如何快速检测焊缝复杂3D形状

在自动化焊缝过程很多焊缝是不规则的，普通的自动化焊接无法胜任，这个时候就需要采用更为选择的3D焊缝跟踪系统来进行焊缝识别，今天我们就来给大家介绍一下焊缝跟踪系统是如何快速检测出复杂焊缝的3D形状的。

一、 核心原理与技术

焊缝跟踪系统采用主动式激光3D视觉技术：

1. 激光线扫描：系统向焊缝投射一条高精度激光线，激光线在复杂的焊缝表面会发生变形。

2. 3D成像：工业相机从特定角度捕捉这条变形的激光线，通过三角测量原理，瞬间计算出激光线所照射位置的三维点云数据

3. 实时处理：内置的AI智能算法实时分析这些3D点云，精确提取焊缝的中心线、宽度、深度、坡口角度、错边量、间隙等关键几何参数。

第一步：系统集成与安装

• 将镭烁光电的焊缝跟踪传感器安装在机器人末端或十字滑架上，确保其视野能覆盖焊缝区域。

• 连接控制器和上位机软件，完成电气和通讯集成。

第二步：快速标定与设置

• 传感器标定：使用标定板，快速完成相机内参、激光平面和手眼标定。镭烁的系统通常提供用户友好的标定向导。

• 焊缝类型选择：在软件界面中选择对应的焊缝类型或使用“自适应”模式。

第三步：扫描与数据采集

• 启动系统，传感器在行进过程中对焊缝进行连续高速的线激光扫描。对于复杂3D形状，通常需要：

  • 机器人带动传感器沿焊缝轨迹运动，实现动态跟踪扫描。

  • 或者传感器固定，工件移动。

• 系统以数百至数千赫兹的频率采集3D轮廓数据，形成密集的焊缝横截面点云序列。

第四步：实时分析与测量

• 特征提取：算法实时拟合每个横截面的3D轮廓，识别焊缝的两侧边缘、底部等特征点。

• 参数计算：基于特征点，瞬间计算并输出：

  • 位置偏差：焊缝实际中心相对于预定路径的横向和纵向偏差。

  • 形状参数坡口角度根部间隙错边量焊缝深度截面面积等。

  • 3D轨迹：焊缝的实际三维空间路径。

• 数据输出：将测量结果实时传输给机器人控制器，进行自适应焊接，或上传至MES/QC系统进行质量监控和记录。

第五步：结果可视化与报告

• 软件界面实时显示焊缝的3D彩色点云图截面轮廓图以及关键参数的曲线图。

• 可快速生成检测报告，标识出超差部位。

1. 非接触、高速扫描：激光扫描毫秒级响应，远快于接触式探针或人工测量。

2. 在线实时性：可在焊接前（寻位）、焊接中（跟踪）和焊接后（检测）同步进行，无需停工离线检测。

3. 高精度与鲁棒性：即使面对反光、飞溅、烟尘等恶劣工况，镭烁的系统通常具备抗干扰算法，能稳定输出亚毫米级精度的测量结果。

4. 应对复杂几何形状能力强：先进的3D视觉算法能有效处理凹凸不平、不规则坡口等复杂形状。

5. 一体化智能解决方案：镭烁通常提供“传感器+控制器+软件”的完整套件，集成和调试周期短。

使用镭烁光电的焊缝跟踪系统检测复杂3D焊缝形状，本质上是将高速3D视觉扫描专用焊缝算法相结合。其“快速”体现在数据采集快、处理快、反馈快，能够实现在线、实时、高精度的三维测量与引导，大幅提升了焊接自动化水平和质量控制的效率。