激光焊焊缝跟踪系统是一种用于实时检测和修正焊接路径偏差的自动化技术，广泛应用于高精度焊接领域（如汽车制造、航空航天、精密仪器等）。其核心目标是确保激光焊接过程中焊枪或激光束与焊缝的精确对位，从而提高焊接质量、减少缺陷并提升效率。

激光传感器

采用激光视觉传感器，发射激光条纹到焊缝表面，通过反射光捕捉焊缝的几何信息（宽度、深度、位置等）。

常见技术：激光三角测量法、结构光投影。

图像处理单元

对采集的激光条纹图像进行实时处理，提取焊缝特征（如边缘、坡口形状）。

常用算法：边缘检测、滤波、特征点匹配、深度学习（用于复杂焊缝识别）。

控制与执行机构

根据检测结果，通过伺服电机或机械臂调整焊枪位置，实时修正焊接路径。

实时检测

激光传感器在焊接前或焊接过程中扫描焊缝区域，生成高分辨率的3D点云数据。

通过对比预设焊缝模型与实际检测数据，计算位置偏差（横向、纵向、高度方向）。

闭环反馈控制

偏差信号传输至控制系统，驱动执行机构调整焊枪姿态，确保激光焦点始终对准焊缝中心。

激光视觉传感

主动式检测：激光投射到焊缝表面，通过相机捕捉变形后的激光条纹，分析焊缝轮廓。

被动式检测：直接通过工业相机拍摄焊缝图像，依赖环境光源（较少用于高精度场景）。

特征提取技术

边缘检测：识别焊缝与母材的边界。

模板匹配：预设焊缝几何模板，与实时图像进行匹配。

深度学习：通过卷积神经网络识别复杂焊缝形态（如V型坡口、搭接焊缝）。

多传感器融合

结合激光传感器、红外测温、超声波检测等，同步监控焊缝形貌和焊接质量。

复杂焊缝跟踪

适用于曲线焊缝、三维空间焊缝（如汽车车身焊接、管道焊接）。

高反光材料焊接

通过抗干扰算法处理金属表面的镜面反射问题。

高速焊接

实时性要求高（如锂电池极耳焊接，焊接速度可达10-20 m/min）。

高精度：定位精度可达±0.01 mm，满足精密焊接需求。

实时性：毫秒级响应，适应高速焊接场景。

适应性强：可处理多种焊缝类型。

环境干扰：焊接飞溅、烟尘、强光可能影响传感器精度。

复杂焊缝形态：异形坡口、多层多道焊需更复杂的算法支持。

成本：高精度激光传感器和控制系统成本较高。

激光焊焊缝跟踪系统通过高精度传感、实时图像处理和闭环控制技术，显著提升了焊接自动化水平和质量稳定性。随着AI算法和新型传感器的进步，其在工业领域的应用将进一步扩展，尤其在新能源、航空航天等高端制造领域具有广阔前景。实际应用中需根据具体工况选择合适的系统配置和算法优化方案。