1.   背景

作為機械加工領域應用最為廣泛的加工方法之一，焊接在國民生產中具有非常重要的地位。傳統的手工焊接工作環境差，焊接效率低，且焊接質量依賴于工人的經驗技術，已經無法滿足現代工業生產的需求。因此提高焊接質量和效率，同時改善焊接工作環境已經成為現代焊接作業中亟待解決的問題。

2.   近況

近年來，對機器人的相關應用研究不斷深入，特別是在工業焊接領域得到了廣泛的使用。目前，在自動焊接生產中，應用最多的是“示教再現”和離線編程兩種工作方式。 “示教再現”即在焊接作業前，手動控制機器人焊接系統對待焊工件進行焊接示教，并保存示教路徑信息。在實際的焊 接作業中，根據示教信息，焊接機器人即可完成自動焊接。在焊縫形狀相對單一、焊接 工況簡單的情況下，這兩種模式都有著不錯的焊接效果。然而，在實際的生產工況中， 焊接目標多變，且工作環境復雜，而這些工作模式無法感知工況，對環境的變化缺乏一 定的靈活性。這就大大降低了生產效率，增加了生產成本。因此機器人焊接的智能化是未來發展的必然趨勢，而焊接視覺系統在此環節中發揮著重要的價值。

3.視覺傳感器在自動化焊接中的作用

為了實現機器人焊接的智能化，基于各類傳感器的焊接方案得到了廣泛應用。將傳感系統與焊接機器人結合起來，可實時獲取焊接工況的相關信息，通過對這些信息的分析處理，即可在焊接過程中實時調節焊接參數，完成自動焊接作業。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）可以實現非接觸測量，且測量精度高、獲取信息豐富，同時具有較強的抗弧光干擾能力，在工業領域中得到了廣泛的應用。將視覺傳感測量與工業機器人結合起來，如同給機器人裝上了智慧的“眼睛”，使 得機器人不接觸工件，也可根據視覺傳感器的反饋信息來實時感應工況變化。這對拓 展機器人的工業應用、提升制造業的自動化和智能化程度具有重大意義。基于視覺傳感的機器人焊接通過視覺傳感器實時獲取焊接工況信息，對焊接目標進行分析計算， 從而自動提取焊縫特征信息和焊接路徑，根據得到的焊縫位置信息與焊槍的實時位置 之間的偏差，對機器人運動進行及時調整，從而實現焊縫的準確焊接。 發達國家對基于視覺引導的機器人自動焊接技術研究較為深入，而我國在一些自動焊接的關鍵技術上還與歐美等國存在不小的差距。同時，由于國外焊接機器人發展成熟，成本較低，價格優勢也是其占據國內焊接市場的一大因素。因此，必須加強國內自動焊接技術的研究，促進國產焊接機器人的發展，從而提升我國生產制造的自動化和智能化水平。

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