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浅谈机器人及其智能化的发展 2
篇一:说一说机器智能化实现的三个层次是怎样的?哪些技术推动了机器智能化
题
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班
学
姓
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教
日
目 浅谈机器人的认识及其智能化 业 机械设计制造及自动化 级 机设10-02班 号名 陈万里 绩 师 期
前言
我的文章主要侧重于机器人的智能化方面的介绍，附带一些机器人的基本方面介绍。 我们从广泛意义上理解所谓的智能机器人，它给人的最深刻的印象是一个独特的进行自我控制的“活物”。其实，这个自控“活物”的主要器官并没有像真正的人那样微妙而复杂。 智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器，[2]如视觉、听觉、触觉、嗅觉。除具有感受器外，它还有效应器，作为作用于周围环境的手段。这就是筋肉，或称自整步电动机，它们使手、脚、长鼻子、触角等动起来。由此也可知，智能机器人至少要具备三个要素：感觉要素，运动要素和思考要素。我们称这种机器人为自控机器人，以便使它同前面谈到的机器人区分开来。它是控制论产生的结果，控制论主张这样的事实：生命和非生命有目的的行为在很多方面是一致的。[3]正像一个智能机器人制造者所说的，机器人是一种系统的功能描述，这种系统过去只能从生命细胞生长的结果中得到，现在它们已经成了我们自己能够制造的东西了。智能机器人能够理解人类语言，用人类语言同操作者对话，在它自身的“意识”中单独形成了一种使它得以“生存”的外界环境——实际情况的详尽模式。它能分析出现的情况，能调整自己的动作以达到操作者所提出的全部要求，能拟定所希望的动作，并在信息不充分的情况下和环境迅速变化的条件下完成这些动作。当然，要它和我们人类思维一模一样，这是不可能办到的。不过，仍然有人试图建立计算机能够理解的某种“微观世界”。比如维诺格勒在麻省理工学院人工智能实验室里制作的机器人。这个机器试图完全学会玩积木：积木的排列、移动和几何图案结构，达到一个小孩子的程度。这个机器人能独自行走和拿起一定的物品，能“看到”东西并分析看到的东西，能服从指令并用人类语言回答问题。更重要的是它具有“理解”能力。为此，有人曾经在一次人工智能学术会议上说过，不到十年，我们把电子计算机的智力提高了10
倍；如维诺格勒所指出的，计算机具有明显的人工智能成分。
一、机器人的简介
（一）什么是机器人
的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。生产力在不断进步，推动着科技的进步与革新，以建立更加合理的生产关系。中国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器”
。在研究和开发未知及不确定环境下作业的
（二）机器人的组成
1) 执行机构
即机器人本体，其臂部一般采用空间开链连杆机构，其中的运动副（转动副或移动副）常
的考虑，常将机器人本体的有关部位分别称为基座、腰部、臂部、腕部、手部（夹持器或末端2) 驱动装置
是驱使执行机构运动的机构，按照控制系统发出的指令信号，借助于动力元件使机器人进行动
3)
检测装置
为两类：一类是内部信息传感器，用于检测机器人各部分的内部状况，如各关节的位置、速度、器，用于获取有关机器人的作业对象及外界环境等方面的信息，以使机器人的动作能适应外界情况的变化，使之达到更高层次的自动化，甚至使机器人具有某种“感觉”，向智能化发展，例
如视觉、声觉等外部传感器给出工作对象、工作环境的有关信息，利用这些信息构成一个大的反馈回路，从而将大大提高机器人的工作精度。
