01 技術(shù)的概念

焊縫跟蹤傳感器主要由CCD相機、半導(dǎo)體激光器、激光保護鏡片、防飛濺擋板和風(fēng)冷裝置組成，利用光學(xué)傳播與成像原理，得到激光掃描區(qū)域內(nèi)各個點的位置信息，通過復(fù)雜的程序算法完成對常見焊縫的在線實時檢測。對于檢測范圍，檢測能力以及針對焊接過程中的常見問題都有相應(yīng)的功能設(shè)置。傳感器通常以預(yù)先設(shè)定的距離(超前)安裝在焊槍前部，因此它可以觀察焊縫傳感器本體到工件的距離，也就是安裝高度取決于所安裝的傳感器型號。當(dāng)焊槍在焊縫上方正確的定位后才能使得攝像機觀察到焊縫。

設(shè)備通過計算檢測到的焊縫與焊槍之間的偏差，輸出偏差數(shù)據(jù)，由運動執(zhí)行機構(gòu)實時糾正偏差，精確引導(dǎo)焊槍自動焊接，從而實現(xiàn)與機器人控制系統(tǒng)實時通訊跟蹤焊縫進行焊接，就等于是給機器人裝上眼睛。手工或半自動焊接是依靠操作者肉眼的觀察和手工的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)對焊縫的跟蹤。對于機器人或自動焊接專機等全自動化的焊接應(yīng)用，主要靠機器的編程和記憶能力、工件及其裝配的精度和一致性來保證焊槍能在工藝許可的精度范圍內(nèi)對準焊縫。通常，機器的重復(fù)定位精度、編程和記憶能力等已能滿足焊接的要求。

然而，在很多情況下，工件及其裝配的精度和一致性不易滿足大型工件或大批量自動焊接生產(chǎn)的要求，其中還存在因過熱而導(dǎo)致的應(yīng)力和變形的影響。因此，一旦遇到這些情況，就需要有自動跟蹤裝置，用來執(zhí)行類似于手工焊中人眼與手的協(xié)調(diào)跟蹤與調(diào)節(jié)的功能。

02 激光焊縫跟蹤原理

激光焊縫跟蹤傳感器采用激光三角反射式原理，即激光束被放大形成一條激光線投射到被測物體表面上，反射光透過高質(zhì)量光學(xué)系統(tǒng)，被投射到成像矩陣上，經(jīng)過計算得到傳感器到被測表面的距離（Z軸）和沿著激光線的位置信息（X軸）。移動被測物體或輪廓儀探頭，就可以得到一組三維測量值。所獲得的信息可用于焊縫搜索定位、焊縫跟蹤、自適應(yīng)焊接參數(shù)控制、焊縫成形檢測并將信息實時傳遞到機械手單元，完成各種復(fù)雜焊接，避免焊接質(zhì)量偏差，實現(xiàn)無人化焊接。

 發(fā)展及前景

焊縫跟蹤器對于焊接來說可以說是一個偉大的發(fā)明。

在焊縫跟蹤器領(lǐng)域，進口品牌有賽融、Meta，多和ABB、安川、發(fā)那科和庫卡四大家族的機器人適配，主要用于機器人焊接。焊縫跟蹤器價格不菲，整體來說可能比機器人本體還貴。

國產(chǎn)的激光焊縫跟蹤器有創(chuàng)想、同舟、英萊以及自主研發(fā)品牌博智慧達，可以與ABB、安川、發(fā)那科、庫卡以及國產(chǎn)機器人、焊接專機適配。

在專機領(lǐng)域，焊縫跟蹤器能滿足多種環(huán)境需求，例如熱水器內(nèi)膽環(huán)縫焊接、空壓機儲氣筒焊接、鋼瓶環(huán)縫、直縫等。進口品牌的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在小直徑圓管的跟蹤，而在長直縫和環(huán)縫方面，國產(chǎn)和進口技術(shù)差異不大，成本卻只有進口的三分之一到二分之一，市場前景誘人。

隨著先進制造技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)焊接跟蹤的自動化與智能化已成為必然趨勢。未來幾年，激光焊縫跟蹤不僅需要技術(shù)更新?lián)Q代，在應(yīng)用拓展方面，更需要通過對客戶應(yīng)用的深入了解，貼近用戶需求，改良產(chǎn)品。