在自動(dòng)化焊接的廣闊領(lǐng)域中，焊縫跟蹤技術(shù)宛如精準(zhǔn)焊接的 "眼睛"，是實(shí)現(xiàn)高精度焊接的關(guān)鍵所在。以往的傳統(tǒng)焊接方式，大多依靠人工的豐富經(jīng)驗(yàn)或者預(yù)先設(shè)定好的程序來進(jìn)行操作。然而，在實(shí)際生產(chǎn)中，工件可能會(huì)出現(xiàn)形變，裝配也可能存在誤差等動(dòng)態(tài)變化情況，傳統(tǒng)方式很難適應(yīng)這些變化，這就導(dǎo)致焊接質(zhì)量不穩(wěn)定，成為工業(yè)焊接發(fā)展的一大瓶頸。而鐳爍光電科技有限公司憑借激光傳感技術(shù)與智能算法的巧妙結(jié)合，成功研發(fā)出高效且可靠的焊縫激光跟蹤系統(tǒng)，為工業(yè)焊接領(lǐng)域帶來了創(chuàng)新性的解決方案。
一、激光焊縫跟蹤技術(shù)的核心原理
激光焊縫跟蹤技術(shù)宛如一個(gè)精密的 "動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)"，通過 "主動(dòng)光學(xué)探測(cè) + 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理" 的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)焊縫的精準(zhǔn)定位以及焊接路徑的實(shí)時(shí)修正。其核心流程主要包含以下三個(gè)重要部分：
（一）線激光掃描與三維成像構(gòu)建焊縫 "數(shù)字模型"
系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，高精度的線激光發(fā)射器會(huì)向焊縫區(qū)域投射出激光條紋，這些激光條紋就像給焊縫區(qū)域編織了一張 "光的網(wǎng)絡(luò)"。當(dāng)激光束照射到工件表面時(shí)，由于焊縫存在坡口、間隙等幾何形變，這張 "光的網(wǎng)絡(luò)" 會(huì)發(fā)生畸變。此時(shí)，內(nèi)置的工業(yè)相機(jī)會(huì)同步行動(dòng)，迅速采集這些畸變后的激光條紋圖像。就如同測(cè)繪人員利用三角測(cè)量法繪制地圖一樣，系統(tǒng)結(jié)合線激光三角測(cè)量法，對(duì)采集到的圖像進(jìn)行處理，從而計(jì)算出焊縫區(qū)域的三維輪廓數(shù)據(jù)，為后續(xù)的分析提供精確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
（二）特征提取與焊縫定位精準(zhǔn)鎖定焊接 "靶心"
基于先進(jìn)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理算法，系統(tǒng)如同一位精細(xì)的 "數(shù)據(jù)分析師"，從三維輪廓數(shù)據(jù)中精準(zhǔn)提取焊縫的關(guān)鍵特征參數(shù)，這些參數(shù)包括中心位置、寬度、深度以及傾斜角度等。以常見的 V 型坡口焊縫為例，算法會(huì)像 "偵探" 一樣敏銳地識(shí)別出坡口兩側(cè)的邊緣，然后通過幾何擬合的方法，準(zhǔn)確確定焊縫的中心線；而對(duì)于搭接焊縫，系統(tǒng)則會(huì)依據(jù)高度差來判斷接頭位置，確保能夠精準(zhǔn)鎖定焊接的 "靶心"。
（三）動(dòng)態(tài)跟蹤與閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)焊接 "實(shí)時(shí)校準(zhǔn)"
系統(tǒng)將獲取到的焊縫位置信息實(shí)時(shí)傳輸給焊接機(jī)器人控制系統(tǒng)，這就好比給機(jī)器人裝上了 "實(shí)時(shí)導(dǎo)航系統(tǒng)"。控制系統(tǒng)會(huì)通過 PID 控制算法或者更先進(jìn)的自適應(yīng)算法，對(duì)焊槍的位姿進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，包括橫向偏移、高度以及角度等方面，確保焊槍始終沿著焊縫中心運(yùn)動(dòng)。即使在焊接過程中，工件因?yàn)闊嶙冃位蛘呤艿綑C(jī)械振動(dòng)而發(fā)生偏移，該系統(tǒng)依然能夠憑借其強(qiáng)大的計(jì)算和調(diào)整能力，實(shí)現(xiàn) ±0.01mm 級(jí)的跟蹤精度，保障焊接工作的穩(wěn)定進(jìn)行。
二、激光跟蹤系統(tǒng)的核心組件解析
鐳爍光電的焊縫跟蹤系統(tǒng)由三個(gè)核心模塊構(gòu)成，它們相互協(xié)作，共同保障系統(tǒng)的高效運(yùn)行。
（一）光學(xué)傳感單元
該單元采用了抗干擾性極強(qiáng)的藍(lán)光激光，其波長(zhǎng)為 405nm。這種藍(lán)光激光就像一雙不畏強(qiáng)光和煙塵的 "眼睛"，能夠在強(qiáng)弧光、煙塵等惡劣的工業(yè)環(huán)境下穩(wěn)定工作。搭配高幀率的激光相機(jī)，能夠快速、清晰地捕捉到焊縫區(qū)域的圖像信息，為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理提供高質(zhì)量的原始數(shù)據(jù)。
（二）數(shù)據(jù)處理單元
內(nèi)置的專用 GPU 就如同系統(tǒng)的 "大腦加速器"，能夠?qū)D像處理進(jìn)行加速，支持毫秒級(jí)的響應(yīng)速度。無論是角焊縫、對(duì)接焊縫等多種焊縫類型，該單元都能夠兼容處理，快速準(zhǔn)確地從大量的圖像數(shù)據(jù)中提取出關(guān)鍵信息，為焊接機(jī)器人的控制提供及時(shí)、準(zhǔn)確的指令。
