在汽車制造、壓力容器等工業(yè)領(lǐng)域，拼板焊接作為板材加工的核心工藝，其焊接質(zhì)量直接關(guān)乎產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與密封性。由于拼板焊縫多呈現(xiàn)長(zhǎng)直或大曲率連續(xù)形態(tài)，傳統(tǒng)人工焊接模式因過(guò)度依賴操作者經(jīng)驗(yàn)，極易產(chǎn)生跟蹤偏差、焊槍抖動(dòng)等問(wèn)題。隨著智能制造浪潮的推進(jìn)，基于視覺(jué)傳感的焊縫跟蹤技術(shù)，已然成為提升焊接自動(dòng)化水平的關(guān)鍵。
一、拼板焊縫跟蹤面臨的技術(shù)難題
拼板焊接過(guò)程中，存在著諸多亟待解決的技術(shù)難題：
板材裝配誤差：在板材拼接環(huán)節(jié)，錯(cuò)邊、間隙不均等問(wèn)題頻發(fā)，致使焊縫空間位置發(fā)生偏移。
復(fù)雜環(huán)境干擾：焊接時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)弧光、彌漫的煙塵以及飛濺物，嚴(yán)重影響傳感器信號(hào)的穩(wěn)定性。
嚴(yán)苛實(shí)時(shí)性要求：以埋弧焊為例，焊接速度高達(dá) 1.5m/min，這就要求跟蹤系統(tǒng)必須具備毫秒級(jí)的快速響應(yīng)能力。
傳統(tǒng)接觸式傳感器，如機(jī)械探針，不僅容易磨損，而且適應(yīng)性欠佳。相比之下，非接觸式視覺(jué)傳感技術(shù)憑借高精度、強(qiáng)抗干擾等顯著優(yōu)勢(shì)，逐漸在眾多解決方案中脫穎而出，成為行業(yè)主流。
二、視覺(jué)傳感技術(shù)的運(yùn)作機(jī)理
鐳爍光電推出的焊縫跟蹤系統(tǒng)，創(chuàng)新性地采用 “結(jié)構(gòu)光視覺(jué) + 激光掃描” 融合方案，其具體技術(shù)流程如下：
激光條紋投射：利用線激光器向焊縫區(qū)域投射高亮度條紋，從而形成具有獨(dú)特特征的光帶。
圖像采集與處理：工業(yè)相機(jī)負(fù)責(zé)捕捉光帶變形圖像，再借助濾波、二值化等算法精準(zhǔn)提取焊縫輪廓。
三維坐標(biāo)重建：基于激光三角測(cè)量原理，將二維圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為焊縫的三維空間坐標(biāo)。
偏差反饋與修正：系統(tǒng)實(shí)時(shí)計(jì)算焊槍與焊縫中心的偏移量，并驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)焊槍位姿進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。
該技術(shù)在以下方面實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵突破：
抗強(qiáng)光干擾算法：通過(guò)窄帶濾光片與多幀圖像融合技術(shù)的協(xié)同運(yùn)用，有效抑制弧光干擾。
亞像素級(jí)定位：借助灰度重心法，將邊緣檢測(cè)精度提升至 0.01mm，充分滿足高精度焊接需求。
三、系統(tǒng)架構(gòu)與工程實(shí)踐成果
鐳爍光電的智能跟蹤系統(tǒng)由三大核心模塊構(gòu)成：
傳感模塊：集成高幀率相機(jī)與半導(dǎo)體激光器，能夠適應(yīng) 0.1 - 30mm 焊縫寬度的檢測(cè)工作。
控制模塊：搭載嵌入式處理器，支持 PID / 模糊控制算法，響應(yīng)時(shí)間控制在 10ms 以內(nèi)。
執(zhí)行模塊：兼容多種焊機(jī)與機(jī)器人通訊協(xié)議。
在實(shí)際應(yīng)用中，某船舶制造企業(yè)引入該系統(tǒng)后，取得了顯著成效：拼板焊接合格率從 82% 大幅提升至 98%，同時(shí)返修工時(shí)減少了 50%。該系統(tǒng)能夠自適應(yīng) V 型、I 型、U 型坡口，最大跟蹤速度可達(dá) 12m/min，在厚板多道焊場(chǎng)景中表現(xiàn)卓越。
拼板焊縫跟蹤技術(shù)正朝著高精度、智能化、全流程可控的方向加速發(fā)展。鐳爍光電憑借自主創(chuàng)新，成功攻克動(dòng)態(tài)干擾抑制、實(shí)時(shí)控制等技術(shù)難題，為行業(yè)提供了可靠的自動(dòng)化解決方案。隨著 5G 與 AI 技術(shù)的深度融合，焊縫跟蹤系統(tǒng)必將為智能制造注入新動(dòng)能，推動(dòng)焊接工藝向 “零缺陷” 時(shí)代邁進(jìn)。
