激光跟踪焊接机器人系统技术方案
激光焊接焊缝跟踪
应用背景
与传统焊接技术相比，激光焊接在焊接质量和效率等各方面都具有明显优势。
由于激光束的光斑直径较小，使得激光束准确对中焊缝成为实现高质量焊接的前提。
因此，准确跟踪焊缝是激光焊接的关键所在。
机器视觉检测是焊缝跟踪的主要方法之一，通过高速视觉传感器拍摄动态熔池图像序列，获取熔池特征参数，分析焊缝路径偏差与熔池特征参数之间的内在规律，建立焊缝路径与激光束偏差实时测量的视觉模型。
然后输出调整量给机器人控制器,控制机械手指引焊枪运行,实现自动跟踪。
应用优势
1、拍摄过程缓慢，可以获取高度清晰的熔池特征参数；
2、可以控制机械手指引焊枪运行,实现自动跟踪。
拍摄效果
科天健已有多款高速相机用于焊缝跟踪项目应用中中，下面介绍两款常用高速相机。
1、德国Optronis的CP80-4-M-500，该相机为Coaxpress接口，全分辨率为1696X1710下可达500fps，开窗分辨率为512X512时可达5000fps，它的这些特点可使拍摄画面更清晰，拍摄过程更缓慢。
图一CP80-4-M-500在5000fps@512X512下的拍摄效果
2、瑞士Photonfocus的MV-D1024E-160，该相机采用Photonfocus的LINLOG技术，动态范围高达120dB；在全分辨率1024*1024分辨率下可达150帧/秒；开窗分辨率256*256时，帧率达到2241帧/秒。
在Linlog功能下能有效抑制强等离子干扰，在焊机电压、电流较小时可直接用相机拍摄，无需光学辅助系统即可得到对比度较好的图像，借助光学辅助手段可得到高清晰的、细节清晰的图像。
图二MV-D1024E-160相机的拍摄效果。
(完整word版)激光焊接机器人焊缝跟踪方法
激光焊接机器人焊缝跟踪控制方法陈智龙120160033摘要：当前激光焊接机器人在实际的工业生产中应用的越来越广泛，在汽车制造业以及其他机器制造业激光焊接机器人在生产中的作用也越来越大。
如何提高焊接机器人的焊缝精度问题以及控制焊缝轨迹已成为激光焊接机器人发展的首要难题。
关键词：激光焊接机器人；焊缝轨迹；控制0引言激光作为焊接和切割的新手段应用于工业制造，具有很大发展潜力。
在国际汽车工业领域，激光加工技术已广泛得到了应用，激光切割与焊接逐渐成为标准的汽车车身生产工艺．国内也已积极推广应用，但目前主要还是以引进成套激光加工设备为主，用于激光钎焊、激光渗透焊、激光对接焊、白车身激光三维切割和激光金属零件表面热处理［1]。
由于成本考虑，有些汽车厂家则直接进口国外激光加工的零部件．为提升我国汽车制造的技术能力,我们应依靠国内技术能力,自主创新,在更广范围和更深层次上，加快激光加工在制造业的应用发展．车身在整车制造中占有重要地位，不仅车身成本占整车的40%~50﹪，而且对汽车安全、节能、环保和快速换型有重要影响。
人口老龄化不断逼近，各制造业工厂着手进行技术改造工程设计，采用了许多工业机器人，以提高生产线的柔性程度为基础,为制造厂家提供了生产产品多样化，更新转型的可能性．以上汽大众汽车车身生产车间为例，机器人能独立完成工件的移动搬运、输送、组装夹紧定位，可完成工件的点焊、弧焊、激光焊、打磨、滚边、涂胶等工作．有的工位上把上件、夹具、工具以机器人为中心布置，以便机器人能完成多个工序,实现多品种、不同批量的生产自动化．采用机器人使焊接生产线更具柔性化、自动化，使多种车身成品可在一条车身装焊生产线上制造,实现多车型混线生产．因此，焊接生产线必须很容易地因产品结构、外形的改变而改变，具有较高的柔性程度［2].由于柔性车身焊接生产线可以适应汽车多品种生产及换型的需要，是汽车车身制造自动化的必然趋势,特别是进入上世纪90年代以后,各大汽车厂家都在考虑车身焊接生产线柔性化。
激光焊缝跟踪系统机器人用技术手册
Meta Vision Systems机器人用激光焊缝跟踪系统技术手册原作者：Jonathan Moore 翻译：Dr. Lin Sanbao (林三宝博士)前言尽管我们在编写这个手册时已经尽了最大努力，但是我们不接受任何由通过使用或者错误使用本手册中的信息，或者可能包含在本手册中的错误，而引发的责任和义务。
本手册所提供的信息只是用于培训的目的。
英文版权所有 © Meta Vision Systems 2000。
中文版版权所有© 中国哈尔滨AWPT－RDC联合实验室所有权力保留，未经允许，不得以任何形式复制本手册或本手册中的任何部分。
联系方式：Meta Vision Systems Ltd.Oakfield HouseOakfield Industrial EstateEynshamOxfordshireOX8 1THUNITED KINGDOMTel: +44 (0) 1865 887900Fax: +44 (0) 1865 887901Email: *******************.uk中国地区:地址：珠海市九洲大道兰埔白石路105号二楼西邮编：519000电话：0756 --- 8509695、8508516、6680610、6602419、6626464传真：0756 --- 8500745联系人：魏占静电邮：*************.cn***************网址：目录1.概述 (3)1.1传感头 (3)1.2控制系统 (3)1.3应用 (3)1.4典型应用 (4)1.5焊缝类型 (4)2.