In der modernen Metallfertigung ist das Schweißen nach Montage und Zerspanung der drittgrößte Industriezweig. Während des Schweißprozesses entstehen häufig starke Hitze, Rauch und Lichtbogenlicht, und die Arbeitsumgebung ist sehr rau, was den Arbeitern viele Fähigkeiten abverlangt. Datenstatistiken zufolge ist die tatsächliche Schweißeffizienz der Arbeiter jedoch sehr gering. Dies bedeutet nicht, dass die Arbeitnehmer nicht ernsthaft arbeiten, sondern vielmehr, dass die Arbeit zu komplex ist, was der Entwicklung der Arbeit nicht förderlich ist. Um die Schweißqualität zu verbessern, die Produktionseffizienz zu steigern und Arbeitskräfte einzusparen, wurde daher die Automatisierung des Schweißens auf die Tagesordnung gesetzt.
Der Schlüssel zur Schweißautomatisierung liegt in der Entwicklung eines leistungsstarken Schweißnahtverfolgungssystems. Die Funktion der Schweißnahtverfolgung besteht darin, die Position der Schweißpistole während des Schweißvorgangs automatisch zu erkennen und anzupassen, um so die Schweißrichtung beim Schweißen kontinuierlich zu verfolgen. Der Abstand zwischen der Schweißpistole und dem Werkstück bleibt stabil, wodurch die Schweißqualität gewährleistet, die Erfolgsquote beim Schweißen verbessert und die Arbeitsintensität verringert wird. Dadurch können Schweißqualitätsprobleme gelöst werden, die durch thermische Verformung und Inkonsistenz der Werkstücke während des Schweißens verursacht werden. Darüber hinaus werden Schweißer von rauen Umgebungsbedingungen befreit, wodurch ihre körperlichen Verletzungen verringert werden.
Das Schweißnahtverfolgungssystem besteht im Wesentlichen aus drei Teilen: Sensoren, Steuerungssystemen und Ausführungskomponenten. Sensoren sind ihr wichtigster Bestandteil. Heutzutage sind Laser-Vision-Sensoren diejenigen, die sich gut für die Fernsicht eignen. Laser-Vision-Sensoren verfügen über eine hohe Genauigkeit und gute Reproduzierbarkeit und können nicht nur zur Schweißnahtverfolgung, sondern auch zur Erkennung von Nutform, -breite und -querschnitt eingesetzt werden und bieten so die Grundlage für eine adaptive Steuerung von Schweißparametern.
Der Entwicklungstrend fortschrittlicher Fertigungstechnologie, kombiniert mit den Eigenschaften der Schweißfähigkeiten selbst, sind die zukünftigen Anforderungen an Schweißnahtverfolgungssysteme: hochpräziser Verfolgungsprozess, zuverlässige Anwendung vor Ort, stabile Funktion, starke Entstörungsfähigkeit, starke Anpassungsfähigkeit an die Umgebung und lange Dauerbetriebszeiten, die nicht durch Handarbeit ersetzt werden können. Der Erkennungsteil zukünftiger Schweißnahtverfolgungssysteme wird hauptsächlich auf visuellen Sensoren basieren. Die Anpassung der Verfolgungsrichtung und -geschwindigkeit wird durch die Steuerung des Motors erreicht, und intelligente Techniken der künstlichen Intelligenz wie Fuzzy-Operationen und neuronale Netze werden in die Schweißnahtverfolgungssteuerung integriert, um die Genauigkeit der nichtlinearen Systemsteuerung zu verbessern und das zu ermöglichen Schweißproduktionsprozess intelligenter machen.