4) 控制系统
机反馈信息。根据作业任务要求的不同，机器人的控制方式又可分为点位控制、连续轨迹控制和力（力矩）控制。
（三）智能机器人的发展历史 智能型机器人是最复杂的机器人，也是人类最渴望能够早日制造出来的机器朋友。然而要制造出一台智能机器人并不容易，仅仅是让机器模拟人类的行走动作，科学家们就要付出了数十甚至上百年的努力。
役、苦工”）和Robotnik(波兰文，原意为“工人”），创造出“机器人”这个词。
行走，会说77个字，甚至可以抽烟，不过离真正干家务活还差得远。但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体。
为学术界默认的研发原则。
通信和控制机能与人的神经、感觉机能的共同规律，率先提出以计算机为核心的自动化工厂。
围环境的抽象模型，如果遇到问题，能够从抽象模型中寻找解决方法”。这个定义影响到以后
世界上第一家机器人制造工厂——Unimation公司。由于英格伯格对工业机器人的研发和宣传，
他也被称为“工业机器人之父”。
1962年 美国AMF公司生产出“VERSTRAN”（意思是万能搬运），与Unimation公司生产的Unimate一样成为真正商业化的工业机器人，并出口到世界各国，掀起了全世界对机器人和机器人研究的热潮。
1962年-1963年传感器的应用提高了机器人的可操作性。人们试着在机器人上安装各种各样的
觉”的机器人，并向人工智能进发。
指令发现并抓取积木，不过控制它的计算机有一个房间那么大。Shakey可以算是世界第一台智能机器人，拉开了第三代机器人研发的序幕。
1969年
日本早稻田大学加藤一郎实验室研发出第一台以双脚走路的机器人。加藤一郎长期致
司的机器人T3。说一说机器智能化实现的三个层次是怎样的?哪些技术推动了机器智能化。
PUMA至今仍然工作在工厂第一线。
同年，他还预言：“我要让机器人擦地板，做饭，出去帮我洗车，检查安全”。
简单又能任意拼装，使机器人开始走入个人世界。
焊接智能化机器人
篇二:说一说机器智能化实现的三个层次是怎样的?哪些技术推动了机器智能化
焊接智能化机器人
第一台Unimate型机器人是在 1959 年被制造出来的，自那以后，越来越多的工业机器人出现在世界各地的各行各业中，而其中一半左右的工业机器人为焊接机器人。自始至今，焊接机器人的发展经历了三个阶段：第一阶段的焊接机器人是以示教再现方式运行的；第二阶段为可以通过传感器接收信息的离线编程焊接机器人；第三阶段为智能机器人，它是多传感器的且能够自行编程以适应 环境。
自从1959年第一台工业机器人UNIMATE在美国诞生以来到现在，工业机器人经历了三个阶段，即示教再现阶段、离线编程阶段和自主编程阶段。据不完全 统计，全世界在役的工业机器人中大约有将近一半以上用于各种形式的焊接加工领域。因此，从某种意义上来说，工业机器人的发展历史就是焊接机器人的发展历史。目前，国内外大量应用的焊接机器人系统从整体上看基本都属于第一代或准二代的。随着计算机控制技术的不断进步，使焊接机器人由单一的单机示教再现型向多传感、智能化的柔性加工单元(系统)方向发展，实现由第二代向第三代的过渡将成为焊接机器人追求的目标，实现焊接产品的自动化、柔性化与智能化 已成为发展的必然趋势。
焊接机器人具有焊接质量稳定、改善工人劳动条件、提高劳动生产率等特点，自从第一台工业机器人问世以来，焊接机器人就显示出了极强的生命力。经过近 50年的飞速发展，在工业发达国家，焊接机器人已经广泛应用于汽车工业、航天、船舶、机械加工行业、电子电气行业、食品工业及其他相关制造业等诸多领域中，并作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志之一。目前，比较著名的焊接机器人公司有日本的Motoman、FANUC、Yaskwa，德国的KUKA，瑞典的ABB，美国的Adept Technology，意大利的COMAU，这些公司已成为其所在地区的支柱性企业。
尽管焊接机器人在生产中得到广泛应用，使焊接质量得到了极大改善，有效提高了企业的劳动生产效率，但在应用中仍然存在很多方面的问题值得我们去进 一步研究和改善，其中最主要的有以下三大方面。
(1) 焊接机器人位置偏移后重新示教的问题
这个工作现在需要占用大量的生产时间，如果能够利用先进的计算机动态仿真技术对其进行离线示教和仿真，将是焊接机器人应用的一次革命性的改善。
(2) 焊接机器人的校轴过程占用过多时间的问题
机器人在轴的校正过程中耗费比较长的时间，对于流水化的自动生产线来说，其停机所造成的经济损失非常巨大。如果能够应用高智能化的检测手段，使机器人在其轴的基本参数丢失或变化后，能够自动快速恢复到发生故障前的状态，将给自动化生产线带来巨大的生产效益，目前的TCP自动校零技术仍然有待进一步的提高。
(3) 焊接机器人焊接过程的焊缝实时跟踪问题
目前焊接机器人进行弧焊时，对焊缝进行动态跟踪反馈仍然还没有很好地应用于生产。利用智能技术，动态跟踪焊缝状态，实时反馈，这是保证弧焊质量的可靠性和稳定性发展的一个趋势。
焊接质量控制一直是焊接研究的热点和难点，也是焊接界工作者致力研究的重要课题。在实际焊接中，常常存在变形、变散热、变间隙、变错边等因数，影响焊缝成形的质量。为了克服焊接过程中这些不确定性因素对精密焊接件质量的影响，迫切需要采用信息反馈、智能控制等技术提高现行焊接机器人的适应性或智能化水平，使之能实现初始焊位识别与自主导引、实时焊缝纠偏与跟踪、焊接熔池动态特征信息获取、工艺参数自适应调节和焊缝成形的实时控制，即实现机器人焊接过程的智能化控制。特别是在追求高质量、高效率的今天，焊接机器人自动化、智能化已成为焊接发展的必然趋势，对焊缝质量实时智能控制的要求也显得更为迫切。从目前国内外研究现状来看，焊接机器人智能化技术研究主要集中在焊接传感技术、焊缝识别与导引技术、焊缝跟踪技术、焊缝成形质量控制方法、多机器人协调控制技术与遥控焊接技术等6个主要方面。
（1） 焊接机器人传感技术
传感器在焊接机器人中具有重要作用，除了有传统的位置、速度、加速度、力传感器外，还有激光、视觉、电弧传感器。利用传感技术在焊缝自动跟踪和自动化生产线上物体的自动定位以及精密装配作业等场合，大大提高了机器人的作业性能和对环境的适应性。为进一步提高机器人的智能和适应性，多种传感器的使用是其问题解决的关键。其研究热点在于有效可行的多传感器融合算法，特别
是在非线性、非平稳和非正态分布的情形下的多传感器融合算法。多传感器信息融合技术目前尚处于研究阶段，国内外的相关研究还不是很成熟。
（2） 焊缝识别与导引技术说一说机器智能化实现的三个层次是怎样的?哪些技术推动了机器智能化。
实施机器人焊接的首要技术之一是如何寻找并导引机器人焊枪接近焊接的初始点，焊缝的识别与导引是焊接机器人智能化的重要组成部分。在现有的研究成果中，主要是通过基于视觉的方法对焊缝进行识别与导引。Welding and cutting杂志曾论述过一种基于移动机器人的获取焊缝接头位置并对焊接机器人进行导引的方法，该方法能够通过传感系统自动地获取焊接的接头位置并计算出焊缝的轨迹信息，并通过计算出的焊缝信息调整焊枪的姿态。陈希章提出了一种空间焊缝的路径规划方法，通过双目视觉传感技术对空间焊缝的三维坐标进行了恢复。
（3）焊缝跟踪技术
在实际焊接中，精确的焊缝跟踪是保证焊接质量的关键技术，是实现焊接过程自动化的重要研究方向。随着近代模糊数学和神经网络的出现并成功地应用于焊缝跟踪系统，焊缝跟踪技术已经进入到了智能跟踪的时代。
Journal of Materials Processing Technology提出了一种基于模糊逻辑推理的焊缝跟踪系统。通过安装在机器人上的CCD装置获取焊接过程的图像，根据图像处理技术得到焊缝的边缘，采用模糊逻辑推理的控制方法对焊接的过程进行纠偏。此方法实现了对直线焊缝、曲线焊缝和折线焊缝的焊缝跟踪，取得了较好的跟踪效果。