传感器 (9)2.1激光的安全性 (9)2.2规格 (9)2.3MT 产品系列的规格 (11)2.4传感器的物理规格 (12)2.5焊缝的特征尺寸 (12)3.控制系统 (14)3.1MTF – Finder(MTF 定位控制系统) (14)3.2MTR (15)3.3MTR Integrated(集成型MTR系统) (16)3.4MTX-HS (16)4.软件的主要特征 (18)4.1焊缝定义 (18)4.2间隙测量 (18)4.3真实路径(True Path) (18)4.4搜索 (18)4.5体积&高度错边测量 (19)4.6交替式激光器 (19)4.7示教跟踪(Teach Track) (20)5.配置和可选项 (21)5.1应用概述 (21)5.2硬件和软件可选项 (22)1. 概述Laser Pilot产品系列被设计用于为机器人应用提供导引技术的解决方案。
焊接机器人主要技术和方法
焊接机器人主要技术和方法一、焊接电源技术焊接电源是焊接机器人的重要组成部分，负责提供所需的电流和电压以完成焊接任务。
随着技术的发展，焊接电源越来越趋向于采用数字化控制，提供更高的焊接质量和更稳定的焊接过程。
同时，对于不同材料和工艺要求的焊接，也需要不同的电源技术和参数设置。
二、焊接传感器技术焊接传感器技术是实现高质量焊接的关键之一。
传感器可以检测焊接过程中的各种参数，如电流、电压、熔池的形状和位置等，并将这些参数反馈给控制系统，以实现实时监控和调整。
常用的焊接传感器包括电流传感器、光电传感器和红外传感器等。
三、焊缝跟踪技术焊缝跟踪技术是保证焊接机器人沿着预定轨迹进行焊接的关键技术。
跟踪系统通过传感器检测焊缝的位置和形状，并根据实际位置与预定位置的差异进行调整，以保证焊接的精度和质量。
常用的焊缝跟踪传感器包括电弧传感器、激光传感器和机器视觉传感器等。
四、离线编程与路径规划技术离线编程与路径规划技术是指通过计算机辅助设计（CAD）软件对焊接路径进行模拟和规划，生成机器人需要执行的路径。
这种技术可以提高编程效率，减少机器人调试时间，同时也可以实现更精确的轨迹控制和复杂的焊接任务。
五、机器人视觉技术机器人视觉技术是实现机器人智能化和自主化的重要手段之一。
通过高分辨率摄像机和图像处理技术，机器人可以获取工作环境和目标物体的详细信息，并对这些信息进行处理和分析，以实现精确的目标识别和定位。
视觉技术还可以用于检测焊缝形状、尺寸和表面质量等，以提高焊接质量和精度。
六、智能化焊接过程智能化焊接过程是指通过人工智能技术和机器学习算法对焊接过程进行优化和控制。
这种技术可以通过对大量数据进行分析和处理，发现隐藏的模式和规律，并对未来的焊接过程进行预测和调整。
此外，智能化焊接过程还可以实现自适应控制和自主学习，提高机器人的适应性和智能水平。
七、多机器人协同技术多机器人协同技术是指多个机器人之间通过协同合作来完成复杂的工作任务。
机器人激光焊接的流程
机器人激光焊接的流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!机器人激光焊接流程。
1. 准备与编程。
选择并安装合适的焊接头。
激光跟踪式无导轨焊接机器人及其焊缝位置识别系统研究
，
式 视觉 传感 中以 激光 为 主 动光 源 的传感方 法 因
。
激 光 的 高 能 量 高亮 度 可 被 工 件 表 面 起 伏 调 制 能
、
，
，
收 稿 日期
2 ：
00 8 0 5
—
—
23
；
修 回 日期
2 ：
00 8
—
06
—
02
基 金 项 目 ：北 京 市 北 京 市 教 育 委 员 会 科 技 发 展 计 划 面 上 项 目
in g
th e
y s te
m
d
n
o n
the
w a s
DSP
e x
D M6 4 2
，
to
the
to
la
p
s e r
s e a m
im
a
ge
d ide
a
n ti
fy
th e
m s
s e a m
i tio
n
in g The
．
r e c o
g n i tio
l g o r i th m
r e
o
f
s e a m
(K M 2 0 0 8 1 0 0
17 0 0 6 ) ： 北
够 反 映 不 同 焊 缝 截 面 轮 廓 的 特 点 成 为 目前 较 受 重
，
京 石 油 化 工 学 院青 年 科 研
视的
一
种传感方法
[3 1
。
本 实验 室 的激 光 跟 踪式 无 导
基 金 (N0 6 』 哪 ；北
KF 2007 10 )
r a
机器人焊接实施方案
机器人焊接实施方案一、引言。
随着现代制造业的发展，机器人焊接已经成为了替代传统手工焊接的重要技术手段。
机器人焊接具有高效、精准、稳定的特点，能够大幅提高生产效率和焊接质量。
因此，制定一套科学合理的机器人焊接实施方案对于企业来说至关重要。
二、设备选择。
在制定机器人焊接实施方案时，首先需要选择适合的设备。
目前市面上有各种不同类型的焊接机器人，如MIG焊、TIG焊、激光焊等。
根据具体的焊接需求和工件特点，选择合适的焊接机器人是至关重要的。
三、工艺规程。
制定机器人焊接实施方案还需要考虑工艺规程。
工艺规程包括焊接参数、焊接顺序、焊接速度等内容，是保证焊接质量的重要依据。
通过合理的工艺规程，可以有效控制焊接过程中的温度、速度等参数，确保焊接质量。
