焊接机器人焊缝跟踪技术的发展状况及趋势
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于弧焊机器人焊缝跟踪过程中，通过 神经网络在笛卡尔空间轨迹的补偿作 用，确定出了一种基于笛卡尔空间轨 迹调整的机器人焊缝跟踪神经网络控 制器，该控制器具有良好的控制特性 及较强的鲁棒性，显著提高了焊缝跟 踪精度。
浙江大学针对ＢＰ算法速度慢和易 陷入平坦区间问题而提出了一种改进 算法，该新方法简单，易于实现，能 显著提高神经网络的收敛速度，并且 易于和其他改进方法结合使用。在改 进算法的基础上进行的神经网络控制 仿真表明，Ｎ２２模型用差值样本训练的 方法有较好的仿真效果，能适用于焊 接过程的控制。 ２．３ 焊接专家系统方法在焊缝跟踪中 的发展应用状况
专家系统是一类智能计算机程序， 它能够根据拥有的知识和推理步骤， 解决那些需要人类专家才能解决的困 难问题。
焊缝自动跟踪过程中实时控制专 家系统，这是焊接专家系统发展的一 个重要方向，但目前已开发的系统不 是很多。国外已开发的此类专家系统 有美国Ａｄａｐｔｉｖｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ开发的Ｃａｍ－ ｔｅｃｈ１０００和Ａｄａｐｔｉｔｅｃｈ１０００，它们具有真 正的实时性，可完成零件定位、焊接 操作、质量检查等功能。 ２．４ 复合控制方法在焊缝跟踪中的发 展状况
专 题 综 述 Ｔｏｐｉｃ Ｓｕｍｍａｒｙ 焊接行业热点话题、重点方向的专题阐述与分析
焊接机器人焊缝跟踪技术的 发展状况及趋势
Conditions and trend about the development of the tracking technology of welds of welding robots
早在１９８５年，保加利亚的Ｄ．Ｌａｋｏｖ
提出用模糊模型描述弧焊பைடு நூலகம்程的不确 定性，借助于配置的非接触式激光传 感器，它能按示教内容对焊缝进行跟 踪，实验结果表明，采用模糊集概念 可以进行在线评估、预测和控制。
日本的Ｓ．Ｍｕｒａｋａｍｉ等人研制了基 于模糊控制的焊缝跟踪系统，该控制 系统根据焊枪的振幅位置同焊丝与工 件的距离关系判别焊点的水平和垂直 位移，根据语言规则设计了模糊滤波 器和模糊控制器，控制效果很好。
感光器件，代表着目前传感器发展的 最新阶段，因而应用日益广泛。在焊 接机器人各种视觉传感器中，ＣＣＤ传感 器因其性能可靠、体积小、价格低、 图像清晰直观而受到了普遍重视。根 据焊接机器人视觉焊接系统的工作方 式不同，可将用于焊接机器人视觉焊 缝跟踪系统的视觉传感器分为３种：结 构光式、激光扫描式和直接拍摄电弧 式。其中，结构光式和激光扫描式属 于主动视觉方法，直接拍摄电弧式则 属于被动视觉方法。
光电传感器精度高、再现性好， 可以实现对坡口形状、宽度和截面的 检测和焊缝跟踪，为焊接参数的自适 应控制提供依据。光电传感器又可以 分为基于分立光电元件的单点式光电 传感器和能够获得坡口图像信息的视 觉传感器。
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线阵， 如线阵ＣＣＤ（电荷耦合器件）；应用 最多的是结构最复杂的二维感光单元 面阵，如线阵ＣＣＤ是二维图像的常规
声学传感器尤其是超声波传感器 结构简单、精度高、价格便宜。超声 波传感器由超声波发生及接收装置组 成。超声波传感器的测量精度主要取
现代焊接 ２０１０年第４期 总第８８期 Ｊ－ １
专 题 综 述 Ｔｏｐｉｃ Ｓｕｍｍａｒｙ
