2024年11月，紹興文理學(xué)院融焊科技團(tuán)隊(duì)在焊接機(jī)器人領(lǐng)域取得重大技術(shù)突破。其研發(fā)的“多模態(tài)信息融合引導(dǎo)系統(tǒng)”通過多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，顯著提升了焊接精度和穩(wěn)定性，將焊接精度從±0.1mm提升至±0.01mm，重復(fù)定位精度達(dá)到±50μm*4，性能指標(biāo)達(dá)到領(lǐng)先水平。

LAKNN算法：復(fù)雜PCB板焊接中的圖像配準(zhǔn)精度大幅提升

在高精度焊接任務(wù)中，圖像配準(zhǔn)的精度直接影響焊接質(zhì)量。融焊科技團(tuán)隊(duì)提出的基于局部自適應(yīng)KNN（LAKNN）算法的圖像配準(zhǔn)技術(shù)，結(jié)合SIFT特征提取，有效解決了復(fù)雜PCB板焊接中的圖像配準(zhǔn)難題。該算法通過動態(tài)調(diào)整匹配閾值，顯著提升了在不同高度、視角和區(qū)域條件下的圖像配準(zhǔn)精度。這一創(chuàng)新技術(shù)為焊接機(jī)械手提供了精確的焊點(diǎn)定位能力，顯著提升了焊接質(zhì)量和效率。

動態(tài)質(zhì)心誤差補(bǔ)償：顯著提升焊接穩(wěn)定性

焊接過程中，機(jī)器人的質(zhì)心變化和環(huán)境噪聲對焊接精度和穩(wěn)定性的影響不容忽視。融焊科技團(tuán)隊(duì)提出了一種基于多傳感器激光視覺的焊接機(jī)器人自適應(yīng)質(zhì)心誤差補(bǔ)償方法。該方法構(gòu)建了一個(gè)基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)質(zhì)心模型，能夠根據(jù)多傳感器融合的激光視覺數(shù)據(jù)在線更新和優(yōu)化質(zhì)心參數(shù)。結(jié)合改進(jìn)的ICP算法，該方法在焊接軌跡匹配過程中能夠更準(zhǔn)確地提取關(guān)鍵特征點(diǎn)，提高匹配精度和魯棒性。

深度學(xué)習(xí)路徑規(guī)劃：優(yōu)化焊接路徑，提升焊接效率

在復(fù)雜焊接場景中，尤其是異種材料焊接，焊接路徑的規(guī)劃對于焊接質(zhì)量和效率至關(guān)重要。融焊科技團(tuán)隊(duì)采用深度學(xué)習(xí)方法，結(jié)合強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法，實(shí)現(xiàn)了局部焊接路徑的智能規(guī)劃。該方法通過特征匹配與配準(zhǔn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高精度定位，并結(jié)合深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)，綜合避障、位姿跟蹤穩(wěn)定性與路徑效率等多目標(biāo)優(yōu)化，生成局部動態(tài)路徑。系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)提取深度圖與特征點(diǎn)圖作為狀態(tài)輸入，利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)輸出轉(zhuǎn)向或前進(jìn)動作，在復(fù)雜環(huán)境中平衡碰撞風(fēng)險(xiǎn)與導(dǎo)航速度，同時(shí)避免低紋理區(qū)域?qū)е碌亩ㄎ粊G失。

多模態(tài)激光視覺融合：顯著提升焊接定位精度

為了實(shí)現(xiàn)高精度的焊接定位，融焊科技團(tuán)隊(duì)提出了一種基于深度學(xué)習(xí)的多模態(tài)激光視覺融合引導(dǎo)方法。該方法通過結(jié)合激光測距傳感器和工業(yè)相機(jī)的多模態(tài)數(shù)據(jù)，利用PointNet++網(wǎng)絡(luò)分別提取激光點(diǎn)云和圖像的特征，并利用Transformer機(jī)制進(jìn)行特征融合，最終通過自定義的分類網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)焊點(diǎn)的精確定位和識別。這種多模態(tài)融合策略不僅提升了系統(tǒng)的魯棒性和精度，還能夠在復(fù)雜和變化的工業(yè)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確的焊接操作。

產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用與經(jīng)濟(jì)效益

目前，融焊科技團(tuán)隊(duì)已申請4項(xiàng)國家發(fā)明專利，其技術(shù)已在新能源、醫(yī)療器械、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域落地應(yīng)用，充分證明了該技術(shù)在不同工業(yè)場景中的廣泛適用性和顯著優(yōu)勢。

團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人蘇文杰表示：“我們希望通過技術(shù)普惠，讓更多中小企業(yè)共享智能化紅利，為中國制造高質(zhì)量發(fā)展筑牢根基。”未來，隨著該技術(shù)的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用，其將在更多制造業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用，推動我國從制造大國向制造強(qiáng)國邁進(jìn)，為全球制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)中國智慧和中國方案。（王若涵、蘇文杰、於寧瑤）