四、安全措施。
在机器人焊接实施方案中，安全措施是至关重要的一环。
焊接过程中会产生高温、火花等危险因素，必须要做好相关的安全防护工作。
同时，对于操作人员也需要进行专业的培训，确保其能够正确操作焊接设备，避免意外事件的发生。
五、质量控制。
质量控制是机器人焊接实施方案中不可或缺的一环。
通过合理的质量控制措施，可以对焊接质量进行有效监控和管理，确保产品符合相关标准和要求。
同时，也可以通过质量控制来及时发现和解决焊接过程中可能出现的问题，提高产品质量和生产效率。
六、维护保养。
最后，机器人焊接实施方案还需要考虑设备的维护保养工作。
定期的设备维护保养可以延长设备的使用寿命，保证设备的正常运行。
同时，也可以减少设备故障的发生，提高生产效率。
七、总结。
综上所述，制定一套科学合理的机器人焊接实施方案对于企业来说至关重要。
通过设备选择、工艺规程、安全措施、质量控制和维护保养等方面的考虑，可以有效提高焊接质量和生产效率，为企业的发展提供有力支持。
希望本文所述内容对您有所帮助，谢谢阅读！。
X架焊接机器人焊接系统技术方案纯方案,21页
X架焊接机器人焊接系统设备名称：x架焊接机器人焊接系统数量：壹套一.应用范围：该机器人系统主要用于SY425X架焊接工件名称：SY425X架工件外形最大尺寸：2700X3050X877mm孔中心大小尺寸：①800工件最大重量：4100kg工件材质：碳钢、低合金钢等焊接方式：双丝脉冲MAG保护气体：83%Ar+17%CO2气体保护焊效率：工作站采用单工位两班作业，每班平均作业时间10小时，平均焊接外焊缝时间5〜6小时/件，紧固时间要求不超过10分钟（不含吊运时间）。
工件组对要求：焊缝位置偏差WIOnim焊缝间隙W2mm二.项目描述:1.系统描述：采用单工位结构形式，焊接机器人倒装于三轴滑轨龙门架上，配以L形双轴变位机，全系统为11轴联控。
布局如图所示:X架焊接机器人焊接系统主要由机器人系统、三轴滑轨龙门架、L型双轴变位机、双丝焊接系统、防碰撞传感器、清枪剪丝器、电气控制系统等组成，系统具有技术先进、功能完善、适应性强、可靠性高的特点，能有效地提高焊接质量和一致性，减轻操作者的劳动强度，提高生产效率。
系统设备配置表:2.操作描述：2.1.工件装夹:操作工使用行车将点定好的工件装夹到变位机上，利用变位机上焊接夹具对工件进行定位及夹紧（保证孔中心与变位机回转中心的同心度），操作工离开机器人工作区域，按下操作台“启动”按钮，控制系统通过夹具上的传感器进行确认。
2.2.机器人焊接：机器人在三轴滑轨龙门架上行走至焊接位置，机器人使用焊缝自动寻位功能对焊缝进行起始点的寻找，自动进行单层单道（或多层多道）焊接，在焊接过程中，机器人使用电弧跟踪实现对接焊缝（带坡口）和角焊缝的跟踪，保证焊枪对中，纠正由于工件装配或焊接变形产生的偏差，同时变位机按预设程序变位（翻转或旋转）、机器人按预设程序升降或进退或移动，使各焊缝处于最佳焊接位置, 保证焊接质量。
2.3.工件卸装：焊接结束后，机器人退回到安全位置，操作工再次进入机器人工作区域，松开工装，操作人员用行车卸下工件。
弧焊机器人激光焊缝跟踪系统的应用研究
第25卷第3期湖南科技大学学报(自然科学版)2010年9月Jour na l of H un an U ni ver si t y of Sci ence&T echnol ogy(N at ur al Sci ence E di t i on)V01．25N o．3 Sept．2010弧焊机器人激光焊缝跟踪系统的应用研究刘凌云，钱新恩(湖北汽车工业学院电气与信息工程学院，湖北十堰442002)摘要：焊缝自动跟踪是实现焊接自动化的关键，在传统孤焊机器人系统的基础上设计了一种基于激光传感器的焊缝跟踪子系统，构建了激光传感器的数学模型及机器人手眼标定方法，并针对搭接焊缝的图像特点，提取出焊缝特征点位置坐标．同时设计开发了焊缝跟踪控制算法和机器人焊缝跟踪程序，最后通过对储气罐环形搭接焊缝进行焊接实验，结果证明了该焊缝跟踪系统的有效性和可靠性．关键词：孤焊机器人；激光；视觉传感器；焊缝跟踪中图分类号：TP242．2文献标识码：A文章编号：1672-9102(2010)03-0063—04。
弧焊机器人大多为可编程的示教再现机器人．这种机器人可以在其工作空间内精确地完成示教的操作．在施焊过程中，若焊接条件基本稳定，则机器人能够保证焊接质量．但是，由于各种因素的影响，实际的焊接条件经常发生变化．例如，由于坡口状况、加工误差、夹具装夹精度、表面状态和工件热变形等影响会使焊炬偏离焊缝，从而造成焊接质量下降甚至失败．因此，焊接条件的这种变化要求弧焊机器人能够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【l J．精确的焊缝跟踪是保证焊接质量的关键，它是实现焊接过程自动化的重要研究方向．目前，用于焊缝跟踪的非接触式传感器主要有电磁传感器、光电传感器、超声波传感器、红外传感器及C C D视觉传感器等．由于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，能极大的增强弧焊机器人的外部适应能力，因此视觉传感器被认为是最有前途的焊缝跟踪传感器哆针对某公司商用车储气罐的机器人焊接，提出了一套基于激光焊缝跟踪的弧焊机器人系统，并对该系统的数学模型、手眼标定方法、焊缝位置识别算法进行了研究，设计了跟踪控制算法和机器人跟踪应用程序．1系统结构在本课题中采用的技术平台为M ot om an公司的U P6型焊接机器人，该机器人系统包括有M ot om an—U P6工业机器人本体，Y A SN A C—X R C控制柜、M ot ow e l d一$350焊机以及相关的外部设备(机器人供电系统、双轴变位机、送丝机构等)．在此基础上，增加了一套激光图像传感子系统，用于实际焊缝位置偏差的监测．其系统结构框如图1所示．斤制磊莩荔莛蓦釜斟接‘；21黪机酬传动与执行臂p焊j巨I广M配各轴转动量r1驱动器r M8”’”“1r7矧五五力；k缝搜索、i机器人运动控制器：蛐登l惭酽高图甓粤野|| }。