决于超声波的频率，频率越高，误差 越小，一般超声波的频率在１．２５￣２．５ ＭＨｚ。超声波传感器不怕焊接中的电 磁、光、烟尘干扰，但容易受到噪声 干扰，对噪声比较敏感，如在ＣＯ２气体 保护焊等焊接方法的应用中有一定的 限制。
电弧传感器的工作原理是在焊接 过程中，当焊枪与工件之间的相对位 置发生变化时，会引起电弧电压和电 流的变化，这些变化都可以作为特征 信号被提取出来实现焊枪高低和左右 两个方向的跟踪控制。
电弧传感器以电弧本身为传感器， 结构简单，方便灵活，不受弧光、磁 场、飞溅、烟尘等干扰，具有响应快、 精度高、抗干扰强等特点。但焊枪的 摆动或旋转机构比较复杂，电弧各参 数间耦合性很强，实际得到的波形未 达到预期的效果，故需要对所得的数 据进行滤波，并根据大量的经验来确 定控制量。对于无对称侧壁或根本无 侧壁的接头形式，现有的传感器则不 能识别。
前言
焊缝跟踪作为一门综合性应用技 术，具有多学科交叉融合的特点，包 括电子技术、计算机、焊接、结构、 材料、流体、光学、电磁等学科，国 内外众多研究工作者投入到这一领域 进行研究，从示教型焊接机器人到程 序控制焊接系统，再到移动式自动焊 缝跟踪技术，焊接自动化的每一次进 步都显著提高了生产效率。焊接技术 的自动化、柔性化与智能化是未来焊 接技术发展的必然趋势。
２ 智能控制方法在焊缝跟踪中 的发展应用状况
现代智能控制就是主要利用人的 操作经验、知识和推理规则，同时利 用控制系统所提供的某些信息得出相 应的控制动作，以达到预期控制目的 的一种控制方法。在焊缝跟踪系统中， 发展应用状况如下： ２．１ 模糊控制方法在焊缝跟踪中的发 展应用状况
模糊控制是吸收了人的思维具有 模糊性的特点，使用模糊数学中的隶 属函数、模糊关系、模糊推理和决策 等工具得出控制动作。模糊控制最突 出的优点是无需建立控制系统的数学 模型，其控制决策表和控制规则是根 据经验预先总结出来的。根据控制规 则，误差及误差变换率的模糊子集产 生控制决策表，通过决策表的直接查 询，可得到每一时刻应施于控制系统 的控制动作，从而达到实时控制的目 的。在模糊控制中，需要建立模糊控 制规则表，一般通过总结实际控制经 验并经过模糊推理得到。
弧焊用传感器一般可分为直接电 弧式、接触式和非接触式三大类。按 工作原理可分为机械、机电、电磁、 电容、射流、超声、红外、光电、激 光、视觉、电弧、光谱及光纤式等。
以下是几种常见的焊缝跟踪传感器： 接触式传感器是最早使用的传感
器，其特点为不受电弧干扰、工作可 靠、成本低，曾在生产中得到广泛应 用，但由于跟踪精度不高、磨损大、 易变形，不适用于高速焊接，目前正 在被其他传感方法取代。
国内北京联合大学的曹丽婷设计 的系统中应用新一代激光焊缝传感器 测量焊缝的位置，并采用Ｆｕｚｚｙ－Ｐ双模 分段控制进行焊缝的纠偏，获得较好 的实验效果。 ２．２ 人工神经网络控制方法在焊缝跟 踪中的发展应用状况
人工神经网络控制是在研究人脑 结构和功能的基础上，通过简化、抽 象和模拟，建立神经网络模型，再通 过相应的计算机系统，实现反映人脑 结构和功能来处理问题的过程控制。 目前，应用最广、基本思想最直观的 是误差传播神经网络及ＢＰ网络，ＢＰ网 络的特点是进行误差逆传播，即根据 网络的希望输出与网络实际输出之差 的误差信号，由输出层经中间层向输 入层逐层修正连接权及各单元的输出 阈值，ＢＰ算法再求误差函数的极小值， 通过样本的反复训练并朝减少偏差的 方向修改权值，直到达到满意的精度 为止。
４ 结论及展望
