激光跟踪焊接中的焊缝识别原理主要基于光学传感、图像处理和实时反馈控制技术,其核心是通过高精度的激光传感器和视觉系统实时检测焊缝的位置、形状和几何特征,从而引导焊接设备进行精确路径跟踪。
1. 激光传感技术原理
(1)激光测量法
原理:通过向焊缝表面投射激光线,激光在焊缝处形成变形光带,反射光被高分辨率相机捕获。
焊缝特征提取:
激光线在焊缝处的变形会被相机记录为图像中的几何畸变。
通过分析光带的位置、宽度或曲率变化,可确定焊缝的中心线、坡口深度、间隙等参数。
(2)结构光三维扫描
技术实现:使用结构化光投射到焊缝区域,通过多角度相机视觉系统捕捉变形后的光图案。
三维重建:通过解算光图案的相位变化或编码信息,生成焊缝的三维点云数据,进而精确重建焊缝的三维形貌。
2. 视觉系统与图像处理系统
(1)图像采集
高速相机:配备高帧率工业相机,实时捕捉激光在焊缝表面的反射图像。
滤光技术:使用窄带滤光片抑制焊接过程中的弧光干扰,提升信噪比。
(2)图像处理算法
边缘检测:利用算法提取焊缝边缘轮廓。
特征匹配:通过机器学习模型识别焊缝类型(如V型、U型坡口)。
3. 实时跟踪与反馈控制
闭环控制系统:
传感器实时获取焊缝位置数据;
与预设路径对比,计算偏差(横向/纵向偏移、角度偏差);
通过PID控制或自适应算法调整焊枪位置、姿态或焊接参数(如速度、功率)。
动态补偿:针对工件热变形、振动等干扰因素,系统动态修正轨迹。
4. 应用场景与优势
适用场景:
汽车制造(车身焊接)、航空航天(钛合金结构件)、管道焊接等。
高反光材料(铝合金、不锈钢)或复杂几何形状工件的焊接。
优势:
非接触式测量,避免机械磨损;
实时性强(响应时间<10ms);
精度高(可达±0.01mm)。
镭烁光电的激光跟踪焊接的焊缝识别本质是通过光学手段将焊缝的几何特征转化为数字信号,结合实时算法实现高精度定位与动态调整。其技术核心在于高精度传感、抗干扰图像处理和快速闭环控制,是现代智能制造中实现自动化、柔性化焊接的关键技术之一。