示教型和離線編程機(jī)器人均為事先規(guī)劃焊接路徑，當(dāng)工件的形位誤差較大時(shí)，則可能發(fā)生焊炬偏離焊縫的現(xiàn)象，還有，焊接過程中工件的變形，也可能導(dǎo)致焊接的偏離。采用傳感器配合焊接機(jī)器人實(shí)現(xiàn)焊縫跟蹤可有效解決焊不準(zhǔn)的問題。采用電弧傳感在中厚板焊接中實(shí)現(xiàn)焊縫跟蹤是一種非常的解決方案，但采用激光結(jié)構(gòu)光實(shí)現(xiàn)焊縫跟蹤則應(yīng)用場(chǎng)合更廣泛。激光結(jié)構(gòu)光用于焊縫跟蹤，不僅可以用于厚板，而且可以用于薄板高速焊，具有其他跟蹤方式難以比擬的優(yōu)勢(shì)。

1. 采用視覺跟蹤技術(shù)的機(jī)器人工作站典型結(jié)構(gòu)

采用視覺跟蹤技術(shù)的機(jī)器人工作站包括工業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人控制柜、變位機(jī)、焊接電源、激光跟蹤系統(tǒng)。激光跟蹤系統(tǒng)通常包括激光傳感器、視覺控制器及用于監(jiān)控和調(diào)整參數(shù)的PC及視頻監(jiān)視器。一般激光傳感器通過支架安裝在焊槍把持機(jī)構(gòu)上，視覺控制器可以安裝在機(jī)器人的基座上或放在機(jī)器人控制柜上。PC用于監(jiān)控和調(diào)整視覺參數(shù)，當(dāng)視覺參數(shù)設(shè)定好之后，視覺系統(tǒng)可以脫離PC獨(dú)立工作。通過以太網(wǎng)連接，PC可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。如果在焊接過程中需要同時(shí)進(jìn)行工件變位，焊接變位機(jī)必須由機(jī)器人的外部軸協(xié)調(diào)控制，才能保證準(zhǔn)確的焊接速度控制和精確的焊縫跟蹤效果。

2. 帶視覺跟蹤的機(jī)器人工作站工作原理

當(dāng)激光條紋照射到焊縫表面，形成激光條紋（激光結(jié)構(gòu)光），

經(jīng)過傳感器上的透鏡在光敏探測(cè)器上產(chǎn)生一個(gè)焊縫截面的輪廓，即反映焊縫截面形狀的激光條紋圖像。激光條紋圖像在視覺控制中進(jìn)行處理，提取焊縫的特征數(shù)據(jù)，如跟蹤點(diǎn)的坐標(biāo)、焊縫間隙、錯(cuò)邊和截面積等。視覺系統(tǒng)根據(jù)測(cè)量到的焊縫位置信息計(jì)算焊槍的路徑，并將路徑數(shù)據(jù)傳輸給機(jī)器人，機(jī)器人實(shí)時(shí)控制運(yùn)行軌跡保證焊槍始終對(duì)準(zhǔn)焊縫。同時(shí)視覺系統(tǒng)還可以根據(jù)所測(cè)的焊縫尺寸數(shù)據(jù) ，計(jì)算所需要的焊接參數(shù)，如焊接速度、電弧電壓、焊接電流、擺動(dòng)幅度等，這些焊接參數(shù)可以經(jīng)以太網(wǎng)傳送給機(jī)器人，經(jīng)由機(jī)器人控制焊接速度和焊槍擺動(dòng)，或者控制焊機(jī)電源調(diào)整焊接參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)的焊接參數(shù)控制。

此外，視覺控制系統(tǒng)也可以在焊接完成之后，掃描焊縫，檢測(cè)焊縫成形和探測(cè)焊縫表面的焊接缺陷，并把檢測(cè)結(jié)果記錄到數(shù)據(jù)庫中，用于可追溯的焊接質(zhì)量控制。