在传感器方面，随着计算机技术 和图像处理技术的迅速发展，以视觉 传感器为主的光学传感器，特别是ＣＣＤ 传感器因其丰富的信息量、可靠的性 能、清晰直观的图像和良好的使用效 果将会得到更加深入的研究和广泛的 运用。其次，为了克服单一传感信号 难以保证输入信息的准确性和可靠性， 为了更好地满足智能机器人系统获取 环境信息和系统决策能力的要求，多 传感器智能信息融合技术必会引起更 加普遍的重视［２］。
在很多情况下，单独采用一种控 制方法都有不足之处，往往达不到理 想的效果。如果采用上述两种或者三 种方法复合的控制方法，则可以互补
不足，得到很好的控制效果。在实际 的应用中，已有很多的例子证明了这 种复合控制方法的优越性，例如：模 糊－ＰＩＤ复合控制方法、专家系统－ＰＩＤ 复合方法等诸多复合控制方法。
南昌航空大学 航空制造工程学院 廖家平 南昌工程学院 机械与动力工程系 张晨曙 尹 懿
［摘要］ 焊缝自动跟踪技术在焊接工业中具有非常重要的地位。本文概述了焊缝自动跟踪系统的发展历程，介绍 了焊缝跟踪系统的硬件组成和各种智能控制方法在其中的应用，并对相关技术的发展趋势进行了展望。
［关键词］ 焊缝跟踪；传感器；智能控制
２００６年，巴西大学的Ａｌｆａｒｏ ＳａｄｅｋＣ ·Ａ将人工神经网络和模糊控制结合 起来，神经网络用来提高计算机的视 觉效果，模糊控制规则用来保证传感 器的连续光感。在其系统中，采用了 １２个处理器、多个传感器，采取了并 行结构，实验结果证明该种方法比总 线控制的效果好［１］。
３ 焊缝跟踪伺服系统和执行机 构
日本的Ｙ．Ｓｕｇａ等人将神经网络运 用到焊缝跟踪中，在该系统中采用了 视觉传感器并用神经网络进行图像处 理以获得焊缝的形状数据，实验结果 表明此系统具有较强的鲁棒性，能有
Ｊ－ ２ 现代焊接 ２０１０年第４期 总第８８期
Ｔｏｐｉｃ Ｓｕｍｍａｒｙ 专 题 综 述
效地进行焊缝跟踪。 华南理工大学将神经网络技术用
在控制方面，随着智能控制研究 的不断深入，神经网络、专家系统、 模糊控制将会更加紧密结合，如神经 网络与模糊控制的结合，专家系统和 神经网络的结合，以及模糊专家控制 系统的应用等，三者的结合使得控制 系统具有更强的自适应、自学习、自 组织和更好的控制品质。
参考文献
［１］ 康 丽，汤楠，穆向阳．焊缝跟踪系统及焊接过程智能 控制技术的研究［Ｊ］． 山西科技， ２００８（０３）：１５３￣１５５． ［２］谭一炯，周方明，王江超 等．焊接机器人技术现状与 发展趋势［Ｊ］．电焊机，２００６（３）：６￣１０． ［３］ Ｙ．ｓｕｇａ，Ｍ．ｎａｒｕｓｅ，Ｔ．Ｔｏｋｉｗａ． Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔ－ ｗｏｒｋ ｔｏ ｖｉｓｕａｌ ｓｅｎｓｉｎｇ ｏｆ ｗｅｌｄ ｌｉｎｅ ａｎｄ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｉｎ ｒｏｂｏｔ ｗｅｌｄｉｎｇ［Ｊ］．Ｗｅｌｄｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ．１９９４（３４）：２７５￣２８２． ［４］ 熊 震宇，张华，潘际銮．电弧传感器的发展状况及应 用前景［Ｊ］．焊接技术，２００１，３０（５）：２￣５． ［５］唐新华．焊接机器人的现状及发展趋势㈠［Ｊ］．电焊 机， ２００６（３）：１￣５． ［６］吴林，张广军，高洪明．焊接机器人技术［Ｊ］．中国表面 工程， ２００６（５）：２９￣３５． ［７］ Ｐ Ｌｉ，ＭＳｃ，ｅｔａｌ．