在工业制造领域,焊接是金属加工的核心工艺之一,其质量直接影响产品的安全性与可靠性。传统焊接依赖人工经验,存在效率低、精度差、适应性弱等问题。随着智能制造的发展,焊缝跟踪与识别技术成为解决这些痛点的关键,其通过高精度传感与智能算法,实现了焊接过程的自动化与智能化。
一、焊缝跟踪与识别技术的核心原理
该技术通过多学科融合,实时捕捉焊缝特征并调整焊接路径,主要包含以下环节:
1. 视觉传感与数据采集
采用激光视觉传感器(如结构光扫描、点激光三角测量)或工业相机,实时获取焊缝的高分辨率图像或三维点云数据。通过主动光源(如蓝光、条纹光)增强对比度,消除环境光干扰。
2. 图像处理与特征提取
对采集的数据进行滤波降噪、边缘检测、轮廓拟合等处理,结合深度学习算法识别焊缝类型(V形、角焊缝等),并提取关键参数。
3. 实时跟踪与动态纠偏
将处理后的数据与预设工艺参数匹配,通过PID控制或自适应算法驱动焊枪调整姿态,确保焊点始终对准焊缝中心,偏差精度可达±0.01mm。
二、技术优势与应用场景
相比传统焊接,焊缝跟踪与识别技术具备显著优势:
- 高精度:可适应复杂工件(如曲面、不规则结构)的连续焊接。
- 高效率:减少人工干预,焊接速度提升30%以上。
- 强鲁棒性:在强弧光、烟尘等恶劣环境下稳定运行。
典型应用领域:
1. 汽车制造:车身焊接中实现多机器人协同作业,确保一致性。
2. 航空航天:钛合金薄壁件焊接,避免热变形导致的误差。
3. 能源设备:管道环缝焊接的自动化检测与修复。
三、技术挑战与未来趋势
尽管该技术已取得突破,但仍面临挑战:
- 复杂工况适应性:如多层多道焊的路径规划、高反光金属表面的识别精度。
- 算法泛化能力:需针对不同材料、工艺开发专用模型。
四、镭烁光电的创新实践
作为行业技术引领者,镭烁光电研发的LS-VT3000系列焊缝跟踪系统已成功应用于多个标杆项目:
- 采用自适应光学滤波技术,在0.01秒内完成动态纠偏;
- 支持离线编程与在线学习,兼容20余种焊接工艺;
- 通过云平台实现远程监控与工艺库共享,助力企业数字化升级。
焊缝跟踪与识别技术是智能制造落地的“最后一厘米”,其发展将推动焊接从“经验驱动”转向“数据驱动”。随着工业4.0的深化,这一技术必将在高端装备、新能源等领域释放更大价值,为制造业提质增效提供核心支撑。