拼板焊焊缝缺陷检测系统是一款基于高精度机器视觉与人工智能（AI）算法的自动化检测设备，专用于识别拼板焊接过程中的常见缺陷，包括漏焊、重叠（焊瘤）、虚焊、偏焊、台阶（错边）等。本系统可无缝集成于焊接生产线，实现实时检测、自动报警与数据记录，大幅提升焊接质量管控效率，降低人工检测成本。
核心功能：
l 多缺陷精准识别：同步检测焊缝的连续性、形状偏差、熔合质量及对位精度。
l 非接触式检测：采用光学成像与3D扫描技术，避免对焊缝造成二次损伤。
l 自适应工艺兼容：支持激光焊、电弧焊、MIG/MAG等多种焊接工艺，适配不同材料（钢、铝等）。
l 智能数据分析：自动生成缺陷报告，统计缺陷分布趋势，辅助工艺优化。
技术优势：
指标 | 参数/说明 |
定位精度 | ±5mm |
焊缝扫描速度 | 不低于100mm/s |
缺陷检出率 | ≥95% |
缺陷准确率 | ≥80% |
缺陷及焊缝尺寸精度 | ＜0.2mm |
用户价值：
l 降低废品率：提前拦截缺陷焊缝，减少返工成本。
l 提升一致性：替代人工目检，消除主观误差。
l 可追溯管理：完整记录检测数据，符合ISO 3834等认证要求。
1. 漏焊检测
图 1实拍图 图2点云图
(1) 定义：焊缝局部或全部未焊接，导致连接中断。
(2) 检测原理：
l 通过高分辨率相机扫描焊缝连续性，结合灰度分析识别断裂区域。
l AI算法比对标准焊缝模板，标记缺失部分。
2. 重叠检测
图 1实拍图 图2 点云图
(1) 定义：焊接材料堆积过量，形成凸起或焊瘤。
(2) 检测原理：
l 3D激光轮廓仪测量焊缝高度，超出阈值自动报警。
l 图像形态学处理识别异常凸起区域。
3. 虚焊检测
图 1实拍图 图2点云图
(1) 定义：焊缝表面成型但内部未熔合，强度不足。
(2) 检测原理：
l 线激光扫描获取焊缝截面轮廓
l 生成点云图进行分析
4. 偏焊检测
图 1实拍图 图2点云图
(1) 定义：偏焊(焊偏)是指焊接过程中焊枪未能准确对准预定的焊接点，导致焊缝位置向某一侧偏移或不一致的现象。
(2) 检测原理：
l 边缘检测算法计算焊缝中心线偏移量。
5. 台阶检测
(1) 定义：拼板对接处高度不一致，形成阶梯状缺陷。
(2) 检测原理：
l 线激光扫描获取焊缝截面轮廓，计算两侧板材高度差。
l 3D点云重建技术量化台阶尺寸。
1. 机械臂
图 3-1 机械臂 图3-2 机械臂控制柜
机械臂参数：
品牌 | AUBO-I10协作机器人 | 平均功率（w） | 500 |
自由度 | 6 | 峰值功率（w） | 2000 |
最大工作半径（mm） | 1350 | 工作环境温度范围（℃） | 0-50 |
负载（kg） | 38.5 | 工具速度（m/s） | ≤4.0 |
安装直接（mm） | 220 | 安装方式 | 任意角度 |
重复定位精度（mm） | ±0.03 | 防护等级 | IP54 |
工作环境湿度 | 90%相对湿度（非冷凝） | ISO 14644-1 洁净室等级 | 5 |
机械臂控制柜参数：
产品型号 | AUBO-CB-M | 控制柜尺寸（长*宽*高） | 390mm*370mm*265mm |
连接示教器线缆长度 | 4m | 连接机械臂线缆长度 | 5m（最长8m） |
通讯协议 | Ethernet、ModBus-RTU/TCP、Profinet（选配） | 接口与开放性 | SDK |
供电电源 | 100-240VAC,50-60Hz | 防护等级 | IP43 |
2. 焊接变位机
变位机参数：
型号 | XHB-0.T | 承载（kg）0°-90° | 600/300 |
翻转电机功率（kw） | 0.37 | 翻转速度（r/min） | 0.53 |
翻转角度（°） | 0-90 | 回转电机功率（kw） | 0.37 |
回转速度（r/min） | 0.1-1 | 回转调速方式 | 无极变频调速 |
工作台直径（mm） | 750 | 重心距（mm） | 100 |
偏心距（mm） | 50 |
3. 线激光扫描仪
参数：
型号 | LJ-X8400 | 基准距离 | 380 mm | |
翻转电机功率（kw） | 0.37 | 翻转速度（r/min） | 0.53 | |
测量范围 | Z 轴（高度） | ±60 mm（+95 ～ -220 mm *1）（F.S.=315 mm） | ||
X 轴（宽度） | 近 | 180 mm（163 mm *1） | ||
基准距离 | 210 mm | |||
远 | 240 mm（320 mm *1） | |||
光源 | 蓝色半导体激光 | 光点直径 | 约 275 mm×249 µm（基准距离上的） | |
光源 | 波长 | 405 nm（可见光） | ||
激光等级 | 2M 类激光产品（IEC60825-1、FDA（CDRH）Part 1040.10 *2）*3 | |||
输出 | 10 mW | |||
重复精度 | Z 轴（高度） | 5 µm *4*5 | ||
X 轴（宽度） | 10 µm *4*6 | |||
直线性 | Z 轴（高度） | 参考距离: ±60 mm ±0.025% of F.S.（±0.003%） 全部区域: ±0.035% of F.S.（±0.005%）*7 | ||
轮廓数据间隔 | X 轴（宽度） | 75 μm（50 μm 至） 100 μm（50 μm 至）*1 *8 | ||
激光照射位置确认功能 | 光源 | 蓝色 LED（405 nm） | ||
温度特性 | 0.01％ of F.S./℃ | 材质 | 铝 | |
1. 前期准备阶段
(1) 设备检查
① 确认焊接转台机械结构无异常
② 检查激光扫描仪校准状态
③ 验证机器人运动轨迹无障碍
(2) 安全确认
① 设置防护光栅工作范围
② 操作人员佩戴防护眼镜
2. 检测执行流程
(1) 工件定位
① 使用真空吸盘/机械夹具固定工件
② 转台自动调平
③ 视觉定位系统进行粗定位
(2) 焊道扫描
① 采用线激光扫描仪沿焊道轨迹扫描
② 实时生成3D点云数据
(3) 缺陷检测
① 对缺陷类型进行识别、分类
3. 质量控制环节
对疑似缺陷进行二次扫描、与标准样板数据库比对
4. 数据管理
(1) 生成检测报告
(2) 数据追溯
5. 实际案例
(1) 工件实际图
(2) 工件扫描图
(3) 工件缺陷检测图
(4) 文件
以下两份文件分别记录了案例焊缝的长度与宽度信息：
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汽车制造行业 车身框架拼接、车厢与货箱制造 | 航空航天制造 机身拼板自动焊接 | 船舶制造 船体板材自动化拼接 | 钢结构建筑 H型钢、箱型梁组对焊 |
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工程机械 大型结构件拼板焊接 | 压力容器 筒体纵缝/环缝焊接 | 轨道交通 高铁车厢、地铁车体的铝合金或不锈钢拼焊 | 电子与家电制造 精密电子元件外壳、家电面板一体化 |
1. 免费系统调试与培训
2. 一年软件技术支持
3. 24小时技术响应