Ａ ｎｅｕｒａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｆｏｒ ＴＩＧ ｗｅｌｄｉｎｇ ｐａ－ ｒａｍｅｔｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｗｅｌｄｉｎｇ． ５ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ．Ｐａｒｉｓ， Ｆｒａｎｃｅ，１９９４：１７３￣１７６． ［８］ 贾 剑平，张华，徐建宁．电弧传感器的研究现状与展 望［Ｊ］．焊接， ２００５（１１）：１４￣１８． ［９］潘际銮．展望２１世纪焊接科研［Ｄ］． 中国机械工程， ２０００，Ｖｏｌ．１１（ｌ）：２１￣３５．
焊缝自动跟踪主要由传感器、控 制器、执行机构三大部分组成，并构 成一个闭环反馈系统（见附图）。
１ 焊缝跟踪传感器的发展状况
作者简介：廖家平（１９８５－），男，南昌航空大学在读研究 生，研究专业方向：焊接自动化及焊接设备。
传感器是焊缝自动跟踪系统的关 键部分。其作用是精确检测出焊缝的 位置和形状信息并转化为电信号。控 制系统才能对信号进行处理，并根据 检测结果控制自动调节机构调整焊枪 位置，从而实现焊缝自动跟踪。
焊缝跟踪系统中最常采用的伺服 电动机主要有步进电动机、直流伺服 电动机、无刷直流伺服电动机和交流 伺服电动机等。在近年开发的焊缝跟 踪系统中步进电动机己逐步被淘汰， 逐步采用直流伺服电动机和无刷直流 伺服电动机。
对于焊缝跟踪执行机构的机械装 置，最重要的是行走机构，它的灵活 性和稳定性对跟踪精度起着很重要的 作用。车轮式移动装置机构简单，动 作稳定、灵活， 最适合于平地行走， 很多焊缝跟踪执行机构都应用轮式结 构。车轮轮式结构分为三轮式、四轮 式和六轮式机构。三轮式机构的特点 是其旋转中心与车体的中心不一致， 而六轮式机构控制和操纵起来比较复 杂。因此，在焊接和其他行业中大多 采用四轮移动机构的典型结构。随着 焊接机器人技术的不断发展，机械手 机构被广泛应用于焊缝自动跟踪机构。
浙江大学针对ＢＰ算法速度慢和易 陷入平坦区间问题而提出了一种改进 算法，该新方法简单，易于实现，能 显著提高神经网络的收敛速度，并且 易于和其他改进方法结合使用。在改 进算法的基础上进行的神经网络控制 仿真表明，Ｎ２２模型用差值样本训练的 方法有较好的仿真效果，能适用于焊 接过程的控制。 ２．３ 焊接专家系统方法在焊缝跟踪中 的发展应用状况
专家系统是一类智能计算机程序， 它能够根据拥有的知识和推理步骤， 解决那些需要人类专家才能解决的困 难问题。
焊缝自动跟踪过程中实时控制专 家系统，这是焊接专家系统发展的一 个重要方向，但目前已开发的系统不 是很多。国外已开发的此类专家系统 有美国Ａｄａｐｔｉｖｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ开发的Ｃａｍ－ ｔｅｃｈ１０００和Ａｄａｐｔｉｔｅｃｈ１０００，它们具有真 正的实时性，可完成零件定位、焊接 操作、质量检查等功能。 ２．４ 复合控制方法在焊缝跟踪中的发 展状况
专 题 综 述 Ｔｏｐｉｃ Ｓｕｍｍａｒｙ 焊接行业热点话题、重点方向的专题阐述与分析
焊接机器人焊缝跟踪技术的 发展状况及趋势
Conditions and trend about the development of the tracking technology of welds of welding robots
早在１９８５年，保加利亚的Ｄ．Ｌａｋｏｖ