（三）通信與控制接口
該接口支持 EtherCAT、Profinet 等多種工業(yè)協(xié)議，就像一座 "通用橋梁"，能夠與主流的焊接機(jī)器人，如 KUKA、FANUC 等實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接。通過這座 "橋梁"，系統(tǒng)能夠與機(jī)器人進(jìn)行高效的通信和協(xié)作，確保整個(gè)焊接過程的順暢運(yùn)行。
三、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與多元化應(yīng)用場(chǎng)景
（一）顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
高適應(yīng)性：應(yīng)對(duì)復(fù)雜場(chǎng)景的 "多面手"
該技術(shù)能夠輕松應(yīng)對(duì)復(fù)雜曲面、反光表面以及多層多道焊等多種復(fù)雜場(chǎng)景。在面對(duì)不同形狀和材質(zhì)的工件時(shí)，依然能夠準(zhǔn)確地識(shí)別焊縫，確保焊接質(zhì)量不受影響，展現(xiàn)出強(qiáng)大的適應(yīng)能力。
實(shí)時(shí)性強(qiáng)：滿足高速焊接的 "加速器"
數(shù)據(jù)處理周期≤5ms，這一強(qiáng)大的實(shí)時(shí)處理能力能夠滿足高速焊接的需求。在汽車產(chǎn)線中，焊速可達(dá) 6-12m/min，系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)跟蹤焊縫，確保在高速焊接過程中，焊槍始終準(zhǔn)確地沿著焊縫移動(dòng)，保證焊接的精度和質(zhì)量。
降低綜合成本：提升效益的 "利器"
該技術(shù)能夠有效減少人工示教時(shí)間，降低對(duì)人工經(jīng)驗(yàn)的依賴，同時(shí)提升材料的利用率。據(jù)實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)顯示，使用該系統(tǒng)后，廢品率下降超過 30%，為企業(yè)節(jié)省了大量的成本，提高了生產(chǎn)效益。
（二）廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景
重工制造：大型構(gòu)件焊接的 "可靠伙伴"
在船舶分段焊接、風(fēng)電塔筒環(huán)縫跟蹤等重工制造領(lǐng)域，該系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用。大型構(gòu)件的焊接對(duì)精度要求極高，傳統(tǒng)焊接方式難以滿足需求，而激光焊縫跟蹤系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)跟蹤焊縫，確保大型構(gòu)件的焊接質(zhì)量，為重工制造行業(yè)的發(fā)展提供了有力支持。
汽車行業(yè)：車身焊接的 "精準(zhǔn)工匠"
在汽車行業(yè)中，白車身的點(diǎn)焊與弧焊需要極高的精度和穩(wěn)定性。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在線糾偏，確保車身各部件的焊接精度，提高汽車的整體質(zhì)量和安全性，是汽車制造過程中不可或缺的重要技術(shù)。
新能源領(lǐng)域：精密焊接的 "核心技術(shù)"
在動(dòng)力電池模組精密焊接等新能源領(lǐng)域，對(duì)焊接的精度和可靠性要求極高。激光焊縫跟蹤技術(shù)能夠滿足這些要求，確保動(dòng)力電池模組的焊接質(zhì)量，為新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了關(guān)鍵的技術(shù)支撐。
四、未來發(fā)展趨勢(shì)展望
隨著工業(yè) 4.0 時(shí)代的到來，焊縫跟蹤技術(shù)正朝著多傳感器融合與 AI 智能化的方向大步邁進(jìn)。鐳爍光電的研發(fā)團(tuán)隊(duì)敏銳地捕捉到這一發(fā)展趨勢(shì)，正在積極探索將激光跟蹤與視覺識(shí)別、紅外測(cè)溫等技術(shù)相結(jié)合的可能性。通過多傳感器的融合，系統(tǒng)能夠獲取更豐富、更全面的焊接信息，為焊接過程的優(yōu)化提供更多的數(shù)據(jù)支持。
同時(shí)，引入深度學(xué)習(xí)算法后，系統(tǒng)將具備更強(qiáng)的智能分析和決策能力，能夠?qū)崿F(xiàn)焊接質(zhì)量的預(yù)測(cè)以及工藝參數(shù)的自優(yōu)化。這意味著焊接過程將不再依賴人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整，而是通過系統(tǒng)自身的智能算法，實(shí)時(shí)根據(jù)焊接情況進(jìn)行優(yōu)化，推動(dòng)焊接全流程向智能化、自動(dòng)化的方向邁進(jìn)，為工業(yè)焊接帶來更加廣闊的發(fā)展空間。
結(jié)語
激光焊縫跟蹤技術(shù)通過 "感知 - 決策 - 執(zhí)行" 的閉環(huán)控制模式，成功解決了自動(dòng)化焊接中動(dòng)態(tài)精度的難題，為工業(yè)焊接帶來了革命性的變化。鐳爍光電科技有限公司作為該領(lǐng)域的佼佼者，將繼續(xù)深耕光學(xué)傳感與工業(yè)算法領(lǐng)域，不斷投入研發(fā)力量，致力于為智能制造提供更加高效、可靠的焊接解決方案，推動(dòng)工業(yè)焊接行業(yè)朝著更高水平發(fā)展，在工業(yè) 4.0 的浪潮中書寫更加輝煌的篇章。
