓仪探头，就可以得到一组三维测量值。所获得的信息可用于焊缝搜索定位、焊缝追踪、自适应焊接参数控制、焊缝成形检测并将信息实时传递到机械手单元，完成各种复杂焊接，避免焊接质量偏差，实现智能化焊接。

　　焊缝跟踪系统主要由三部分组成：传感器、控制系统、执行机构。传感器是其最重要的组成部分。目前，应用前景好的是激光视觉传感器。

 　　激光视觉传感器精度高、再现性好，不仅可以用于焊缝跟踪，而且可以用于检测坡口形状、宽度和截面，为焊接参数的自适应控制提供依据。. 　　激光视觉传感器算法简单、实时性好、实现较简单、成本较低。也因为视觉传感器所获得的信息量大，结合计算机视觉和图像处理的最新技术成果，大大增强了焊缝跟踪系统的外部适应能力。视觉传感器采用的光电转换器件最简单的是单元感光器件，如光电二极管等；其次是一维的感光单元面阵，如面阵CCD，是二维图像的常规感光器件。

 　　焊缝跟踪技术是现代焊接技术的一个重要组成部分。随着焊接技术的发展，焊缝跟踪技术将在焊接制造业中起着极为重要的作用。

　　设备通过计算检测到的焊缝与焊枪之间的偏差，输出偏差数据，由运动执行机构实时纠正偏差，精确引导焊枪自动焊接，从而实现与机器人控制系统实时通讯追踪焊缝进行焊接，就等于是给机器人装上眼睛。手工或半自动焊接是依靠操作者肉眼的观察和手工的调节来实现对焊缝的追踪。对于机器人或自动焊接专机等全自动化的焊接应用，主要靠机器的编程和记忆能力、工件及其装配的精度和一致性来保证焊枪能在工艺许可的精度范围内对准焊缝。通常，机器的重复定位精度、编程和记忆能力等已能满足焊接的要求。

 　　根据先进制造技术的发展趋势，结合焊接技术本身的特点，未来对焊缝跟踪系统的要求是：跟踪过程高精确化、现场使用可靠、性能稳定、抗干扰性强、环境适应性强及连续工作时间长等优点。未来的焊缝跟踪系统的检测部分将以视觉传感器为主。跟踪方向及速度的调节将通过对电机的控制来实现，将具有智能性的模糊控制和神经网络等人工智能手段渗透到焊缝跟踪控制中，会增强对非先线性系统控制的准确性，使焊接生产过程更具有智能性。