提出用模糊模型描述弧焊பைடு நூலகம்程的不确 定性，借助于配置的非接触式激光传 感器，它能按示教内容对焊缝进行跟 踪，实验结果表明，采用模糊集概念 可以进行在线评估、预测和控制。
日本的Ｓ．Ｍｕｒａｋａｍｉ等人研制了基 于模糊控制的焊缝跟踪系统，该控制 系统根据焊枪的振幅位置同焊丝与工 件的距离关系判别焊点的水平和垂直 位移，根据语言规则设计了模糊滤波 器和模糊控制器，控制效果很好。
感光器件，代表着目前传感器发展的 最新阶段，因而应用日益广泛。在焊 接机器人各种视觉传感器中，ＣＣＤ传感 器因其性能可靠、体积小、价格低、 图像清晰直观而受到了普遍重视。根 据焊接机器人视觉焊接系统的工作方 式不同，可将用于焊接机器人视觉焊 缝跟踪系统的视觉传感器分为３种：结 构光式、激光扫描式和直接拍摄电弧 式。其中，结构光式和激光扫描式属 于主动视觉方法，直接拍摄电弧式则 属于被动视觉方法。
光电传感器精度高、再现性好， 可以实现对坡口形状、宽度和截面的 检测和焊缝跟踪，为焊接参数的自适 应控制提供依据。光电传感器又可以 分为基于分立光电元件的单点式光电 传感器和能够获得坡口图像信息的视 觉传感器。
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线阵， 如线阵ＣＣＤ（电荷耦合器件）；应用 最多的是结构最复杂的二维感光单元 面阵，如线阵ＣＣＤ是二维图像的常规
声学传感器尤其是超声波传感器 结构简单、精度高、价格便宜。超声 波传感器由超声波发生及接收装置组 成。超声波传感器的测量精度主要取
现代焊接 ２０１０年第４期 总第８８期 Ｊ－ １
专 题 综 述 Ｔｏｐｉｃ Ｓｕｍｍａｒｙ
决于超声波的频率，频率越高，误差 越小，一般超声波的频率在１．２５￣２．５ ＭＨｚ。超声波传感器不怕焊接中的电 磁、光、烟尘干扰，但容易受到噪声 干扰，对噪声比较敏感，如在ＣＯ２气体 保护焊等焊接方法的应用中有一定的 限制。
电弧传感器的工作原理是在焊接 过程中，当焊枪与工件之间的相对位 置发生变化时，会引起电弧电压和电 流的变化，这些变化都可以作为特征 信号被提取出来实现焊枪高低和左右 两个方向的跟踪控制。
电弧传感器以电弧本身为传感器， 结构简单，方便灵活，不受弧光、磁 场、飞溅、烟尘等干扰，具有响应快、 精度高、抗干扰强等特点。但焊枪的 摆动或旋转机构比较复杂，电弧各参 数间耦合性很强，实际得到的波形未 达到预期的效果，故需要对所得的数 据进行滤波，并根据大量的经验来确 定控制量。对于无对称侧壁或根本无 侧壁的接头形式，现有的传感器则不 能识别。
前言
焊缝跟踪作为一门综合性应用技 术，具有多学科交叉融合的特点，包 括电子技术、计算机、焊接、结构、 材料、流体、光学、电磁等学科，国 内外众多研究工作者投入到这一领域 进行研究，从示教型焊接机器人到程 序控制焊接系统，再到移动式自动焊 缝跟踪技术，焊接自动化的每一次进 步都显著提高了生产效率。焊接技术 的自动化、柔性化与智能化是未来焊 接技术发展的必然趋势。
２ 智能控制方法在焊缝跟踪中 的发展应用状况
现代智能控制就是主要利用人的 操作经验、知识和推理规则，同时利 用控制系统所提供的某些信息得出相 应的控制动作，以达到预期控制目的 的一种控制方法。在焊缝跟踪系统中， 发展应用状况如下： ２．１ 模糊控制方法在焊缝跟踪中的发 展应用状况
模糊控制是吸收了人的思维具有 模糊性的特点，使用模糊数学中的隶 属函数、模糊关系、模糊推理和决策 等工具得出控制动作。模糊控制最突 出的优点是无需建立控制系统的数学 模型，其控制决策表和控制规则是根 据经验预先总结出来的。根据控制规 则，误差及误差变换率的模糊子集产 生控制决策表，通过决策表的直接查 询，可得到每一时刻应施于控制系统 的控制动作，从而达到实时控制的目 的。在模糊控制中，需要建立模糊控 制规则表，一般通过总结实际控制经 验并经过模糊推理得到。
