在金屬制造業(yè)中，焊接是僅次于裝配和機(jī)械加工的第三大產(chǎn)業(yè)。焊接過(guò)程中存在著強(qiáng)烈的熱、煙塵和弧光，工作環(huán)境非常惡劣，對(duì)工人的體能消耗很大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，工人實(shí)際焊接的時(shí)間不足其工作時(shí)間的30%，因而效率很低。因此，為了提高焊接質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，節(jié)省人力，很有必要實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程的自動(dòng)化。
實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程的自動(dòng)化關(guān)鍵是研制一套高效率的焊縫跟蹤系統(tǒng)。焊縫跟蹤，其功能是在焊接過(guò)程中自動(dòng)檢測(cè)并自動(dòng)調(diào)節(jié)焊槍的位置，以便于始終跟隨焊接位置進(jìn)行焊接，焊槍與工件之間的距離始終保持恒定，從而確保焊接質(zhì)量，提高焊接效率并降低勞動(dòng)強(qiáng)度。這可以解決工件焊接熱變形、工件不一致引起的焊接質(zhì)量問(wèn)題，還可以將焊工從惡劣的環(huán)境中解放出來(lái)，避免焊工身體傷害。
焊縫跟蹤系統(tǒng)主要由三部分組成：傳感器、控制系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)。傳感器是其最重要的組成部分。目前，應(yīng)用前景好的是激光視覺(jué)傳感器。
激光視覺(jué)傳感器精度高、再現(xiàn)性好，不僅可以用于焊縫跟蹤，而且可以用于檢測(cè)坡口形狀、寬度和截面，為焊接參數(shù)的自適應(yīng)控制提供依據(jù)。
激光視覺(jué)傳感器算法簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性好、實(shí)現(xiàn)較簡(jiǎn)單、成本較低。也因?yàn)橐曈X(jué)傳感器所獲得的信息量大，結(jié)合計(jì)算機(jī)視覺(jué)和圖像處理的最新技術(shù)成果，大大增強(qiáng)了焊縫跟蹤系統(tǒng)的外部適應(yīng)能力。視覺(jué)傳感器采用的光電轉(zhuǎn)換器件最簡(jiǎn)單的是單元感光器件，如光電二極管等；其次是一維的感光單元面陣，如面陣CCD，是二維圖像的常規(guī)感光器件。
焊縫跟蹤技術(shù)是現(xiàn)代焊接技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，焊縫跟蹤技術(shù)將在焊接制造業(yè)中起著極為重要的作用。
根據(jù)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合焊接技術(shù)本身的特點(diǎn)，未來(lái)對(duì)焊縫跟蹤系統(tǒng)的要求是：跟蹤過(guò)程高精確化、現(xiàn)場(chǎng)使用可靠、性能穩(wěn)定、抗干擾性強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)及連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。未來(lái)的焊縫跟蹤系統(tǒng)的檢測(cè)部分將以視覺(jué)傳感器為主。跟蹤方向及速度的調(diào)節(jié)將通過(guò)對(duì)電機(jī)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，將具有智能性的模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能手段滲透到焊縫跟蹤控制中，會(huì)增強(qiáng)對(duì)非先線性系統(tǒng)控制的準(zhǔn)確性，使焊接生產(chǎn)過(guò)程更具有智能性。
