采用視覺傳感器直接對焊接區(qū)域進(jìn)行成像的技術(shù)可以獲得更多的焊接過程和焊接質(zhì)量信息，對于建立焊接過程質(zhì)量實時傳感，實現(xiàn)焊接質(zhì)量閉環(huán)控制，具有重要意義。隨著光學(xué)器件成本的不斷降低和可靠性的不斷提高以及基于計算機的圖像軟硬件處理技術(shù)的迅速發(fā)展，為激光焊接視覺傳感檢測創(chuàng)造了條件。
  視覺傳感的優(yōu)點是直觀和非接觸，信息量大，通用性強，對焊接過程沒有擾動，可以直接獲得焊接頭形式、熔池形狀、等離子形態(tài)等信息，更加直接反映了焊接過程中金屬的動態(tài)行為，非常適合焊接過程質(zhì)量檢測和控制。視覺傳感的缺點是視覺信號反映的是焊接參數(shù)的綜合效應(yīng)，無法識別單一參數(shù)的狀態(tài)，對氣孔和裂紋等焊縫內(nèi)部缺陷難以識別。
  視覺傳感器是傳感系統(tǒng)的核心，其功能是將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號，常用的視覺傳感器為CCD和CMOS器件。CCD稱為電荷耦合器件，其上分布著大量縱橫排列的成像單元，每個成像單元是由一個光電二極管和一個電荷存儲單元組成。光電二極管同時收集到圖像的所有光線，然后在傳輸?shù)洁徑�的電荷存儲單元，電荷�?shù)與光強呈正比。隨后所有的電荷信息被讀出，通過電荷到電壓轉(zhuǎn)換器和放大器感知。CCD傳感器的特點是靈敏度高、動態(tài)范圍大、噪聲低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高等。
  CMOS也是可以感受光強變化的 半導(dǎo)體器件，通過CMOS上帶負(fù)電和帶正電的晶體管來實現(xiàn)基本功能。CMOS傳感器中，圖像存儲單元如面板那樣排列，每個像素點包括一個光電二極管、電荷到電壓轉(zhuǎn)換單元、重新設(shè)置和選擇晶體管以及一個放大器工具。CMOS器件靈敏度更高，處理速度更快，而功耗只有CCD的1/3.
  視覺傳感系統(tǒng)分為旁軸檢測和同軸檢測。旁軸檢測的傳感器與激光束不平行，是從側(cè)面對焊接過程進(jìn)行檢測的。旁軸檢測位置靈活，易于與加工系統(tǒng)集成，可以觀察熔池表面狀態(tài)。但是傳感器相對于熔池是傾斜的，圖像有所失真，需要后續(xù)處理。同軸檢測的傳感器與激光束平行，不占據(jù)過多的空間，對激光焊接系統(tǒng)及其運動影響小，可直接檢測小孔深處的豐富信息。激光視覺傳感器系統(tǒng)通過CCD傳感器獲取的圖像經(jīng)過空間采樣和數(shù)模轉(zhuǎn)換后變成灰度矩陣，在計算機中產(chǎn)生數(shù)字圖像。通過計算機圖像處理系統(tǒng)對數(shù)字圖像進(jìn)行各種處理、分析、提取、識別。從圖像中獲得所需要的信息，然后將控制信號送給執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)焊接過程的控制。過去視覺傳感常用語檢測激光焊接熔池圖像特制語熔池之間的關(guān)系，實現(xiàn)對實時調(diào)節(jié)激光焊機參數(shù)實現(xiàn)對熔池的預(yù)測和控制。
  隨著激光焊接檢測要求和圖像視覺技術(shù)傳感器和軟件的不斷成熟和發(fā)展，現(xiàn)在視覺成像技術(shù)通過多角度圖片信息和函數(shù)的算法，在視覺運動控制領(lǐng)域的技術(shù)運用已經(jīng)變得成熟，在工件表面圖像清晰特征明顯的基礎(chǔ)上，該技術(shù)正逐步從簡單到復(fù)雜環(huán)境運用。目前在單一工件簡易邊緣捕捉技術(shù)而運用的視覺激光打標(biāo)領(lǐng)域國產(chǎn)技術(shù)設(shè)備基本已經(jīng)成熟化，但在高端的復(fù)雜焊接環(huán)境和焊道環(huán)境下，核心部件和算法比國外依然有很大差距，目前在初步應(yīng)用試驗中，其功能和算法還需要不斷完善已滿足日益復(fù)制的視覺環(huán)境和運動行走路線匹配控制！