弧焊用传感器一般可分为直接电 弧式、接触式和非接触式三大类。按 工作原理可分为机械、机电、电磁、 电容、射流、超声、红外、光电、激 光、视觉、电弧、光谱及光纤式等。
以下是几种常见的焊缝跟踪传感器： 接触式传感器是最早使用的传感
器，其特点为不受电弧干扰、工作可 靠、成本低，曾在生产中得到广泛应 用，但由于跟踪精度不高、磨损大、 易变形，不适用于高速焊接，目前正 在被其他传感方法取代。
国内北京联合大学的曹丽婷设计 的系统中应用新一代激光焊缝传感器 测量焊缝的位置，并采用Ｆｕｚｚｙ－Ｐ双模 分段控制进行焊缝的纠偏，获得较好 的实验效果。 ２．２ 人工神经网络控制方法在焊缝跟 踪中的发展应用状况
人工神经网络控制是在研究人脑 结构和功能的基础上，通过简化、抽 象和模拟，建立神经网络模型，再通 过相应的计算机系统，实现反映人脑 结构和功能来处理问题的过程控制。 目前，应用最广、基本思想最直观的 是误差传播神经网络及ＢＰ网络，ＢＰ网 络的特点是进行误差逆传播，即根据 网络的希望输出与网络实际输出之差 的误差信号，由输出层经中间层向输 入层逐层修正连接权及各单元的输出 阈值，ＢＰ算法再求误差函数的极小值， 通过样本的反复训练并朝减少偏差的 方向修改权值，直到达到满意的精度 为止。
４ 结论及展望
在传感器方面，随着计算机技术 和图像处理技术的迅速发展，以视觉 传感器为主的光学传感器，特别是ＣＣＤ 传感器因其丰富的信息量、可靠的性 能、清晰直观的图像和良好的使用效 果将会得到更加深入的研究和广泛的 运用。其次，为了克服单一传感信号 难以保证输入信息的准确性和可靠性， 为了更好地满足智能机器人系统获取 环境信息和系统决策能力的要求，多 传感器智能信息融合技术必会引起更 加普遍的重视［２］。
在很多情况下，单独采用一种控 制方法都有不足之处，往往达不到理 想的效果。如果采用上述两种或者三 种方法复合的控制方法，则可以互补
不足，得到很好的控制效果。在实际 的应用中，已有很多的例子证明了这 种复合控制方法的优越性，例如：模 糊－ＰＩＤ复合控制方法、专家系统－ＰＩＤ 复合方法等诸多复合控制方法。
南昌航空大学 航空制造工程学院 廖家平 南昌工程学院 机械与动力工程系 张晨曙 尹 懿
［摘要］ 焊缝自动跟踪技术在焊接工业中具有非常重要的地位。本文概述了焊缝自动跟踪系统的发展历程，介绍 了焊缝跟踪系统的硬件组成和各种智能控制方法在其中的应用，并对相关技术的发展趋势进行了展望。
［关键词］ 焊缝跟踪；传感器；智能控制
２００６年，巴西大学的Ａｌｆａｒｏ ＳａｄｅｋＣ ·Ａ将人工神经网络和模糊控制结合 起来，神经网络用来提高计算机的视 觉效果，模糊控制规则用来保证传感 器的连续光感。在其系统中，采用了 １２个处理器、多个传感器，采取了并 行结构，实验结果证明该种方法比总 线控制的效果好［１］。
３ 焊缝跟踪伺服系统和执行机 构
日本的Ｙ．Ｓｕｇａ等人将神经网络运 用到焊缝跟踪中，在该系统中采用了 视觉传感器并用神经网络进行图像处 理以获得焊缝的形状数据，实验结果 表明此系统具有较强的鲁棒性，能有
Ｊ－ ２ 现代焊接 ２０１０年第４期 总第８８期
Ｔｏｐｉｃ Ｓｕｍｍａｒｙ 专 题 综 述
效地进行焊缝跟踪。 华南理工大学将神经网络技术用
