1.   背景

作為機(jī)械加工領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的加工方法之一，焊接在國(guó)民生產(chǎn)中具有非常重要的地位。傳統(tǒng)的手工焊接工作環(huán)境差，焊接效率低，且焊接質(zhì)量依賴于工人的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需求。因此提高焊接質(zhì)量和效率，同時(shí)改善焊接工作環(huán)境已經(jīng)成為現(xiàn)代焊接作業(yè)中亟待解決的問題。

2.   近況

近年來，對(duì)機(jī)器人的相關(guān)應(yīng)用研究不斷深入，特別是在工業(yè)焊接領(lǐng)域得到了廣泛的使用。目前，在自動(dòng)焊接生產(chǎn)中，應(yīng)用最多的是“示教再現(xiàn)”和離線編程兩種工作方式。 “示教再現(xiàn)”即在焊接作業(yè)前，手動(dòng)控制機(jī)器人焊接系統(tǒng)對(duì)待焊工件進(jìn)行焊接示教，并保存示教路徑信息。在實(shí)際的焊 接作業(yè)中，根據(jù)示教信息，焊接機(jī)器人即可完成自動(dòng)焊接。在焊縫形狀相對(duì)單一、焊接 工況簡(jiǎn)單的情況下，這兩種模式都有著不錯(cuò)的焊接效果。然而，在實(shí)際的生產(chǎn)工況中， 焊接目標(biāo)多變，且工作環(huán)境復(fù)雜，而這些工作模式無法感知工況，對(duì)環(huán)境的變化缺乏一 定的靈活性。這就大大降低了生產(chǎn)效率，增加了生產(chǎn)成本。因此機(jī)器人焊接的智能化是未來發(fā)展的必然趨勢(shì)，而焊接視覺系統(tǒng)在此環(huán)節(jié)中發(fā)揮著重要的價(jià)值。

3.視覺傳感器在自動(dòng)化焊接中的作用

為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人焊接的智能化，基于各類傳感器的焊接方案得到了廣泛應(yīng)用。將傳感系統(tǒng)與焊接機(jī)器人結(jié)合起來，可實(shí)時(shí)獲取焊接工況的相關(guān)信息，通過對(duì)這些信息的分析處理，即可在焊接過程中實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)焊接參數(shù)，完成自動(dòng)焊接作業(yè)。在過去的研究中，常用的傳感器主要有超聲波傳感器、紅外傳感器、電弧傳感器以及視覺傳感器等。其中，視覺傳感器（2d傳感器/3D相機(jī)）可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，且測(cè)量精度高、獲取信息豐富，同時(shí)具有較強(qiáng)的抗弧光干擾能力，在工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。將視覺傳感測(cè)量與工業(yè)機(jī)器人結(jié)合起來，如同給機(jī)器人裝上了智慧的“眼睛”，使 得機(jī)器人不接觸工件，也可根據(jù)視覺傳感器的反饋信息來實(shí)時(shí)感應(yīng)工況變化。這對(duì)拓 展機(jī)器人的工業(yè)應(yīng)用、提升制造業(yè)的自動(dòng)化和智能化程度具有重大意義?；谝曈X傳感的機(jī)器人焊接通過視覺傳感器實(shí)時(shí)獲取焊接工況信息，對(duì)焊接目標(biāo)進(jìn)行分析計(jì)算， 從而自動(dòng)提取焊縫特征信息和焊接路徑，根據(jù)得到的焊縫位置信息與焊槍的實(shí)時(shí)位置 之間的偏差，對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)焊縫的準(zhǔn)確焊接。 發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)基于視覺引導(dǎo)的機(jī)器人自動(dòng)焊接技術(shù)研究較為深入，而我國(guó)在一些自動(dòng)焊接的關(guān)鍵技術(shù)上還與歐美等國(guó)存在不小的差距。同時(shí)，由于國(guó)外焊接機(jī)器人發(fā)展成熟，成本較低，價(jià)格優(yōu)勢(shì)也是其占據(jù)國(guó)內(nèi)焊接市場(chǎng)的一大因素。因此，必須加強(qiáng)國(guó)內(nèi)自動(dòng)焊接技術(shù)的研究，促進(jìn)國(guó)產(chǎn)焊接機(jī)器人的發(fā)展，從而提升我國(guó)生產(chǎn)制造的自動(dòng)化和智能化水平。

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