什么是焊接？

焊接，也稱作熔接、镕接，是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬的工藝技術(shù)。現(xiàn)代焊接的能量來源有很多種，包括氣體焰、電弧、激光、電子束、摩擦和超聲波等。

通常來說焊接有三種：

熔焊——加熱欲接合之工件使之局部熔化形成熔池，熔池冷卻凝固后便接合，必要時(shí)可加入熔填物輔助，它是適合各種金屬和合金的焊接加工，不需壓力。

壓焊——焊接過程必須對(duì)焊件施加壓力，屬于各種金屬材料和部分金屬材料的加工。

釬焊——采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料做釬料，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙，并與母材互相擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)鏈接焊件。適合于各種材料的焊接加工，也適合于不同金屬或異類材料的焊接加工。

為什么要在焊接領(lǐng)域中使用機(jī)器視覺？

焊接的特點(diǎn)是工藝因素復(fù)雜、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、勞動(dòng)環(huán)境差，其品質(zhì)依賴操作者的技能、技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，也和操作者情緒及身體狀況相關(guān)，因此，焊接自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于提高接頭品質(zhì)，保證穩(wěn)定性具有很重要的意義。焊接機(jī)器人技術(shù)實(shí)現(xiàn)了焊接自動(dòng)化、柔性化，但焊接機(jī)器人無法自主獲取工件定位信息、焊縫空間位置信息、焊縫熔透信息等，也不能自主適應(yīng)工件與接頭組對(duì)，焊接熱變形等引起的軌跡、坡口尺寸變化，不能進(jìn)行在線調(diào)整，即不具有智能?，F(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中軌跡和接頭坡口幾何尺寸的變化較為常見，無智能的再現(xiàn)式焊接會(huì)出現(xiàn)焊偏、焊穿、未焊透等較為嚴(yán)重的成型缺陷，所以急需基于視覺的智能化焊接技術(shù)，雙翌機(jī)器視覺檢測(cè)提供了豐富的案例和解決方案，為智能化焊接技術(shù)提供了極大的幫助。

在焊接應(yīng)用中，通常金屬件和部件通過熔化連接區(qū)域中的材料而連接在一起。在某些應(yīng)用中，尤其是厚材料時(shí)，填充材料被添加到接頭中。熱量通常由電（如感應(yīng)焊接、點(diǎn)焊和電弧焊接）或電磁輻射（如激光和電子束焊接）引起。由于高能量對(duì)小面積的影響，該過程會(huì)發(fā)出大量的熱光。因此，焊接工藝的核心是極其明亮的，因此也是基于相機(jī)的焊接成像系統(tǒng)的一大挑戰(zhàn)。

機(jī)器視覺技術(shù)在焊接領(lǐng)域的使用

在焊接中通常使用帶有激光照明的相機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)清晰化可視化的焊接過程。這主要是由于激光照明的高光譜亮度與熱光的高效濾波相結(jié)合，可以應(yīng)用于所有電弧和激光焊接工業(yè)。通過這些技術(shù)，雙翌機(jī)器視覺檢測(cè)可以實(shí)現(xiàn)從用于研究目的的高速焊接成像，到工業(yè)生產(chǎn)線焊接工藝的質(zhì)量保證。適用于所有主要的電弧焊接工藝，如GMAW（MIG、MAG）和TIG，以及所有主要的光束焊接工藝，如CO2激光器、光纖激光器、二極管激光器、Nd：YAG激光和電子束應(yīng)用。

在焊接領(lǐng)域使用機(jī)器視覺的優(yōu)勢(shì)

(1) 焊工和操作員可以根據(jù)圖像實(shí)時(shí)調(diào)整工藝

(2) 圖像可用于圖像分析和自動(dòng)化

(3) 可以存儲(chǔ)圖像或視頻以進(jìn)行質(zhì)量記錄

(4) 快速錯(cuò)誤檢測(cè)可減少報(bào)廢

(5) 系統(tǒng)可在安全距離內(nèi)操作

(6) 改善了焊工的人機(jī)工程學(xué)

(7) 降低吸入不健康焊接煙霧的風(fēng)險(xiǎn)

(8) 縮短焊接過程的設(shè)置時(shí)間

焊接領(lǐng)域使用機(jī)器視覺的方向

GMAW焊接（MIG、MAG）、TIG焊接、混合焊接（激光和電弧焊接）、激光焊接（例如二氧化碳、Nd：YAG、光纖和光盤激光器）、電子束、機(jī)器人焊接、半自動(dòng)焊接、線性焊接、軌道焊接等。

總結(jié)

焊接領(lǐng)域中的機(jī)器視覺可以應(yīng)用于焊接質(zhì)量檢測(cè)、自動(dòng)化生產(chǎn)線中的焊接檢測(cè)和機(jī)器人焊接等方面。通過使用攝像頭和圖像處理技術(shù)，機(jī)器視覺可以自動(dòng)檢測(cè)焊接缺陷、確定焊接參數(shù)、檢測(cè)焊縫位置和尺寸等。此外，機(jī)器視覺還可以通過與傳感器和執(zhí)行器等硬件設(shè)備結(jié)合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接和質(zhì)量控制。機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用可以提高生產(chǎn)效率、降低人工成本、提高焊接質(zhì)量和安全性。

除了焊接質(zhì)量檢測(cè)外，機(jī)器視覺在自動(dòng)化生產(chǎn)線中的焊接檢測(cè)方面也具有重要的應(yīng)用價(jià)值。通過對(duì)焊接過程中的焊接參數(shù)、焊接速度、焊接角度等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，機(jī)器視覺可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的異常情況，并及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和可靠性。此外，機(jī)器視覺還可以應(yīng)用于機(jī)器人焊接中，通過與機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人焊接的自動(dòng)化和精確化，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

除了以上應(yīng)用，機(jī)器視覺還可以應(yīng)用于焊接缺陷的定位和分析。通過對(duì)焊接圖像進(jìn)行處理和分析，機(jī)器視覺可以自動(dòng)檢測(cè)焊接缺陷的類型、位置和程度，為缺陷修復(fù)提供精確的數(shù)據(jù)支持。同時(shí)，機(jī)器視覺還可以通過對(duì)焊接過程中的視覺信息進(jìn)行收集和分析，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，減少生產(chǎn)成本和資源浪費(fèi)。

總之，機(jī)器視覺在焊接領(lǐng)域中的應(yīng)用具有廣泛的前景和重要的價(jià)值。隨著機(jī)器視覺技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，其在焊接領(lǐng)域中的應(yīng)用也將不斷拓展和深化，為提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量提供更加可靠的技術(shù)支持。