【ZiDongHua 之方案应用场收录关键词：雷克智能  激光视觉  机器人  工业机器人  智能制造 】
　　
　　英莱科技：激光视觉实现机器人精准焊接
　　
　　发展柔性制造，能够帮助企业提高生产效率和产品质量，也是应对市场小批次加工生产趋势的必然选择。在工程机械领域，助力车间实现柔性化精准焊接成为一个绕不开的命题。
　　
　　工程机械行业是我国国民经济发展的重要支柱产业，加快工程机械行业发展对稳固工业经济大盘具有重大意义。在机械制造龙头企业的引领带动下，我国焊接技术整体水平显著发展，大量自动化焊接设备被广泛应用于大中小型焊接结构生产线中，例如集装箱外壳组装焊接中心、箱型梁焊接生产线、工程机械设备焊接组装中心等。这些先进技术和设备的应用，在提升车间生产效益的同时，降低工人劳动强度，改善了他们的作业环境。
　　
　　实现大批量、多品种工件的高质量、柔性化焊接，已成为众多制造企业的核心需求。自动焊接机器人，从20世纪60年代开始用于生产，技术已日益成熟，但仍存在焊缝跟踪不精确的弊病，使焊接过程无法实现全自动化。
　　
　　焊接机器人普遍采用示教再现的工作模式，即人工导引机器人按实际需求动作流程操作一遍，机器人记忆每个动作姿态、位置、工艺参数等，并自动写入程序，这对工件和卡具的精度要求极高。若工件在加工过程中出现偏差，往往会导致焊接不良，甚至产品报废。为解决这一问题，英莱科技研发了一种基于激光视觉的焊缝跟踪技术，帮助机器人对焊接点位、轨迹进行实时定位与矫正。此外，该方案还支持一套设备对应多种工件的柔性化设计，从而降低了传统应用中针对单一工件设计的复杂工装的使用成本。
　　
　　
　　▲ 孔网钢带焊接
　　
　　在恶劣的焊接工作环境中，烟尘、弧光和金属飞溅等因素都会干扰焊接流程，采用具有强穿透性的激光跟踪焊缝，是目前较为理想的解决方案。激光视觉焊缝跟踪系统是由焊缝跟踪传感器和控制主机组成的，传感器负责主动采集焊缝信息，控制主机则负责实时处理这些信息，并与工业机器人或自动焊接专机保持实时通信。这样，工业机器人或自动焊接专机就能智能识别焊缝偏移并矫正焊接轨迹，从而实现真正的自动化焊接。
　　
　　深扎行业，核心技术形成应用优势
　　
　　焊缝跟踪通常采用接触式传感器或电弧传感器。接触式传感器一般会与焊缝或工件的一个侧壁进行物理接触，通过探针的偏移来检测焊缝位置的变化，为控制系统提供跟踪焊缝的依据。这种传感方式的特点在于不受电弧干扰，成本相对较低但跟踪精度不高，探针容易磨损变形，不适用于复杂坡口焊缝的跟踪或高速焊接。总体来说，接触式传感器已逐渐被其他传感方法所取代。
　　
　　电弧传感器是通过电弧相对于焊缝的摆动，利用焊接电弧电压和电流参数的变化，来计算焊枪至工件距离的变化以获取焊缝坡口的形状信息。作为一种以电弧本身为传感器的装置，它的结构简单且具有灵活方便、不易磨损的特点。然而，它对坡口形状的依赖性较大，对结构复杂的焊缝识别能力较差，也无法对焊接起始点与终止点进行自动检测，具有一定的局限性。
　　
　　“英莱科技研发激光视觉焊缝跟踪系统，克服了传统接触式和电弧传感器的局限性，在检测精度、焊缝跟踪速度，以及焊缝适应能力方面，性能都有所提升，”英莱科技副总经理赵治军介绍道。基于激光视觉的焊缝跟踪传感器是通过光学算法来精确定位焊缝位置，还具有自动检测焊缝起点和终点的功能，被业界视为最具发展前景的焊缝跟踪技术。
　　
　　
　　
　　▲ 石油管道焊接
　　
　　英莱科技激光视觉焊缝跟踪系统采用了三角测量法，传感器内部的相机可以识别投射到焊缝上的激光，从而生成被测物体的工作距离、位置，及形状等信息。控制系统通过特殊算法处理监测到的信息，计算并修正机器人或自动焊接专机轨迹的偏差，完成焊缝跟踪。目前，该系统的检测精度已达0.05毫米，焊缝跟踪速度10米/分钟，可以支持40余种机器人品牌即插即用，并为近百种焊缝类型参数提供配套支持。
　　
　　赵治军指出，弧光、环境光、磁场、高频干扰等痛点，贯穿在焊接、切割、打磨、涂胶等作业环境中，如不锈钢、铝合金、打磨金属等高反光类材质产生的干扰光，会对焊缝图像的采集造成影响。诸如此类的问题，使英莱科技激光视觉焊缝跟踪系统研发团队面临着严峻的挑战。
