焊接是集装箱生产过程中主要的工艺之一，目前国内集装箱行业，焊接自动化技术不成熟，焊接工艺主要靠人工来完成，不仅规格无法统一，焊接过程中经常出现意外事故。本项目旨在研发、生产一套智能实时焊道识别与自动引导控制系统，该系统主要用于集装箱的焊接设备中，一方面完成现有设备的自动化升级改造，另一方面，在新生产线上直接使用自动化焊接设备。提高生产效率，减少人工，减少生产事故发生。

    当前国内市场焊接技术和系统有很多，但是智能化系统比较少，一般是靠进口设备来解决，进口设备过程繁琐，价格高，不能定制。在汽车行业自动焊接机器人、机械手很多，其原因在于汽车零部件的精度很高，焊接机器人可以按照理论轨迹很精准的完成焊接过程，但是集装箱行业，标准的焊接机器人无法适应，主要原因在于集装箱部件的制造精度比较低，无法采用理论轨迹进行控制，所以必须要进行定制。我司研发的智能实时焊道识别与自动引导控制系统，能满足不同规格、不同要求的集装箱生产的需求。并且提高效率减少人工。目前产品已经试销售，与胜狮、中集、马士基等建立长期的合作关系。

1、项目创新点

（1）控制点自动补偿：当控制点远离或靠近焊接缝的时候，实时自动调节控制点与焊接缝的距离，以补偿焊接轨迹误差。与传统焊接引导技术相比，解决了焊道均匀性控制问题。

（2）焊接速度控制：当控制点处于不同焊接面时，实时调节焊接速度，使控制点相对于焊接面的线速度保持一致。相比传统的焊接速度控制，能够保持焊接速度的一致性，从而对焊道形成的质量控制有非常大的好处。

（3）焊缝图像识别与定位算法：对从摄像机获取的实时图像进行快速处理，实时识别出焊道并给出焊道中心点的坐标。这样识别与定位，有助于生产过程中快速定位焊道，是焊接点始终保持在焊缝中间，能够保证焊缝质量的一致性。

（4）双路激光定位检测：垂直于波纹板面的激光用于检测控制点与波纹面的距离；平行于波纹板面的激光用于检测控制点与焊接缝之间的距离。保障了生产过程中焊枪与焊接面的高度不变，与传统工艺相比更加准确无误。

（5）控制点双向自动摆动：当控制点与波纹板的斜面相交之前，对控制点进行以控制点为中心的圆弧摆动，使焊枪与波纹板的斜面成给定角度。减少了焊接过程中死角的误差，提高了焊接的灵活性和准确性。

（6）拐点轨迹控制：焊接面不为平面时，焊接头需要在拐点进行合理摆动，这种摆动要以焊接头为中心，同时摆动的速度与导轨的速度要匹配。这样做保障了生产过程中焊道形成的质量。

（7）执行机构：针对不同的焊接应用，采用不同的机械结构，以适应焊接工艺的要求。

2、关键技术

（1）焊缝自动识别技术。在本系统里面，焊缝采用两种方式进行识别：图像和激光位移传感器。通过对焊缝图像的处理、识别，并针对焊缝的特征，识别出焊缝的上下边沿以及焊缝的相对位置及其偏移。两路激光位移传感器获得工件的焊缝的平面坐标（位置尺寸），对此信息进行处理，由此判断出焊缝的轨迹：直线、斜面与拐点。

（2）多自由度协调控制技术。集装箱中，波纹板有很多，波纹板的焊接实现自动化的难度很大，焊枪在波纹线上焊接时需要保持与焊接面的焊接角度，并保持焊接线速度恒定，这就要求焊枪的轨迹需要多个自由度协调控制以满足上述要求。

（3）多传感器信息融合技术。本系统有多种传感器，如图像、激光位移传感器、微动开关、限位开关、接近开关等，这些传感器的信息需要进行融合处理，以便得到有用的信息。

（4）焊缝拟合技术。通过传感器检测出来的焊缝都是一些离散点，再结合焊缝的特点，由这些离散点拟合出完整的焊缝。