智能工业焊接的视觉成像技术：新进展、新应用

　　智能工业焊接的视觉成像技术：新进展、新应用与新未来进入21世纪以后，随着科技的发展，以及物联网的发展，智能化成为科技发展的趋势。工业作为社会经济的一大主体，对社会的发展有着重要作用，其科技的发展也是逐渐走向智能化。

　　焊接作为工业中常见的加工处理方式，由于可以将两个或多个金属材料永久性连接在一起特性，被广泛应用于制造业、建筑业、汽车工业等领域。在智能化的背景下，焊接也是逐渐由人工转向了自动化的方向，其中焊接机器人为智能工业焊接的主要表现形式，在船舶、汽车制造、航空航天、航空发动机、矿山机械、建筑机械等领域发挥着重要作用。这些领域对焊接件质量和稳定性要求极其严格。为保证能够达到目标，就需要视觉传感器、压电触觉传感器、声音传感器、电流传感器等多种传感器配合。

　　其中作为焊接机器人的“眼睛”，视觉传感器对焊接过程监测、焊缝特征提取检测、行动路线确定检测、定位等有着重要作用，通过其接收到的图像信息可以及时对机器人的行为进行调整。

　　目前，焊接视觉传感器主要为二维、三维图像展现形式。这两种类型的视觉传感器，主要依靠反馈回的光源信息进行特征识别，目前的视觉传感器对有无外部光源分为主动传感和被动传感，被动视觉传感器利用焊接焊接过程中焊缝自身投射出的光源信息进行焊缝特征提取，容易受焊接飞溅、弧光等噪声干扰，导致成像质量较差的问题。

　　在焊缝特征信息提取方式上，一种是传感器先扫描，后焊接，这种方式简单不受干扰，但效率较低；另一种是传感器扫描与焊接同步进行，这种方法效率提升，但提取的图像有大量噪声，对焊缝特征提取识别精确度影响较大。

　　因此，如何有效保证效率的同时又能保证焊接图像的精确度，对于智能工业焊接有着重要意义。

　　所以，为保证一个高标准的精确焊接目标的实现，焊接机器人的视觉传感技术需要满足以下要求：

　　4、能够不断学习，可以对不同类型焊缝自主识别、定位、特征提取及自动校正跟踪。

　　穿透成像仪，一款新型主动成像光学装备，是国内出现的新型成像技术，在此之前只有少部分国家拥有相似技术。其作用可以打破被动成像受环境光干扰的特性，能够对干扰光抑制高达108，可对焊接过程产生的强光可以达到有效抑制，满足实时观测焊接真实情况的需求，便于及时调整；

　　可以与AI系统有效融合，通过不断地学习可对不同类型焊缝自主识别、定位、特征提取等；成像像素可达百万级像素，高清数字成像；

　　未来，自动化、智能化将成为未来机器人焊接的一个重要发展方向，其中基于结构光的激光视觉传感技术、焊缝识别及焊缝特征提取技术、稳定的跟踪控制系统都是各国研究人员的重点研究方向。穿透成像技术与焊接机器人的有效结合，对促进国内多领域、多类型、多场合的智能化焊接技术的发展有着具有重要意义。

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