當(dāng)今焊接行業(yè)正在經(jīng)歷多種生產(chǎn)模式，因此要求焊接機(jī)器人能夠以更強(qiáng)的適應(yīng)性和智能性快速響應(yīng)不斷變化的焊接環(huán)境。焊縫跟蹤是自動(dòng)化焊接過(guò)程和焊接后的關(guān)鍵技術(shù)。因此，激光焊縫跟蹤傳感技術(shù)在機(jī)器人焊接中起著極其重要的作用。
最初，機(jī)器人進(jìn)行焊接，必須向其展示尺寸和形狀可重復(fù)的零件，并利用高質(zhì)量的固定裝置提供可重復(fù)的定位。另外，機(jī)器人系統(tǒng)的軌跡跟蹤誤差會(huì)受到各種干擾，例如測(cè)量和建模誤差以及負(fù)載變化。為了獲得更好的焊接質(zhì)量，在機(jī)器人制造系統(tǒng)中引入激光焊縫跟蹤傳感技術(shù)，已經(jīng)能夠盡量減少這些不確定影響。
在機(jī)器人制造系統(tǒng)中引入激光跟蹤可以消除示教時(shí)間，即使改變工件的狀態(tài)也可以確保質(zhì)量。顯然，激光跟蹤可以使機(jī)器人制造系統(tǒng)具有更高的效率和更好的效果。機(jī)器人焊接的激光跟蹤涉及很多方面，例如激光傳感器，圖像處理和視覺(jué)控制方法，激光傳感器作為一種非接觸式焊縫檢測(cè)傳感器，在焊縫跟蹤中起著重要的作用。
激光焊縫跟蹤傳感器主要由CCD相機(jī)、半導(dǎo)體激光器、激光保護(hù)鏡片、防飛濺擋板和風(fēng)冷裝置組成，利用光學(xué)傳播與成像原理，得到激光掃描區(qū)域內(nèi)各個(gè)點(diǎn)的位置信息，通過(guò)復(fù)雜的程序算法完成對(duì)常見(jiàn)焊縫的在線(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)。對(duì)于檢測(cè)范圍，檢測(cè)能力以及針對(duì)焊接過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題都有相應(yīng)的功能設(shè)置。傳感器通常以預(yù)先設(shè)定的距離(超前)安裝在焊槍前部，因此它可以觀(guān)察焊縫傳感器本體到工件的距離，也就是安裝高度取決于所安裝的傳感器型號(hào)。當(dāng)焊槍在焊縫上方正確的定位后才能使得攝像機(jī)觀(guān)察到焊縫。
設(shè)備通過(guò)計(jì)算檢測(cè)到的焊縫與焊槍之間的偏差，輸出偏差數(shù)據(jù)，由運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)糾正偏差，引導(dǎo)焊槍自動(dòng)焊接，從而實(shí)現(xiàn)與機(jī)器人控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)通訊跟蹤焊縫進(jìn)行焊接，就等于是給機(jī)器人裝上眼睛。手工或半自動(dòng)焊接是依靠操作者肉眼的觀(guān)察和手工的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)焊縫的跟蹤。對(duì)于機(jī)器人或自動(dòng)焊接專(zhuān)機(jī)等全自動(dòng)化的焊接應(yīng)用，主要靠機(jī)器的編程和記憶能力、工件及其裝配的精度和一致性來(lái)保證焊槍能在工藝許可的精度范圍內(nèi)對(duì)準(zhǔn)焊縫。通常，機(jī)器的重復(fù)定位精度、編程和記憶能力等已能滿(mǎn)足焊接的要求。
然而，在很多情況下，工件及其裝配的精度和一致性不易滿(mǎn)足大型工件或大批量自動(dòng)焊接生產(chǎn)的要求，其中還存在因過(guò)熱而導(dǎo)致的應(yīng)力和變形的影響。因此，一旦遇到這些情況，就需要有激光焊縫跟蹤傳感器，用來(lái)執(zhí)行類(lèi)似于手工焊中人眼與手的協(xié)調(diào)跟蹤與調(diào)節(jié)的功能。
總而言之，激光焊縫跟蹤傳感技術(shù)在機(jī)器人焊接中起著極其重要的作用。