刘亚（音）提出一种基于遗传算法的焊接机器人路径规划方法，针对多自由度的机器人，采用遗传算法对机器人的路径和各个关节位姿进行最优规划，取得了稳定可靠的焊接结果。
也有文献提出一种基于被动视觉的焊缝实时跟踪系统。通过摄像机获取焊接过程中的焊缝图像，通过图像处理算法提取出焊缝的上下两条边缘，根据焊缝中心线和熔池中心的位置偏差调整焊接机器人的行走轨迹。
(4) 焊缝成形质量控制方法
由于焊接过程是一个多参数相互耦合的时变的非线性系统，很难采用传统的 控制方法对焊接过程进行控制。近些年随着模糊控制理论和神经网络控制技术及
专家系统理论的发展，模拟焊工操作的智能控制方法已经在焊接过程中成功应用，主要涉及到的技术包括熔池动态过程的视觉传感技术、建模与智能控制。
Journal of Materials Processing Technology提出了针对焊接机器人弧焊过程中焊缝成形的控制方法。通过神经网络模型对焊接过程的正面余高进行实时在线的预测，针对预测得到的结果调整焊接过程的参数，焊缝成形的质量取得了较好的结果。
李来平、杜全营通过CCD摄像机对焊接熔池的图像进行采集，根据熔池表面的成像特点，开发了由熔池图像提取熔池三维形状参数的图像处理算法。
（5） 多机器人协调控制技术
这是目前机器人研究的一个新领域。主要对多智能体的群体体系结构、相 互间的通信与磋商机理、感知与学习方法、建模和规划、群体行为控制等方面进行研究。
马国红设计了一种复杂焊接机器人系统的Petri Net模型，开发出基于局域网络通信的软件控制系统，实现了多台机器人的协同控制，进行了多机器人铝合金GTAW角焊试验。
Lecture Notes in Control and Information Science设计了一种激光焊接多智能体柔性制造加工系统（LWFMS），在激光焊接过程中，实现了多个机器人 在激光焊接过程中的协调和控制。
（6）遥控焊接技术
在一些诸如核辐射、深水、有毒等高危险环境中进行焊接或其他作业，需要有遥控的机器人代替人去工作。当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自动系统，而是致力于操作者与机器人的人机交互控制。国内外对遥控技术的研究成果较多，遥控焊接正向着实用化的方向发展。美国发射到火星上的索杰纳机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。
（7）其他相关技术
焊接机器人智能化技术覆盖的领域范围广，它融合了多个学科的研究成果。除了以上介绍的几个主要的发展方向以外，机器人智能化技术还在焊接电源的配套设计、机器人结构设计、离线编程、专家系统、虚拟机器人技术等领域研究取得了较大的进展。说一说机器智能化实现的三个层次是怎样的?哪些技术推动了机器智能化。
（8）特种焊接机器人技术
目前，关节式焊接机器人已在汽车制造、工程机械、航空航天、船舶等行业 获得广泛应用，但对一些危险、恶劣及特殊环境下，例如航天空间、深海作业、管道内外焊接等，传统的关节式焊接机器人难以胜任，为此需要研究发展新型的特种焊接机器人。特种焊接机器人是21世纪焊接自动化、智能化技术的集中体现，它融合了多学科的知识，如机构学、控制工程学、计算机科学、人工智能、微电子学、光学、传感技术、材料学以及仿生学等，是当今国际焊接自动化、智能化技术发展的重要方向。与传统的焊接机器人相比，特种机器人通常是在非结构环境下自主工作，更多依赖其对环境信息的获取和智能决策能力，更强调感知、思维和复杂行动能力，比一般意义的焊接机器人需要更大的灵活性、机动性，具有更强的感知、决策、反应以及行动能力，是最高意义上的焊接自动化、智能化。 针对各个领域的应用特点，科学技术人员正在研制各种类型的特种焊接机器人，现在国外已开发出空间焊接机器人、深海焊接机器人、管道焊接机器人、球罐焊接机器人、军用焊接机器人等，这些特种焊接机器人将更加符合各应用领域的特殊要求，其功能和智能程度也大大超出了一般的关节式焊接机器人的范围，使焊接机器人技术呈现出更加广阔的发展空间。在国外，生产特种焊接机器人的公司数量近几年迅速增加，特种焊接机器人产业已经形成，并对社会与生产力的发展发挥了重大的推动作用。