机器人激光焊讲解
图1 激光钎焊焊缝外观激光焊接因具有高能量密度、可聚焦、深穿透、高效率、高精度及适应性强等优点，受到各汽车厂家的高度重视。
长安福特马自达从建厂初期就引进了福特成熟的激光焊接技术，极大地提高了车身的焊接质量。
激光焊是利用高能量密度的激光作为热源的一种高效、精密的焊接方法。
随着航空航天、汽车、微电子等行业的迅猛发展，产品零件结构形状越来越复杂，人们对产品加工精度和表面完整性，以及生产效率、工作环境的要求越来越高，传统的焊接方法难以满足要求，以激光为代表的高能焊接方法得到广泛应用。
激光焊接因具有高能量密度、可聚焦、深穿透、高效率、高精度及适应性强等优点，受到各汽车厂家的高度重视。
福特工厂在20世纪80年代已广泛应用了该项技术，长安福特马自达从建厂初期就引进了福特成熟的激光焊接技术，极大地提高了车身的焊接质量。
激光焊的原理及特点激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面，通过激光与金属的相互作用，金属吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结晶形成焊接。
按激光器输出能量方式的不同，激光焊可分为脉冲激光焊和连续激光焊（包括高频脉冲连续激光焊）；按激光聚焦后光斑上功率密度的不同，激光焊可分为传热焊和深熔焊；在激光深熔焊中又分为对接焊（钎焊）和搭接焊，前者需要填钎料，外观美观。
激光焊的优势主要包括：激光焦点光斑小，功率密度高，能焊接一些高熔点、高强度的合金材料；激光焊是无接触加工，没有工具损耗和工具调换等问题；激光能量和移动速度可调，可实现多种焊接加工；自动化程度高，可以用计算机进行控制，焊接速度快、功效高，可方便地进行任何复杂形状的焊接；热影响区和材料变形小，无需后续工序处理；激光可通过玻璃，焊接处于真空容器内的工件及处于复杂结构内部位置的工件；易于导向、聚焦，实现各方向变换；激光焊接与电子束加工相比较，不需要严格的真空设备系统，操作方便；生产效率高，加工质量稳定可靠，经济和社会效益好。
图2 激光焊接质量控制激光焊接设备激光焊接设备主要由激光器（固体、气体、半导体）、导光系统、控制系统、工件装夹及运动系统等主要部件和光学元件的冷却系统、光学系统的保护装置、过程与质量的监控系统、工件上下料装置及安全装置等外围设备组成。
机器人焊缝跟踪标定方法
机器人焊缝跟踪标定方法我折腾了好久机器人焊缝跟踪标定方法，总算找到点门道。
说实话，这事儿一开始我也是瞎摸索。
我就知道，要让机器人能精确地沿着焊缝走，这个标定可太重要了。
最开始我觉得，这肯定就是把机器人的一些参数按照手册上给的标准值设好就行了呗。
我就对着那手册一阵摆弄，给机器人的视觉系统设置各种分辨率啊，对焦距离之类的参数，可搞完后发现，机器人追踪焊缝的时候，那轨迹歪得不像样。
后来我又想，会不会是坐标的问题呢？于是我就开始尝试去标定焊接工作区域的坐标。
我在工作台上到处找参考点，拿了个尺子量来量去的，还做记号，就像小时候做手工课一样认真。
那时候我就觉得，这每一个点就像地图上的宝藏位置，要精确定位才行。
我把这些点的坐标值输入到机器人系统里面，本以为这次行了，结果呢，机器人开始焊接的时候还是有些偏差。
又有一次，我就想是不是得根据焊缝的类型来标定啊。
我就找了不同形状的焊缝来试验，像那种直线焊缝我就觉得好标定一点，我先让机器人沿着焊缝大概扫描一次，就好像是个士兵先探探路一样，然后根据这个扫描结果来调整标定参数。
可是遇到那种弯弯扭扭的焊缝就不行了，那些参数感觉完全乱套了。
不过我没有放弃，还继续捣鼓。
后来我发现，在考虑所有外在因素之前，必须要先保证机器人传感器是干净准确的。
有时候传感器上有一点灰尘或者小划痕，就会让采集的数据出现大偏差。
就像你的眼睛被灰尘眯住了，看东西肯定不清楚。
我就开始每次标定之前，都仔细清理传感器，然后再进行下面的步骤。
还有就是对于robots 的运动学模型必须要非常清楚。
我一开始根本没重视这一点，以为只要把传感器和外部参数调好就行了。
后来我专门花时间去研究机器人各个关节的运动范围和可能出现的误差。
这就像你要知道一个人的手脚能伸展到什么程度，动作的时候可能哪里会失误一样。
我根据这个运动学模型重新精确校准了一些基础参数之后，总算在焊缝跟踪标定上取得了一点成功。
之后再慢慢调整和优化其他的参数，像视觉系统里图像识别的对比度、亮度这些参数，也和标定有重要关系。
基于激光视觉的焊缝跟踪系统方案
