在电弧焊应用中使用机器人技术可以缩短焊接周期，提高焊接质量和可重复性。只有当焊接接头本身是一致的和可重复的，这才有可能。不幸的是，由于不充分的工具和零件准备，焊接接头经常大大偏离程序焊接路径。先进工具的使用，如TAST、触摸传感、2D或3D视觉系统和激光视觉跟踪，有助于最小化由零件和工具缺陷造成的问题，并允许扩大以前不可能的焊接机会。

触摸感应
触摸传感是一种低成本、基于软件的关节位置传感系统。触摸传感通过使用焊条、喷嘴或其他传感指针与部件进行电接触来工作。机器人存储位置数据，然后在起弧前自动对整个焊缝路径进行调整。触摸传感允许调整在一个，两个，或三个维度。
使用触摸传感的一个缺点是由于执行搜索例程而增加了周期时间。增加的时间通常为每个关节3-5秒。此外，为了使触摸传感最有效，部件必须定义边缘以便传感器查找。

刹
用于跟踪焊接接头的另一个相对低成本的软件方法是通过电弧接缝跟踪（TAST）。餐具使用焊接电流反馈来确定焊炬的垂直位置。随着接触尖端到下班距离的增加，电流变小，随着接触尖端缩短，电流量增加。味道校正火炬垂直位置的变化，以保持恒定的粘性。类似地，餐具使用焊接电流反馈和机器人的编织功能来确定焊炬在焊接接头中的横向位置。在关节的中心，电弧电流至少为最小。当火炬到达其编织周期的边缘时，电弧电流峰值。如果织物循环边缘处的峰值电流的值增加，则割炬正在远离焊接接头，并且尝试是必要的校正。

虽然TAST提供了一种低成本的解决方案来纠正不完美的焊接接头，但系统变量的设置是具有挑战性的，需要彻底了解焊接过程。此外，TAST不能用于焊接铝，因为由于在棒的变化电流的变化不够显著，不足以跟踪。一旦安装完成，焊接过程必须保持稳定，以防止错误的电流反馈数据返回到机器人。TAST最适用于材料厚度大于2mm和移动速度在35-50英寸ipm(英寸每分钟)之间的应用。

2D和3D视觉系统
2D视觉系统，如Fanuc Robotics，Inc.®集成的机器人Vision®（Irvision®）可与触摸感应相同，以改善循环时间和质量。IRVISION®用于建立弧前的接头位置跟踪，机器人引导和错误校对。在机器人指导中，对于每个部件或焊缝，操作员校准相机并在理想部件上教导焊接路径。该参考图像存储在机器人的存储器中。在此后，相机在建立弧之前拍摄相机，并且机器人在参考图像和新图像之间执行模式匹配。然后，机器人计算任何偏移并相应地调整整个焊接路径。

Robo Pipe Torchwhile触摸感测可以花费3-5秒来对每个接头执行相同的计算，使用2D摄像机将这次缩短为秒的十分之一。另外，使用2D摄像机使得可以在机器人不必实际触摸部分以找到接缝以便达到1mm的材料上的材料上的接缝。为了最大限度地减少错误的可能性，相机拍摄图片以验证正确的部分方向和安全功能的存在。此错误检测功能可以防止过程中的错误或在执行下一个操作之前检测到它。这消除了对昂贵的接近传感器的需求，并降低了破坏工具或机器人的风险。

照明对于2D视觉系统至关重要。任何环境灯包括阳光，架空灯或靠近接近的其他焊接弧都可以扭曲图像并降低图案匹配的精度。这可以使2D视觉系统繁琐用于在铝等闪亮材料上使用。此外，由焊接电弧产生的恶劣环境可能会阻碍相机的准确性。如果摄像机安装了割炬，则必须从焊接弧中保护镜头免受加热和喷溅。3D Vision系统采用与2D视觉系统相同的技术，并加入激光。虽然2D视觉系统检测x和y方向和部分旋转中的部件移动，3D视觉系统增加了检测，以获得高度，间距和偏航的变化。

激光视觉跟踪
激光视觉跟踪为材料厚度小于1mm或间隙小于1mm的焊缝提供了一种三维实时跟踪方法。激光传感器安装在机器人手臂上，距离焊枪大约一英寸。激光二极管将一条线投射到零件上，摄像机根据激光线的变形来检测接缝。相机的软件然后向机器人提供关于间隙和调整变化的反馈。这些数据允许机器人对焊枪位置、行进速度、编织幅度和其他焊接参数(如电压和电流)进行必要的调整。激光视觉跟踪不妨碍整体旅行速度，焊接速度100ipm仍然可以达到。由于激光工作在单一波长上，它不容易受到环境光的干扰。软件算法减少了噪音和不必要的反馈，也使激光视觉跟踪在闪亮材料，如铝和不锈钢上成为可能。此外，相机被安装在距离手电筒一英寸的前视距离，以防止焊接飞溅、烟雾和高温。从模拟技术到数字技术的转变极大地提高了激光视觉跟踪的能力。 Digital technology allows for the sensor to have a wider range and clearer signal. Compared to their analog counterparts, digital sensors are roughly four times more precise and have faster scanning rates. One of the main disadvantages still associated with Laser Vision Tracking is the cost of the system, which can be $50,000 or more. In addition, since the sensor is mounted to the torch, it can limit torch access in some applications.

结论
对于任何机器人应用，都有几个可用的选项来帮助提高焊接质量和重复性，包括TAST、触摸传感、2D视觉和激光视觉跟踪。图1显示了讨论的选项之间的比较，并且Lincoln Electric Automation雇佣了经验丰富的专业人员来帮助进行任何应用程序审查。这些选项都有自己的优点和局限性，只有对每个应用程序进行全面的评估，用户才能确定哪个系统在提高生产力和提高质量方面能够提供最大的投资回报。