我国在“863”计划支持下，在水下焊接机器人、爬壁焊接机器人、管道焊接机器人、球罐焊接机器人等方面开展了研究，培养了队伍，取得了一批研究成果，在某些技术方面达到了国际先进水平，但从总体上与国际发达国家相比还有较大差距，没有形成规模产业，自主知识产权的成果相对较少。蒋力培等研发了无导轨磁轮自由行走式全位置焊接及有导轨全位置特种焊接机器人系列产品。朱加雷等研制了适合核电环境水下焊接的试验系统，可进行水下环境的远程控制自动化焊接作业。张华等公布了有关水下焊接机器人机构设计、焊缝识别与跟踪控制、技术、焊接方法及工艺、机器人运载技术、机器人通信技术等技术。
当前焊接机器人技术研究主要集中在以下四个方面：焊接机器人用弧焊电源的研究；焊缝跟踪技术的研究；多台焊接机器人和外围设备的协调控制技术；仿真技术。
机器人智能化焊接技术
篇三:说一说机器智能化实现的三个层次是怎样的?哪些技术推动了机器智能化
机器人智能化焊接技术
1、智能化焊接的大背景：
自从改革开放以来，中国制造业发展突飞猛进，彻底激活了中国的加工业，让中国成为了“世界工厂”之说，但是近年来，随着中国人口红利的日渐消失，外来制造业正逐步转移到东南亚以及印度、巴西、墨西哥等劳动力成本较低的国家。正如美国提出制造业回归概念，中国制造业的未来应该考虑如何能够长远提升中国创造的能力以及产业投资、经营环境，而不应该仅仅停留在早期代工阶段。
目前，中国制造业生产技术特别是关键技术主要依靠国外的状况仍未从根本上改变，部分行业劳动密集型为主，附加值不高。目前，尽管我国制造业的技术创新有所提高，但在自主开发能力仍较薄弱，研发投入总体不足，缺少自主知识产权的高新技术，缺乏世界一流的研发资源和技术知识，对国外先进技术的消化、吸收、创新不足，基本上没有掌握新产品开发的主动权。
更为关键的是，大部分企业和政府部门基于中国市场的薪资水平，来为是否选用机器人做成本核算，却根本没有考虑到周边国家及地区“竞争对手”的人力成本。其实，大规模使用机器人升级制造业，更深层次的原因是减少流水线管理成本以及提高企业的管理和生产效率。因为除了精准、高效、可适应恶劣生产环境等优势，机器人可以给制造业带来“高水平制造工艺”和“制造高水平产品”。
为了提高我国的制造业技术以及提升我们产品的附加价值，我们国家提出了在2025年实现工业4.0（工业化4.0）。工业化4.0最开始是德国政府提出的一个高科技战略计划，其技术基础是网络实力系统及物联网。德国所谓的工业四代(Industry4.0)是指利用物联信息系统(Cyber—PhysicalSystem简称CPS)将生产中的供应，制造，销售信息数据化、智慧化，最后达到快速，有效，个人化的产品供应。工业4.0已经进入中德合作新时达了。
全世界平均45%的钢用于焊接结构，而工业发达国家焊接结构用钢量已达到占钢产量的60%~70%。近些年，随着我国工业现代化的高速发展，许多重型结构如电站锅炉、压力容器、重型机械、船舶等结构大型化，使焊接结构用钢量大幅上升，但是我国焊接生产机械化、自动化水平低，为了提高生产效率，提高产品的精度，降低工人劳动强度，我们国家需要向焊接自动化，焊接智能化发展。
2、智能化焊接实现的途径：
一、前言