基于激光视觉的焊缝跟踪系统一、焊缝自动跟踪系统构成基于激光视觉传感,具有主动性、非接触、能获取物体的三维信息、灵敏度精度高、抗电磁场干扰能力强等优点,被认为是焊缝检测的主要发展方向。
线激光法是一种直接获取深度图像的方法,它可以获取焊缝的二维半信息。
基于激光视觉的焊缝跟踪系统如图1所示，主要有3个组成部分，分别是视觉传感、图像处理和跟踪控制。
CCD摄像机垂直对准工件,激光器倾斜布置，激光器打出的激光,经柱透镜形成一光片照射到工件上形成一条宽度很窄的光带。
当该光带被工件反射或折射后,经滤光片保留激光器发出的特定波长的光,而滤除其他波长的光,最后进入CCD摄像机成像。
由于坡口各处与工件在垂直方向深度不同,故从垂直工件的方向看去,反射光成一折线,折线反映了光纹中心与焊缝坡口中心的三维位置关系。
计算机对采集图像进行图像预处理，减少图像中的噪声污染，并加强焊缝特征信息信号，通过一定的算法提取焊缝特征点，得到焊缝与电弧偏差。
此偏差作为跟踪控制系统的输入条件，依据控制算法进行处理，最后获得驱动信号控制焊炬运动，实现焊缝跟踪过程实时控制。
图1 系统构成二、焊缝自动跟踪硬件设计1.激光器在本系统中决定采用半导体激光器。
半导体激光器是以半导体为工作介质，具有超小形、高效率、结构简单、价格便宜、工作速度快、波长范围宽等一系列优点。
本视觉系统中采用的激光器是红光一字线激光器，由点激光二极管发光通过一柱透镜变换成直线形的激光条纹。
有文献通过测量MIG焊弧光的光谱范围，提出弧光的范围为150～970nm。
通过比较弧光波长与普通激光二极管波长，认为弧焊传感器中所用激光二极管的中心波长最好为467nm，594nm，610nm，632nm和950nm。
从而可选择适当波长的激光感器以减少弧光对激光的干扰。
参考多篇文献，本系统选用弧光干扰最小中心波长650 nm的条形半导体激光器。
2.摄像头CCD和滤光片本系统采用面阵型CCD工业摄像头，主要考虑其性能稳定，工作可靠的特点，要求CCD 尺寸1/3"，帧率25fps以上。
基于激光视觉传感器的机器人实时焊缝跟踪方法
第５１卷 第４期 激光与红外Ｖｏｌ．５１，Ｎｏ．４ ２０２１年４月 ＬＡＳＥＲ ＆ ＩＮＦＲＡＲＥＤＡｐｒｉｌ，２０２１ 文章编号：１００１ ５０７８（２０２１）０４ ０４２１ ０７·激光应用技术·基于激光视觉传感器的机器人实时焊缝跟踪方法陈新禹，张庆新，朱琳琳，胡 为（沈阳航空航天大学自动化学院，辽宁沈阳１１０１３６）摘 要：为实现变姿态焊接过程的实时焊缝跟踪，提出基于机器人坐标系下绝对焊缝轨迹的实时跟踪算法。
将线式激光传感器安装在机器人的法兰盘上，且位于焊枪运行的前方。
焊接过程中，激光传感器连续采集焊缝位置信息，并结合手眼标定矩阵以及机器人实时姿态，将传感器采集的焊缝坐标转换到机器人基础坐标系下，从而形成空间绝对焊缝轨迹；再根据焊枪的当前位置与焊缝的空间绝对轨迹生成位置偏差。
为了提高计算精度，提出采用三次非均匀有理Ｂ样条进行数据插值和检索；最后，将位置偏差变换到焊枪工具坐标系下进行实时修正。
实验结果表明：该跟踪算法能够实现焊接机器人针对变姿态焊接过程的连续跟踪，跟踪过程平滑光顺，跟踪整体精度优于０ ５ｍｍ。
基本满足焊缝实时跟踪应用的一般要求。
关键词：焊缝跟踪；实时跟踪；样条插值；激光传感器；焊接机器人中图分类号：ＴＰ２４２ ２ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ ５０７８．２０２１．０４．００４ＴｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｒｅａｌｔｉｍｅｓｅａｍｔｒａｃｋｉｎｇｆｏｒｒｏｂｏｔｉｃｗｅｌｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｌａｓｅｒｖｉｓｉｏｎｓｅｎｓｏｒＣＨＥＮＸｉｎ ｙｕ，ＺＨＡＮＧＱｉｎｇ ｘｉｎ，ＺＨＵＬｉｎ ｌｉｎ，ＨＵＷｅｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＳｈｅｎｙａｎｇＡｅｒｏｓｐａｃｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１３６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅａｌｉｚｅｒｅａｌ ｔｉｍｅｓｅａｍｔｒａｃｋｉｎｇｗｈｉｌｅｃｈａｎｇｉｎｇｗｅｌｄｉｎｇｔｏｒｃｈ′ｓｇｅｓｔｕｒｅ，ａｎｏｖｅｌｔｒａｃｋｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙｂａｓｅｄｏｎａｂｓｏｌｕｔｅｓｅａｍｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ Ｔｈｅｌｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｌａｓｅｒｓｅｎｓｏｒｉｓｍｏｕｎｔｅｄｏｎｔｈｅｆｌａｎｇｅｏｆｒｏｂｏｔｉｎｔｈｅｆｒｏｎｔｏｆｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｔｏｒｃｈ Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｌａｓｅｒｓｅｎｓｏｒｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｃｏｌｌｅｃｔｓｔｈｅｓｅａｍｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｓｅｎｓｏｒｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍ Ｕｓｉｎｇｈａｎｄ ｅｙｅｍａｔｒｉｘａｎｄｒｏｂｏｔｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｇｅｓｔｕｒｅｍａｔｒｉｘ，ｔｈｅｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｖａｌｕｅｃａｎｂｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄｆｒｏｍｓｅｎｓｏｒｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍｉｎｔｏｒｏｂｏｔｂａｓｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈｆｏｒｍｅｄｔｈｅａｂｓｏｌｕｔｅｓｅａｍｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ；ｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｄｅｖｉａｔｉｏｎｃａｎｂｅｃｏｍｐｕｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｔｏｒｃｈａｎｄｔｈｅａｂｓｏｌｕｔｅｓｅａｍｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ａｍｅｔｈｏｄｏｆｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｃｕｂｉｃｎｏｎｕｎｉｆｏｒｍｒａｔｉｏｎａｌＢ ｓｐｌｉｎｅｓｉｓａｄｄｒｅｓｓｅｄ；ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｄｅｖｉａｔｉｏｎｉｓｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄｔｏｔｈｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍｏｆｗｅｌｄｉｎｇｔｏｒｃｈｔｏｏｌｆｏｒｒｅａｌ ｔｉｍｅｐｏｓｉｔｉｏｎｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｎｏｖｅｌｓｔｒａｔｅｇｙｃａｎｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｓｍｏｏｔｈｌｙｔｒａｃｋｉｎｇｗｈｉｌｅｃｈａｎｇｉｎｇｔｏｒｃｈ′ｓｇｅｓｔｕｒｅｉｎｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄｉｔｓｔｒａｃｋｉｎｇｅｒｒｏｒｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎ０ ５ｍｍｗｈｉｃｈｓａｔｉｓｆｉｅｓｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃｗｅｌｄｉｎｇＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅａｍｔｒａｃｋｉｎｇ；ｒｅａｌ ｔｉｍｅｔｒａｃｋｉｎｇ；ｓｐｌｉｎｅｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ；ｌａｓｅｒｓｅｎｓｏｒ；ｗｅｌｄｉｎｇｒｏｂｏｔ基金项目：国家自然科学基金项目（Ｎｏ．６１５０３２５６）；辽宁省自然科学基金联合基金项目（Ｎｏ．２０１５０２００６１）资助。
基于激光跟踪的管道焊接机器人跟踪算法研究
心一致 ， 以实 现偏 差调 整Ｅ ｏ。 ］ ｒ ｑ 通过 比较 不难 发 现 ， 工业 环境 中 ， 在 焊缝 线 结 构光 跟踪 法 优于 无 附加光 源 焊缝 二维 图像 跟 踪 法 。虽 然后 者 可 直 接 摄 取熔 池 图像 ， 存 在 不
境下 ， 接示 教很 困难 口 ］ （ ） 直 。 ２ 离线 编 程技 术 。
边 缘 的检 测 和提取 。而无 附加 光源 焊缝 二 维 图 像 跟踪 的基 本 原理 是 ： Ｃ Ｄ摄 像 机直 接拍 摄 用 Ｃ
熔 池 正上 方 的 图像 ， 后 通 过 区域 分 割 、 波 、 然 滤
具有 操 作 简 单 、 复 性 好 的优 点 ， 有 以下 缺 重 但 点： 要求 操作 者 必须 能在 工作 现场 直 接示 教 ； 对
前 置 传 感滞 后 跟 踪 的问题 ， 是 由于不 采 用外 但
加 光 源 而 直接 利 用 焊 接 电 弧光 ， 然存 在 强 烈 必 的弧光 及杂 光 干扰 ， 图像 有很 大 的干扰 ； 采 对 而 用 外加 直线 激 光束 的 焊缝线 结 构光 跟踪 方法抗 干 扰 能力较 好 。笔 者采 用 的 是 基 于 Ｃ Ｄ 的 结 Ｃ 构 光 法—— 采 用 直 线 激 光 束 投 射 到 焊 接 坡 口