　　
　　英莱科技自主研发了成熟的光学结构设计方案和抗反光算法，使焊缝跟踪系统能够在复杂环境中稳定地提取母材图像轮廓，准确锁定焊缝特征点位置，实现稳定的焊缝跟踪。赵治军强调：“我们的技术团队正在积极应用深度学习技术，基于包含超一千项现场数据的焊缝图像数据库，对多种类焊缝进行专门的图像算法优化训练。”他进一步道，英莱科技目前已经成功开发出弧光、飞溅、高频工况下，以及针对镜面反光材质、高反差材质等极端工况下的稳定图像采集算法。这些算法已经广泛应用于汽车工业、航空航天等领域，为智能制造提供了重要的焊缝跟踪技术支持。
　　
　　参数适配，满足多行业工况要求
　　
　　根据不同行业的需求差异，激光视觉焊缝跟踪技术的应用需针对工件材质及焊缝类型进行考量。例如，在工程机械及车辆、钢结构行业，常见的多为中厚板的对接、搭接、角接类焊缝；而在压力容器、管道行业，常见的多为薄板的对接、搭接类焊缝。
　　
　　在产品适配层面，英莱科技已针对不同工件材质及焊缝类型研发了4个系列、10余款产品型号的激光视觉传感器并投入市场。这些产品的视距范围为81毫米～754毫米，覆盖了市场90%以上的焊接工艺和材料。
　　
　
　　
　　▲焊缝跟踪系统应用
　　
　　当前，我国的产业结构正处于由“制造”向“智造”的转型阶段，企业研发和引入智能生产设备是关键。英莱科技激光视觉焊缝跟踪系统使工业机器人具备自主识别和矫正功能，显著降低生产现场的编程工作量，并提高焊接合格率。“我们始终将年营业额20%以上作为研发投入，来保证研发活力与技术先进性，”赵治军介绍道，“我们的技术在切割、打磨、喷涂、拆码垛等领域都有成熟案例，为企业柔性化生产提供有力支持。”
　　
　　赵治军认为，专注于细分领域，企业可以更专注于自身核心业务，可以更好地掌握行业发展趋势和技术变革。英莱科技深耕精准焊接跟踪技术研究，通过联合研发平台、技术交流，以及共同研究等方式，持续推动技术创新，实现单项技术衍生多元化产品和差异化性能，增强企业在同类产品市场中的核心竞争力。
　　
　　工业机器人被称为“制造业皇冠顶端的明珠”。激光视觉传感器是工业机器人的重要的核心零部件之一，融合了机械工程学、计算机科学、电子工程学等多学科技术，对企业的技术创新能力提出了高要求。英莱科技在激光视觉细分领域已深耕近十年，期间积累了90余项专利及软著，产品所占国内市场份额排名前二。自2015年起，英莱科技成功研发出激光视觉与工业机器人在焊接、切割、打磨、喷涂、码垛等领域的多套标准化解决方案，并将它们推向市场。2019年，英莱科技利用核心技术形成应用优势，设计并开发了多款智能机器人装备，为河北国亮新材料有限公司构建了一条耐火材料全流程智能化生产线。目前，英莱科技已为国内外多家耐火行业提供设备与技术支持，同时不断优化和拓展激光视觉产品，积极开拓智能制造的新领域。随着国内智能制造的升级，英莱科技面临更多的品牌竞争。赵治军指出，多元化竞争的产业格局将为英莱科技带来技术创新压力，同时也为市场增添活力。
　　
　　成果转化，政策助力企业高质量发展
　　
　　当前，国家高度重视机器人企业科技成果转化，发布了一系列政策以支持机器人产业应用场景的落地。唐山出台《唐山市机器人产业发展支持政策》，在推动与具有行业影响力的科研院所、头部企业及研究机构、机器人工程设计院合作方面，赵治军表示，希望政府能够建立信息平台，广泛征集省内外对机器人应用的需求，并发布企业的科研需求、用人需求等。从政策端形成强力助推，以增加产业信息渠道，助力产业进步。
　　
　　
　　▲英莱科技出海展示
　　
　　英莱激光视觉焊缝跟踪系统正在积极拓展国际市场，并以此为契机，寻求海外业务增长点，从而提升企业国际知名度。“在2021年，我们的产品成功获得了欧盟CE认证；2023年，我们又成功获得了境外的发明专利。”赵治军在谈及英莱科技海外布局时说道。目前，英莱科技核心产品已经成功销往欧美、南美、中东等10多个国家和地区，并与当地的企业建立了稳定的长期合作关系，藉此建立海内外客户供需联系网，帮助企业实现发展的良性循环。