焊接机器人是应用最广泛的一类工业机器人，在各国机器人应用比例中大约占总数的40％～60％。采用机器人焊接是焊接自动化的革命性进步，它突破了传统的焊接刚性自动化方式，开拓了一种柔性自动化新方式。刚性自动化焊接设备一般都是专用的，通常用于中、大批量焊接产品的自动化生产，因而在中、小批量产品焊接生产中，焊条电弧焊仍是主要焊接方式，焊接机器人使小批量产品的自动化焊接生产成为可能。
焊接机器人的主要优点如下：
1)易于实现焊接产品质量的稳定和提高，保证其均一性；
2)提高生产率，一天可24h连续生产；
3)改善工人劳动条件，可在有害环境下长期工作：
4)降低对工人操作技术难度的要求；
5)缩短产品改型换代的准备周期，减少相应的设备投资；
6)可实现小批量产品焊接自动化；
7)为焊接柔性生产线提供技术基础。
二、机器人焊接智能化系统技术组成
机器人焊接智能化系统是建立在智能反馈控制理论基础之上，涉及众多学科综合技术交叉的先进制造系统。除了不同的焊接工艺要求不同的焊接机器人实现技术与相关设备之外，现行机器人焊接智能化系统可从宏观上划分为如图1所示的组成部分：
1)机器人焊接任务规划软件系统设计技术；
2)焊接环境、焊缝位置及走向以及焊接动态过程的智能传感技术；
3)机器人运动轨迹控制实现技术；
4)焊接动态过程的实时智能控制器设计；
5)机器人焊接智能化复杂系统的控制与优化管理技术。
三、机器人焊接任务规划技术
机器人焊接任务职能规划系统的基本任务是在一定的焊接工作区内自动生成从初始状态到目标状态的机器人动作序列、可达的焊枪运动轨迹和最佳的焊枪姿态、以及与之相匹配的焊接参数和控制程序，并能实现对焊接规划过程的自动仿真与优化。
机器人焊接任务规划可归结为人工智能领域的问题求解技术，其包含焊接路径规划和焊接参数规划两部分。由于焊接工艺及任务的多样性与复杂性，在实际施焊前对机器人焊接的路径和焊接参数方案进行计算机软件规划(即CAD仿真设计研究)是十分必要的。这一方面可以大幅度节省实际示教对生产线的占用时间，提高焊接机器人的利用率，另一方面还可以实现机器人运动过程的焊前模拟，保证生产过程的有效性和安全性。
机器人焊接参数规划主要是指对焊接工艺过程中各种质量控制参数的设计与确定。焊接参数规划的基础是参数规划模型的建立，由于焊接过程的复杂性和不确定性，目前应用和研究较多的模型结构主要是基于神经网络理论、模糊推理理论以及专家系统理论等。根据该模型的结构和输入输出关系，由预先获取的焊缝特征点数据可以生成参数规划模型所要求的输入参数和目标参数，通过规划器后即可得到施焊时相应的焊接工艺参数。
机器人焊接路径规划不同于一般移动机器人的路径规划。它的特点在于对焊缝空间连续曲线轨迹、焊枪运动的无碰，路径以及焊上枪姿态的综合设计与优化。由于焊接参数规划通常需要根据不同的工艺要求、不同的焊缝空间位置以及相异的工件材质和形状作相应的调整，而焊接路径规划和参数规划又具有一定的相互联系，因此对它们进行联合规划研究具有实际的意义。对焊接质量来讲，焊枪的姿态路径和．焊接参数是一个紧密耦合的统一整体。一方面在机器人路径规划中的焊枪姿态决定了施焊时的行走角和工作角，机器人末端执行器的运动速度也决定了焊接速度，而行走角、工作角、焊接速度等都是焊接参数的重要内容；另一方面，从焊接工艺和焊接质量控制角度讲，焊接速度、焊枪行走角等参数的调整由必须
在机器人运动路径规划中得以实现。而从焊缝成形的规划模型来看，焊接电流、电弧电压、焊枪运动速度、焊接行走角4个量又必须有机地配合才能较好。地实现对焊缝成形的控制。因此焊接路径和焊接参数是一个有机的统一整体，必须进行焊接路径和焊接参数的联合规划。
四、机器人焊接传感技术
人的智能标志之一是能够感知外部世界并依据感知信息而采取适应性行为。要使机器人焊接系统具有一定的智能，研究机器人对焊接环境、焊缝位置及走向以及焊接动态过程的智能传感技术是十分必要的。机器人具备对焊接环境的感知功能可利用计算技术视觉技术实现，将对焊接工件整体或局部环境的视觉模型作为规划焊接任务、无碰路径及焊接参数的依据，这里需要建立三维视觉硬件系统，以及实现图像理解、物体分割、识别算法软件等技术。
