聚焦3D激光视觉传感器，哈工智测为焊接机器人装上“眼睛”

文｜武佳欣

焊接，是制造业生产制造环节中一项重要的加工技术。

在许多人眼中，焊接曾经总与刺目的弧光、飞溅的金属、呛人的烟尘为伴，而近年来，焊接技术正在迈入以焊接机器人和智能焊接系统应用为代表的新阶段。

数据显示，2016-2021年我国焊接机器人销量由2.3万台增长至4.16万台。但彼时市面上的焊接机器人基本停留在自动化而非智能化状态，导致在很多高端领域及复杂场景下无法适用。

伴随着激光视觉传感技术的发展，以及行业对焊接质量要求的不断提升，3D视觉传感器在焊接领域内的应用日渐广泛，可以进一步提升焊接质量，进而助推传统机器人向更多的焊接应用场景迈进。

成立于2021年的合肥哈工智测自动化科技有限公司（以下简称“哈工智测”），是一家专注3D激光视觉传感器的研发、生产及应用的科技型企业，致力于为机器人3D视觉信息采集、检测提供解决方案，为焊接、切割、打磨等加工的自动化提供技术基础。

36氪了解到，视觉传感器作为焊接机器人的“眼睛”，对焊接过程监测、焊缝特征提取检测、行动路线确定检测与定位等有着重要作用，通过其接收到的图像信息可以及时对机器人的行为进行调整，实现对实际焊接条件的主动适应。

目前，哈工智测已经拥有自主研发的“明图”品牌视觉传感器，并针对不同场景，形成了具备抗反光、高帧率、高分辨率、中量程、大量程、窄激光、宽激光和双目视觉等功能的产品矩阵。

公司联合创始人郭振杰告诉36氪，“明图”视觉传感器可以实现全面的场景覆盖：首先是针对各种材质的焊缝，从反光性很差的材料到光亮的铝合金、不锈钢，甚至近似镜面状态的工件，都有产品能实现识别；其次是针对各种类型的焊缝，从细小间隙乃至无间隙，到超深、超宽坡口的焊缝，都能找到对应使用的产品；最后，针对客户遇到的特殊生产场景，公司也有能力做到快速响应与定制化开发。

“明图”视觉传感器产品图

以超深坡口场景为例，由于很多工件是金属材质，如果坡口较深，轮廓表面的光线会相互反射，传感器通过光线感知到的物体轮廓也会受到很大影响。

郭振杰表示，一般的线激光传感器抗反光效果可能较差，而“明图”视觉传感器中的抗高反光系列产品采用了独创的点激光扫描技术，可以定点扫描、点线结合，保证工件轮廓的完整不变形，从而提高传感器对超深坡口、反光工件等复杂场景的适应能力。

除此之外，在焊接工艺上，“明图”视觉传感器在部分场景下已经实现自适应焊接，即可以根据工件的坡口截面尺寸，进行焊接摆动幅度、速度、电压、电流等参数的自适应调整，提高焊接质量与效率。

回到焊接机器人，36氪了解到，常规机器人主要采用“示教—再现”的方式确定焊接轨迹，往往需要精准的工件、精准的夹具、精准的机器人，才能保证准确的焊接轨迹，而这背后是生产成本上的压力和对工件一致性的高要求。

一旦焊缝宽度因工件尺寸偏差或设备精度等问题，发生变化或位置出现偏移，机器人却仍沿着固定的示教轨迹前进，不仅焊接质量很容易受到影响，甚至会因此造成重大生产事故。

对此，哈工智测自主研发了软件系统，通过激光焊缝跟踪传感器扫描工件，实时生成三维点云图，并在三维点云图上提取识别焊缝信息，用于规划机器人运动路径，实现智能焊接。

“常规的机器人示教每换一个工件都要重新进行编程，再生成新的示教轨迹。”郭振杰表示，“视觉传感器可以自主扫描工件轮廓并上传系统进行分析处理，从而大大简化了繁琐复杂的示教过程，不仅降低了客户使用难度，节约使用成本，也有利于焊接自动化的推广。”

视觉焊接机器人正在作业

郭振杰告诉36氪，目前“明图”产品已经针对几种工件开发出专用系统，后续也计划开发出更为通用的系统，针对多种工件和焊缝类型可以做到共用。

事实上，焊接设备的迭代始终与制造业转型进程紧紧相连。在制造业智能化大潮和技能人才缺口的影响下，焊接机器人的应用范围也在不断拓展。

在落地应用方面，“明图”视觉传感器的主要客户覆盖传统零部件制造、钢结构企业、集装箱制造业、工程机械制造、汽车零部件制造业、压力容器制造业、海工大型部件制造等领域，合作伙伴及服务客户包括中集集团、比亚迪集团、松下机器人等头部企业。

团队方面，哈工智测创始团队主要来自哈尔滨工业大学，具有机器人技术、焊接技术、检测仪器研制等基础，研发人员整体占比超过60%。

融资方面，郭振杰透露，哈工智测此前已获得合肥市智能机器人研究院的投资，目前正在规划后续的融资，主要用于产品打磨、新技术和新产品的研发推广以及优秀技术管理人才的引进。

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