在控制方面，随着智能控制研究 的不断深入，神经网络、专家系统、 模糊控制将会更加紧密结合，如神经 网络与模糊控制的结合，专家系统和 神经网络的结合，以及模糊专家控制 系统的应用等，三者的结合使得控制 系统具有更强的自适应、自学习、自 组织和更好的控制品质。
参考文献
［１］ 康 丽，汤楠，穆向阳．焊缝跟踪系统及焊接过程智能 控制技术的研究［Ｊ］． 山西科技， ２００８（０３）：１５３￣１５５． ［２］谭一炯，周方明，王江超 等．焊接机器人技术现状与 发展趋势［Ｊ］．电焊机，２００６（３）：６￣１０． ［３］ Ｙ．ｓｕｇａ，Ｍ．ｎａｒｕｓｅ，Ｔ．Ｔｏｋｉｗａ． Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔ－ ｗｏｒｋ ｔｏ ｖｉｓｕａｌ ｓｅｎｓｉｎｇ ｏｆ ｗｅｌｄ ｌｉｎｅ ａｎｄ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｉｎ ｒｏｂｏｔ ｗｅｌｄｉｎｇ［Ｊ］．Ｗｅｌｄｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ．１９９４（３４）：２７５￣２８２． ［４］ 熊 震宇，张华，潘际銮．电弧传感器的发展状况及应 用前景［Ｊ］．焊接技术，２００１，３０（５）：２￣５． ［５］唐新华．焊接机器人的现状及发展趋势㈠［Ｊ］．电焊 机， ２００６（３）：１￣５． ［６］吴林，张广军，高洪明．焊接机器人技术［Ｊ］．中国表面 工程， ２００６（５）：２９￣３５． ［７］ Ｐ Ｌｉ，ＭＳｃ，ｅｔａｌ．Ａ ｎｅｕｒａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｆｏｒ ＴＩＧ ｗｅｌｄｉｎｇ ｐａ－ ｒａｍｅｔｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｗｅｌｄｉｎｇ． ５ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ．Ｐａｒｉｓ， Ｆｒａｎｃｅ，１９９４：１７３￣１７６． ［８］ 贾 剑平，张华，徐建宁．电弧传感器的研究现状与展 望［Ｊ］．焊接， ２００５（１１）：１４￣１８． ［９］潘际銮．展望２１世纪焊接科研［Ｄ］． 中国机械工程， ２０００，Ｖｏｌ．１１（ｌ）：２１￣３５．
焊缝自动跟踪主要由传感器、控 制器、执行机构三大部分组成，并构 成一个闭环反馈系统（见附图）。
１ 焊缝跟踪传感器的发展状况
作者简介：廖家平（１９８５－），男，南昌航空大学在读研究 生，研究专业方向：焊接自动化及焊接设备。
传感器是焊缝自动跟踪系统的关 键部分。其作用是精确检测出焊缝的 位置和形状信息并转化为电信号。控 制系统才能对信号进行处理，并根据 检测结果控制自动调节机构调整焊枪 位置，从而实现焊缝自动跟踪。
焊缝跟踪系统中最常采用的伺服 电动机主要有步进电动机、直流伺服 电动机、无刷直流伺服电动机和交流 伺服电动机等。在近年开发的焊缝跟 踪系统中步进电动机己逐步被淘汰， 逐步采用直流伺服电动机和无刷直流 伺服电动机。
对于焊缝跟踪执行机构的机械装 置，最重要的是行走机构，它的灵活 性和稳定性对跟踪精度起着很重要的 作用。车轮式移动装置机构简单，动 作稳定、灵活， 最适合于平地行走， 很多焊缝跟踪执行机构都应用轮式结 构。车轮轮式结构分为三轮式、四轮 式和六轮式机构。三轮式机构的特点 是其旋转中心与车体的中心不一致， 而六轮式机构控制和操纵起来比较复 杂。因此，在焊接和其他行业中大多 采用四轮移动机构的典型结构。随着 焊接机器人技术的不断发展，机械手 机构被广泛应用于焊缝自动跟踪机构。