面 ， 纹 随 着 焊 缝 表 面 的起 伏 发 生 相 应 的 变 化 ， 条
力管 道 的安 装环 缝组 装 难 以达到 均 匀一致 的高 精 度 ， 就 要求 全 位 置 自动 焊设 备 能 根 据 坡 口 这
尺 寸 和 偏 差 自动 调 整 焊 枪 位 置 ， 而 实 现 焊 缝 从 的 自动 跟 踪 。
焊缝 跟 踪 技 术 的 优 点 ， 焊 缝 自动 跟 踪 过程 以 及 该 过 程 中前 置 传 感 滞 后 跟 踪 、 时 跟 踪 算 法 等 关 键 技 术 对 实
机器人自动焊接工作站技术方案
机器人自动焊接工作站技术方案一、引言机器人自动焊接工作站是一种用于工业生产中的自动化设备，通过机器人实现焊接操作，可以提高生产效率、降低劳动强度和减少人为错误，是现代制造业中不可或缺的一种设备。
本文将详细介绍机器人自动焊接工作站的技术方案，包括硬件设备、软件系统和安全控制等方面。
二、硬件设备1.焊接机器人焊接机器人是机器人自动焊接工作站的核心设备，主要负责焊接操作。
它应该具备高精度、高速度和稳定性等特点，以保证焊接质量。
选择适合的焊接机器人应考虑到焊接工件的大小、形状和材料等因素，并根据实际需求选择机器人的自由度和负载能力等参数。
2.焊接装置焊接装置是指焊接工具和焊接电源等设备。
焊接工具可以根据不同的焊接工艺选择，如焊枪、焊剂和焊丝等。
焊接电源应具备稳定的电压输出，以保证焊接能量的稳定性。
3.传感器传感器用于检测焊接过程中的相关信息，如焊接温度、焊缝位置和焊接速度等。
常用的传感器有红外线传感器、温度传感器和力传感器等，可以实时监测焊接质量，并进行相应的调整。
4.控制系统控制系统是机器人自动焊接工作站的智能核心，可实现对焊接过程的精确控制。
控制系统应具备高速度、高精度和实时响应的特点，以确保焊接操作的准确性和稳定性。
三、软件系统1.焊接路径规划焊接路径规划是通过对焊接工件进行几何和特征分析，确定焊接路径的过程。
软件系统应具备自动识别焊缝和焊接点的能力，并基于已有的焊接参数生成相应的焊接路径，以提高焊接效率和质量。
2.运动控制运动控制是指对焊接机器人的轨迹和速度进行控制。
软件系统应根据焊接路径规划生成的路径，实现焊接机器人的精确运动控制。
为了提高焊接速度和稳定性，可以采用基于模型预测控制（MPC）等先进控制算法。
3.监控监控功能可以实时获取焊接过程中的各项参数，并进行实时监控和反馈。
软件系统应具备报警和故障检测机制，以及数据记录和分析功能，以便对焊接质量和设备状况进行评估和改进。
四、安全控制1.环境安全焊接过程中会产生高温和有害气体等危险物质，因此需要对工作站进行良好的通风和消防措施，以确保操作环境的安全。
焊缝跟踪系统
焊缝跟踪系统简介焊缝跟踪系统是一种自动化设备，用于跟踪焊缝的位置，控制焊接机器人或激光焊接机的运动，保证焊接质量，提高焊接效率。
该系统常用于汽车工业、航空航天工业等领域。
功能焊缝跟踪系统可以自动识别焊缝位置和形状，实现焊接轨迹的自动规划和控制，避免人为因素对焊接质量的影响。
常见的焊缝跟踪系统有激光焊接跟踪系统和焊接机器人跟踪系统。
激光焊接跟踪系统激光焊接跟踪系统是利用两个激光发射器形成的光线在焊缝上形成一条光线。
通过摄像机识别光线，并计算出光线与焊缝的距离和角度，并将这些数据输入到焊接控制系统中，从而控制激光焊接机在焊接过程中自动调整焊缝位置。
焊接机器人跟踪系统焊接机器人跟踪系统是基于视觉传感器实现的。
该系统通过视觉传感器获取焊接工件信息，如焊缝位置、高度和宽度等，从而我们可以预先设置焊接机器人的轨迹和焊接参数，达到自动焊接的目的。
该系统在焊接不规则形状的焊缝时具有很大的灵活性和自适应性。
其他特点除了基本的焊缝跟踪和控制功能外，还有许多其他特点和增强功能。
自适应焊缝跟踪系统可以根据不同的焊接工件形状和位置进行自适应调节，提高焊接质量和效率。
精度高焊缝跟踪系统采用高精度传感器，可以实现焊缝位置的精确测量和控制，提高焊接的稳定性和一致性。
交互性现代的焊缝跟踪系统配备了用户友好的交互界面，可以通过触摸屏等方式轻松地进行设备配置和操作。
应用领域焊缝跟踪系统可以应用于以下领域：•汽车制造业：焊接汽车车身和底盘。
•航空航天工业：焊接飞机结构和部件。
•电子制造业：焊接电子元器件。
•其他：如船舶制造、建筑结构等。
发展趋势随着焊接技术的进步和产业的发展，焊缝跟踪系统也在不断地发展和进化。
目前，焊缝跟踪系统正向更高的自动化、智能化和高精度发展。
未来，该技术将应用于更多的领域，并为生产效率与品质提供新的保障。
机器人行业智能焊接技术方案
