视觉传感技术在机器人智能化焊接中的研究现状：
1. 工业机器人市场和焊接应用：
随着中国劳动力成本的提高，传统的以廉价劳动力为基础的“中国制造”模式已难以为继，因此越来越多的制造企业开始关注焊接自动化技术，尤其是焊接机器人。根据国际机器人联合会（IFR）2015年的统计数据，预计到2020年，工业机器人的全球市场将达到26.8万台，其中大约30%应用于焊接领域。这对应着超过240亿的系统集成和焊接智能化市场的潜在需求。
2. 智能化焊接技术的重要性：
中国的《中国制造2025》战略实施推动了焊接制造领域的数字化、网络化、智能化转型。焊接产品的发展趋势包括性能高端化、结构大型化、服役环境极限化，以及寿命长、高可靠性等。焊接过程信息需求量显著增加，而智能化焊接技术，作为信息技术牵引的一类交叉学科，正在成为制造过程中的重要技术。
3. 视觉传感技术的关键作用：
视觉传感技术是机器人智能化焊接发展的关键因素之一。视觉传感技术包括人的感官信息处理（焊接过程中的视觉、听觉、触觉）、经验知识整合（如熔池行为、电弧声音、焊缝外观）、推理判断（焊接先验知识学习、推理与决策）以及焊接过程控制和工艺优化。焊接机器人尚不具备上述能力，无法自主进行焊接过程优化。为了提升焊接机器人的智能化水平，视觉传感技术是未来发展的关键方向。
4. 视觉传感技术的挑战和瓶颈：
目前，焊接机器人在实际应用中面临多项挑战，包括焊接顺序的自适应调整、初始焊位识别的可靠性问题、焊接动态过程调整的响应速度和效果、焊缝跟踪的视觉干扰和跟踪盲区、焊缝多层多道规划的自适应性、焊接缺陷预防和焊接质量一致性的保障。如何克服这些不确定因素对焊接质量的影响，是实现“焊接智造”必须解决的关键问题。
5. 视觉传感技术的应用研究：
上海交通大学机器人焊接智能化技术实验室近年来在机器人焊接智能化视觉传感领域开展的研究，涉及焊接目标环境识别、精确跟踪、动态过程监控以及焊接质量控制等方面。研究强调了视觉信息的处理在焊缝识别和跟踪传感技术中的重要性，并展示了视觉传感技术在提升机器人柔性和工作环境反馈方面的作用。
6. 视觉传感技术的具体应用：
基于视觉传感的初始焊位识别和路径规划技术，可增强机器人自主焊接的能力。例如，通过构建一个包含FANUC弧焊机器人平台、视觉传感反馈和激光测量功能的系统，利用数字图像处理技术进行焊缝特征角点识别及焊缝信息三维重构，实现焊接起始点的自主寻位和焊缝特征智能识别。研究还涉及视觉系统的标定问题，包括摄像机内参数标定、线结构光参数标定以及手眼标定等技术环节，以确保图像像素坐标与目标点空间坐标系的正确转换。
总结来说，随着信息技术的快速发展，视觉传感技术已经成为机器人智能化焊接中不可或缺的一部分。在实际应用中，其面临着诸多挑战和瓶颈，但同时也在不断取得突破和进展。机器人焊接的未来发展离不开视觉传感技术在焊接过程中的精确控制和智能化决策，这将进一步推动焊接自动化向更高水平的智能化转型。