视觉焊缝跟踪传感器是焊接机器人传感系统的核心和基础之一。为了获取焊缝接头的三维轮廓并克服焊接过程中弧光的干扰，机器人焊缝跟踪识别技术一般是采用激光、结构光等主动视觉的方法，从而正确导引机器人焊枪终端沿实际焊缝完成期望的轨迹运动。由于采用的主动光源的能量大都比电弧光的能量小，一般将这种传感器放在焊枪的前端以避开弧光直射的干扰。主动光源一般为单光面或多光面的激光域扫描的激光束水山工业os且肃缺的瞄姑扭价曙檀辱馏健权层处理稳定、简单、实用性好。
结构光视觉是主动视觉焊缝跟踪的另一种形式，相应的传感器主要有两部分组成：一个是投影器，用它的辐射能量形成一个投影光面；一个是光电位置探测器件，常采用面阵CCD摄像机。它们以一定的位置关系装配后，并配以一定的算法，便构成了结构光视觉传感器，它能感知投影面上所有可视点的三维信息。一条空间焊缝的轨迹可看成是由一系列离散点构成的，其密集程度根据控制的需要而定，焊缝坐标系的原点便建立在这些点上，传感器每次测得一个焊缝点位姿并可获得未知焊缝点的位姿启发信息。导引机器人焊枪完成整个光滑连续焊缝的跟踪。
焊接动态过程的实时检测技术主要指在焊接过程中对熔池尺寸、熔透、成形以及屯弧行为等参数的在线检测，从而实现焊接质量的实时控制。由于焊接过程的：弧光干扰复杂的物理化学反应、强非线性以及大量的不确定性因素的作用，使得对焊接过程可靠而实用的检测成为瞩目的难题。长期以来；已有众多学者探索过用多种途径及技术手段检测尝试，在一定条件下取得了成功，各种不同的检测手段、信息处理方法以及不同的传感原理、技术实现手段，实质上是要求综合技术的提高。从熔池动态变化和熔透特征检测来看，目前认为计算机视觉技术、温度场测量、熔池激励振荡、电弧传感等方法用于实时控制的效果较好。
五、焊接动态过程智能控制技术
焊接动态过程是一个多因素影响的复杂过程，尤其是在弧焊动态过程中对焊接熔池尺寸(即熔宽、熔深、熔透及成形等焊接质量)的实时控制问题，由于被控对象的强非线性、多变量耦合、材料的物理化学变化的复杂性，以及大量随机干扰和不确定因素的存在，使得有效地实时控制焊接质量成为焊接界多年来瞩目的摊题。也是实现焊接机器人智能化系统不可逾越的关键问题。
由于经典及现代控制理论所能提供的控制器设计方法是基于被控对象的精确数学模型建模的，而焊接动态过程不可能给出这种可控的数学模型，因此对焊接过程也难于应用这些理论方法设计有效的控制器。
近年来随着模拟人类智能行为的模糊逻辑、人工神经网络、专家系统等智能控制理论方法的出现，使得我们有可能采用新思路来设计模拟焊工操作行为的智能控制器，以期解决焊接质量实时控制的难题。目前已有一些学者将模糊逻辑、人工神经网络、专家推理等人工智能技术综合运用于机器人系统焊接动态过程控制问题。
针对实际的焊接动态过程控制对象，智能控制器的设计需要许多技巧性的工作，尤其在控制器的实时白适应与自学习算法研究及其系统实现尚有许多问题，而且对不同的焊接工艺、不同的检测手段都将导致不同的智能控制器设计方法。焊接动态过程智能控制器与焊接机器人系统设计结合起来，将使机器人焊接智能化技术有实质性的提高。
六、机器人焊接智能化集成系统
对于以焊接机器人为主体的包括焊接任务规划、各种传感系统、机器人轨迹控制以及焊接质量智能控制器组成的复杂系统，要求有相应的系统优化设计结构与系统管理技术。从系统控制领域的发展分类来看，可将机器人焊接智能化系统归结为一个复杂系统的控制问题。这一问题在近年的系统科学的发展研究中已有确定的学术地位，已有相当的学者进行这一方向的研究。目前对这种复杂系统的分析研究主要集中在系统中存在的各种不同性质的信息流的共同作用，系统的结构设计优化及整个系统的管理技术方面。随着机器人焊接智能化控制系统向实用化发展，对其系统的整体设计、优化管理也将有更高的要求，这方面研究工作的重要性将进一步明确。
七、小结