行业智能焊接技术方案第1章引言 (3)1.1 背景与意义 (3)1.2 研究目标与内容 (3)第2章智能焊接技术概述 (4)2.1 焊接技术发展历程 (4)2.2 智能焊接技术特点 (4)2.3 国内外研究现状 (5)第3章焊接系统设计 (5)3.1 选型与配置 (5)3.1.1 类型选择 (5)3.1.2 配置 (5)3.2 焊接工艺参数优化 (5)3.2.1 焊接电流 (5)3.2.2 焊接电压 (5)3.2.3 焊接速度 (6)3.2.4 气体保护 (6)3.3 传感器与执行器设计 (6)3.3.1 传感器设计 (6)3.3.2 执行器设计 (6)3.3.3 控制系统设计 (6)第4章智能焊接控制策略 (6)4.1 焊接过程建模 (6)4.1.1 焊接物理过程的数学描述 (6)4.1.2 焊接参数对焊缝质量的影响分析 (7)4.2 控制算法研究 (7)4.2.1 智能控制算法选取 (7)4.2.2 焊接参数自适应控制策略 (7)4.2.3 控制算法的仿真与实验验证 (7)4.3 焊接路径规划 (7)4.3.1 焊接路径规划方法 (7)4.3.2 基于视觉传感的焊接路径实时调整 (7)4.3.3 焊接路径规划的优化算法 (7)第5章焊接质量检测与评估 (7)5.1 焊接缺陷类型及成因 (7)5.1.1 焊缝成形不良 (7)5.1.2 气孔 (8)5.1.3 夹杂 (8)5.1.4 裂纹 (8)5.1.5 未焊透 (8)5.2 检测方法与技术 (8)5.2.1 视觉检测 (8)5.2.3 超声波检测 (8)5.2.4 磁粉检测 (8)5.3 质量评估与优化 (8)5.3.1 焊接缺陷识别与分析 (8)5.3.2 焊接参数优化 (9)5.3.3 检测方法与设备改进 (9)5.3.4 质量控制体系建立 (9)第6章焊接工艺参数自适应控制 (9)6.1 自适应控制理论 (9)6.1.1 自适应控制概述 (9)6.1.2 自适应控制器设计 (9)6.2 焊接参数在线监测 (9)6.2.1 焊接参数监测方法 (9)6.2.2 焊接参数监测系统设计 (9)6.3 工艺参数自适应调整 (10)6.3.1 工艺参数自适应调整策略 (10)6.3.2 实例验证与分析 (10)6.3.3 工艺参数自适应调整在焊接生产中的应用 (10)第7章焊接系统的智能故障诊断 (10)7.1 故障诊断方法概述 (10)7.1.1 故障诊断的基本概念 (10)7.1.2 故障诊断的主要任务 (10)7.2 基于数据的故障诊断 (10)7.2.1 数据采集 (11)7.2.2 数据处理 (11)7.2.3 故障诊断算法 (11)7.3 智能故障诊断技术 (11)7.3.1 人工神经网络 (11)7.3.2 支持向量机 (11)7.3.3 深度学习 (11)第8章焊接系统集成与调试 (11)8.1 系统集成技术 (12)8.1.1 焊接系统设计原则 (12)8.1.2 焊接系统组成 (12)8.1.3 系统集成方案 (12)8.2 焊接工艺参数调试 (12)8.2.1 焊接工艺参数设定 (12)8.2.2 焊接试验与优化 (12)8.2.3 焊接工艺参数库建立 (12)8.3 系统功能测试与优化 (12)8.3.1 焊接质量检测 (12)8.3.2 系统稳定性测试 (12)8.3.3 系统功能优化 (12)第9章智能焊接技术在典型行业的应用案例 (13)9.1 汽车制造行业 (13)9.1.1 应用案例一：某知名汽车品牌白车身焊接生产线 (13)9.1.2 应用案例二：新能源汽车电池壳体焊接 (13)9.2 船舶制造行业 (13)9.2.1 应用案例一：大型船舶分段焊接 (13)9.2.2 应用案例二：船舶舾装件焊接 (13)9.3 轨道交通行业 (13)9.3.1 应用案例一：高速列车车体焊接 (13)9.3.2 应用案例二：城市轨道交通车辆转向架焊接 (14)9.3.3 应用案例三：地铁车辆不锈钢车体焊接 (14)第十章智能焊接技术的发展趋势与展望 (14)10.1 技术发展趋势 (14)10.2 市场前景分析 (14)10.3 挑战与机遇并存 (14)10.4 展望未来研究方向 (15)第1章引言1.1 背景与意义我国制造业的快速发展，行业在生产过程中发挥着越来越重要的作用。
机器人激光模块焊接跟踪原理
机器人激光模块焊接跟踪原理嘿，咱今儿就来唠唠这机器人激光模块焊接跟踪原理哈。
你想想看，那机器人就跟个不知疲倦的小机灵鬼儿似的，整天在那焊啊焊的。
这激光模块焊接跟踪啊，可就好比是它的一双特别厉害的眼睛，能紧紧盯着焊接的地方，一点儿都不打马虎眼。
就说那焊接的现场吧，火花四溅的，噼里啪啦的，就跟放鞭炮似的，那场面，好家伙，热闹得很呐。
那机器人呢，就稳稳当当地站在那儿，也不怕这火花溅到自己身上。
它身上那激光模块啊，就开始发挥作用啦。
这激光模块会发射出一束细细的激光，就跟那手电筒的光似的，不过可比手电筒的光厉害多啦。
这激光打在要焊接的物件上，就会反射回来一些信息，就跟跟人聊天有来有回似的。
机器人通过接收这些反射回来的信息，就能知道焊接的地方到底是个啥情况。
比如说，要是焊接的缝儿歪了点儿，那机器人就会根据这激光反馈回来的信息，赶紧调整自己的焊接头，就跟咱们人调整拿笔的姿势似的，非得把这焊接的活儿干得漂漂亮亮的。
我跟你说啊，这里头还有个跟踪的事儿。
这跟踪啊，就好比是机器人的导航系统。
它能根据激光模块反馈的信息，一直跟着那焊接的缝儿走，不管这缝儿是直的还是弯的，它都能紧紧跟上，就跟那小狗跟着主人似的，不离不弃。
有时候啊，我就看着那机器人在那一丝不苟地焊接，心里头还挺佩服的。
你想啊，要是没有这激光模块焊接跟踪原理，那机器人焊接起来还不得瞎焊啊，那焊出来的东西估计都没法看。
咱再想想啊，这原理要是用到其他地方，说不定也能发挥大作用呢。
比如说，在修汽车的时候，要是有个小机器人能根据这原理，把那些零部件焊接得严严实实的，那汽车不得更结实啊。
反正啊，这机器人激光模块焊接跟踪原理，真是个神奇的玩意儿，给咱的生活和生产都带来了不少便利呢。