采用視覺(jué)傳感器直接對(duì)焊接區(qū)域進(jìn)行成像的技術(shù)可以獲得更多的焊接過(guò)程和焊接質(zhì)量信息，對(duì)于建立焊接過(guò)程質(zhì)量實(shí)時(shí)傳感，實(shí)現(xiàn)焊接質(zhì)量閉環(huán)控制，具有重要意義。隨著光學(xué)器件成本的不斷降低和可靠性的不斷提高以及基于計(jì)算機(jī)的圖像軟硬件處理技術(shù)的迅速發(fā)展，為激光焊接視覺(jué)傳感檢測(cè)創(chuàng)造了條件。
  視覺(jué)傳感的優(yōu)點(diǎn)是直觀和非接觸，信息量大，通用性強(qiáng)，對(duì)焊接過(guò)程沒(méi)有擾動(dòng)，可以直接獲得焊接頭形式、熔池形狀、等離子形態(tài)等信息，更加直接反映了焊接過(guò)程中金屬的動(dòng)態(tài)行為，非常適合焊接過(guò)程質(zhì)量檢測(cè)和控制。視覺(jué)傳感的缺點(diǎn)是視覺(jué)信號(hào)反映的是焊接參數(shù)的綜合效應(yīng)，無(wú)法識(shí)別單一參數(shù)的狀態(tài)，對(duì)氣孔和裂紋等焊縫內(nèi)部缺陷難以識(shí)別。
  視覺(jué)傳感器是傳感系統(tǒng)的核心，其功能是將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，常用的視覺(jué)傳感器為CCD和CMOS器件。CCD稱(chēng)為電荷耦合器件，其上分布著大量縱橫排列的成像單元，每個(gè)成像單元是由一個(gè)光電二極管和一個(gè)電荷存儲(chǔ)單元組成。光電二極管同時(shí)收集到圖像的所有光線(xiàn)，然后在傳輸?shù)洁徑�的電荷存�?chǔ)單元，電荷數(shù)與光強(qiáng)呈正比。隨后所有的電荷信息被讀出，通過(guò)電荷到電壓轉(zhuǎn)換器和放大器感知。CCD傳感器的特點(diǎn)是靈敏度高、動(dòng)態(tài)范圍大、噪聲低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高等。
  CMOS也是可以感受光強(qiáng)變化的 半導(dǎo)體器件，通過(guò)CMOS上帶負(fù)電和帶正電的晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)基本功能。CMOS傳感器中，圖像存儲(chǔ)單元如面板那樣排列，每個(gè)像素點(diǎn)包括一個(gè)光電二極管、電荷到電壓轉(zhuǎn)換單元、重新設(shè)置和選擇晶體管以及一個(gè)放大器工具。CMOS器件靈敏度更高，處理速度更快，而功耗只有CCD的1/3.
  視覺(jué)傳感系統(tǒng)分為旁軸檢測(cè)和同軸檢測(cè)。旁軸檢測(cè)的傳感器與激光束不平行，是從側(cè)面對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)的。旁軸檢測(cè)位置靈活，易于與加工系統(tǒng)集成，可以觀察熔池表面狀態(tài)。但是傳感器相對(duì)于熔池是傾斜的，圖像有所失真，需要后續(xù)處理。同軸檢測(cè)的傳感器與激光束平行，不占據(jù)過(guò)多的空間，對(duì)激光焊接系統(tǒng)及其運(yùn)動(dòng)影響小，可直接檢測(cè)小孔深處的豐富信息。激光視覺(jué)傳感器系統(tǒng)通過(guò)CCD傳感器獲取的圖像經(jīng)過(guò)空間采樣和數(shù)模轉(zhuǎn)換后變成灰度矩陣，在計(jì)算機(jī)中產(chǎn)生數(shù)字圖像。通過(guò)計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行各種處理、分析、提取、識(shí)別。從圖像中獲得所需要的信息，然后將控制信號(hào)送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程的控制。過(guò)去視覺(jué)傳感常用語(yǔ)檢測(cè)激光焊接熔池圖像特制語(yǔ)熔池之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)激光焊機(jī)參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)熔池的預(yù)測(cè)和控制。
  隨著激光焊接檢測(cè)要求和圖像視覺(jué)技術(shù)傳感器和軟件的不斷成熟和發(fā)展，現(xiàn)在視覺(jué)成像技術(shù)通過(guò)多角度圖片信息和函數(shù)的算法，在視覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的技術(shù)運(yùn)用已經(jīng)變得成熟，在工件表面圖像清晰特征明顯的基礎(chǔ)上，該技術(shù)正逐步從簡(jiǎn)單到復(fù)雜環(huán)境運(yùn)用。目前在單一工件簡(jiǎn)易邊緣捕捉技術(shù)而運(yùn)用的視覺(jué)激光打標(biāo)領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)技術(shù)設(shè)備基本已經(jīng)成熟化，但在高端的復(fù)雜焊接環(huán)境和焊道環(huán)境下，核心部件和算法比國(guó)外依然有很大差距，目前在初步應(yīng)用試驗(yàn)中，其功能和算法還需要不斷完善已滿(mǎn)足日益復(fù)制的視覺(jué)環(huán)境和運(yùn)動(dòng)行走路線(xiàn)匹配控制！