焊接是管道制造与安装的一种重要的材料连接方法。25年多来，Servo-Robot凭借世界领先的技术、大量工程应用的成功经验和持续不断的创新，为螺旋管、直缝管及管件的生产制造和管道的修复提供成熟的自动化解决方案。

大口径管道的焊接制造

大口径管道经常采用的焊接制造技术，包括螺旋焊管和直缝焊管。大多数情况下，这些管道出厂时都不会存在质量问题。问题在于生产中需要大量的时间和费用来保证管道的质量，由于普通的焊接生产可能产生很多缺陷从而导致过多的返工和补焊工作。在Auto-Trac激光视觉传感系统的帮助下，Skyline Steel（安赛乐米塔尔(ArcelorMittal)的子公司）生产的高压和高强钢螺旋焊管不但很容易达到API 1104焊接管道所要求的完全熔透和无缺陷的高质量要求，而且提高了生产效率，从而使产品具有很好的质量和价格竞争力(图1)。

不管是一步法或是两步法制造管道，Servo-Robot的激光视觉传感技术可以在螺旋管制造中多达12个环节上提供保证焊接质量和提高生产效率的支持。这包括：内部焊接的跟踪与检测，钢板宽度与边缘形状的检测，测量管子的外径，内焊缝的跟踪（图2，包括焊缝的跟踪、基于间隙和错边调整钢板送进的角度、焊接参数的自适应调整等），外部焊缝的跟踪（图3），内部和外部焊缝成形及缺陷的自动检测（图4），外部焊缝成形及缺陷的自动检测，机器人加工管子端面，为超声检测提供焊缝跟踪等。

对于智能激光视觉传感和自动化焊接过程应用，Servo-Robot不但追求高技术和高性能，也充分考虑多功能和简单易用。AutoTrac/Mini是一种主要面向管道和风电塔柱自动焊接应用的高性价比智能视觉系统，系统的主要组成如图5所示。

其中Mini-I/D激光传感器也采用了数字传感器技术，能够抗反光和适应恶劣的焊接环境。Mini-/D的视场深度范围为100mm，近端视场宽度为27mm，远端视场宽度为62mm，视觉分辨率为0.05mm。Mini-Box控制单元包含了焊缝跟踪和自适应焊接参数控制所需要的视觉处理和过程控制功能。控制单元可以通过以太网、RS232/422串行口、模拟信号和数字I/O与机器人、PLC或运动控制器(如Mini Drive驱动器)通信，实现焊缝跟踪的功能。

由于管道埋弧焊应用中经常需要人工的辅助操作，专门设计的AutoTrac/Mini系统充分考虑了这些应用的需求，也可以用于多丝埋弧焊的焊缝跟踪。Mini-I/D激光传感器内部还集成了2D视频图像摄像机，操作者可以通过图像监视器远程观察焊接区域附件的情况，在必要的时候可根据指示激光条纹和斑点及焊枪图标实现人工的焊缝跟踪操作。系统的设置、跟踪标定和操作非常简单，一般工人只需经过简单培训即可进行操作。

除此之外，新型的Quanta/SP/330是一种专门用于大厚度及窄间隙焊接的激光视觉传感器，如图7所示。其视场深度可达330mm，图8是它探测80mm深窄间隙焊缝的坡口轮廓图。传感系统可以处理如图9所示的根部焊道、侧面焊道、中间焊道及盖面焊道。该传感器即可与Mini-Box配套，用于的多层多道焊缝的跟踪，也可以用于Servo-Robot基于IT技术的平台，实现全自动化的厚板多层多道焊。 管件焊接与管道修复

用机器人焊接较小直径交叉管件的马鞍形焊缝时，经常会遇到管子坡口加工、装配精度及焊接变形问题。日本神户制钢所将Servo-Robot的激光视觉传感用于马鞍形空间曲线焊缝的机器人焊缝跟踪，系统可以识别焊缝上不同形状的轮廓，实现良好且均匀一致的焊缝质量。

在造船行业，有很多的管件需要焊接。与传统的多道焊接相比，采用激光电弧复合的单道焊接可以显著提高生产效率，减小焊接变形。图9所示的带数字激光跟踪的管件激光电弧复合焊接可以节省大约23%~49%的时间，并减少填充焊丝的用量和焊接烟尘的产生量。

野外输油或输气管道有时会出现腐蚀现象，为了不中断油气的输送，需要在使用过程中及时修补。美国EWI开发了一种用于服役中的油气输送管线修复的多轴自动焊接系统。系统采用Servo-Robot的激光视觉传感器扫描管道表面的腐蚀凹坑（图10），获得管道腐蚀表面的数据（图11），然后由系统实现自动表面堆焊。若采用表面贴板的修复方式，激光传感系统可实现纵向和环向的实时焊缝跟踪。

Servo-Robot数字激光视觉系统为自动化焊接系统提供智能视觉，使机器可以“看见”和跟踪焊缝，自动跟踪焊缝并根据坡口的情况调整焊接工艺参数，在焊后自动检测焊缝的成形和表面缺陷。所以，应用数字激光视觉可以提高生产效率，提高焊接质量，减少焊接耗材的消耗和焊后返修的费用。通过自动化的操作减少或消除人为因素的影响，并在批量生产中的保证过程和质量的一致性。从而帮助焊管制造厂提高产品质量，并降低总体生产成本。有效地提高焊接产品的质量和价格的竞争力。