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全书覆盖智能焊接核心技术与工程应用，包含绪论及5章内容，构建了“感知-控制-编程-装备-应用”完整链条。绪论部分界定技术定义、解析“感知-控制-执行-软件”体系，结合行业数据分析应用现状与趋势；第一章剖析焊缝识别、视觉或电弧跟踪等传感技术；第二章详解模糊控制、神经网络控制等原理与应用，适配焊接非线性与容错需求；第三章覆盖“离线+在线”编程模式，解析编程全流程与核心逻辑，以满足柔性生产要求；第四章介绍焊接机器人、变位机等装备，详解高速脉冲焊、双丝焊等工艺；第五章选取煤矿机械、汽车等领域，呈现工程落地全流程。 本书内容通俗连贯、由浅入深且注重实践，可作为高等职业院校智能焊接技术、机电一体化技术、智能制造工程技术等相关专业的教材，也可作为智能焊接领域工程技术人员的培训与自学参考书。
为方便教学，本书配有电子课件，凡使用本书作为教材的教师，均可登录机械工业出版社教育服务网（www.cmpedu.com）注册后下载。
前言
绪论 1
一、引言 1
二、智能焊接技术的定义与发展历程 2
三、智能焊接技术的核心体系 3
四、智能焊接的关键技术 5
五、智能焊接技术的产业应用现状 8
六、智能焊接技术发展趋势 12
七、本课程的学习目的和要求 13
第一章 智能焊接传感技术 15
第一节 传感技术概述 15
一、传感器的定义 15
二、传感器的构成 16
三、传感器的作用 16
四、传感器的分类 17
五、传感器的特性 18
第二节 智能焊接常用的传感技术 19
一、接触寻位 19
二、电弧传感 26
三、激光寻位 33
四、激光跟踪 37
五、视觉跟踪 44
第三节 传感技术在智能焊接中的应用案例 49
一、电弧传感技术在双焊枪智能焊接PHC 管桩中的应用 49
二、激光跟踪技术在防弹车身自动化焊接中的应用 52
思考题 55
第二章 智能焊接控制技术 56
第一节 模糊控制技术 57
一、模糊控制的原理 57
二、模糊控制的主要特点 58
三、模糊控制在智能焊接中的典型应用 58
第二节 神经网络控制技术 59
一、神经网络控制原理 59
二、神经网络控制的分类及主要特点 60
三、神经网络控制在智能焊接中的典型应用 61
第三节 专家系统控制技术 61
一、专家系统控制原理 61
二、专家系统控制的主要特点 62
三、专家系统控制在智能焊接中的典型应用 63
第四节 控制技术的典型应用 64
一、电弧跟踪参数自适应控制的应用 64
二、激光跟踪参数自适应控制的应用 67
思考题 71
第三章 智能焊接编程系统 72
第一节 智能焊接离线编程系统 72
一、离线编程系统概述 73
二、离线编程系统的构成 74
三、典型软件手动轨迹规划流程 （以RoboPlan 软件为例） 76
四、典型软件自动轨迹规划流程（以MOSES 软件为例） 78
第二节 智能焊接视觉在线编程系统 82
一、视觉在线编程系统概述 82
二、视觉在线编程系统的关键技术 83
三、视觉在线编程系统的构成 84
四、视觉在线编程系统的工作流程（以ERS 软件为例） 85
思考题 89
第四章 智能焊接装备与工艺 90
第一节 智能焊接机器人 90
一、智能焊接机器人的定义与核心特征 90
二、智能焊接机器人的系统构成 91
三、智能焊接机器人的分类 92
四、智能焊接机器人的核心性能特点 94
第二节 变位机 95
一、L 型变位机 95
二、变位机智能联动 96
三、变位机智能协同 97
第三节 焊接夹具及辅助单元 98
一、自动控制夹具 98
二、智能控制夹具 98
三、清枪剪丝喷油单元 99
四、焊枪智能切换单元 100
第四节 高效弧焊电源与工艺 100
一、高效弧焊电源 100
二、高效弧焊工艺 101
三、激光- 电弧复合焊 109
思考题 112
第五章 智能焊接技术应用案例 113
第一节 煤矿机械领域中的应用 113
一、背景介绍 113
二、弧焊焊接工艺 114
三、焊接装备及生产流程 115
第二节 汽车制造领域中的应用 116
一、背景介绍 116
二、弧焊焊接工艺 117
三、智能焊接装备及技术方案 118
第三节 轨道交通领域中的应用 119
一、背景介绍 119
二、焊接工艺 119
三、智能焊接装备及技术方案 119
第四节 大型钢结构中的应用 121
一、背景介绍 121
二、典型产品类型及特征 122
三、智能焊接装备及技术方案 122
思考题 125
参考文献 126
前 言PREFACE
随着全球制造业向“智能化、数字化、绿色化”深度转型，焊接作为装备制造的核心工艺，正从传统“人工经验驱动”向“数据与算法驱动”跨越。智能焊接技术通过融合多模态传感、人工智能、数字孪生、机器人协同等前沿技术，在解决劳动力短缺、焊接质量波动、效率瓶颈等行业痛点中展现出不可替代的价值。
为适配高等职业教育“产教融合、工学结合”的核心需求，同时满足企业对复合型技术人才的迫切需求，本书系统地梳理了智能焊接技术的核心体系与工程应用路径。全书紧密对接“工业强基工程”战略，聚焦智能焊接领域的核心技术痛点与岗位能力需求，帮助读者构建从基础认知到工程应用的完整知识体系。
全书除绪论外，共分为5章，各章内容既独立成体系，又层层递进形成闭环。
第一章为智能焊接传感技术，系统地讲解接触寻位、电弧传感、激光寻位/跟踪、视觉跟踪四大核心技术，结合案例，揭示传感技术如何解决焊缝定位不准、热变形干扰等现场难题，培养读者根据工件类型选择适配传感方案的能力。
第二章为智能焊接控制技术，深入解析模糊控制、神经网络控制、专家系统控制的原理与适用场景，通过电弧跟踪参数自适应、激光跟踪动态补偿等应用，展现智能算法如何实现焊接过程的“自主调整、精准控形”，帮助读者理解控制技术与传感数据的协同逻辑。
第三章为智能焊接编程系统，介绍了离线编程和视觉在线编程，以典型软件为例，详解轨迹规划、碰撞检测、后置处理的实操流程，对比示教编程与免示教编程的效率差异。
第四章为智能焊接装备与工艺，系统地介绍了智能焊接机器人、变位机、焊接夹具等核心装备，重点剖析高速脉冲焊、双丝焊、激光-电弧复合焊等高效工艺的参数匹配与质量控制要点，结合盾构机部件、起重机吊臂等厚板焊接案例，构建“装备—工艺—质量”的关联认知。
第五章为智能焊接技术应用案例。立足行业实践，选取煤矿机械、汽车制造、轨道交通、大型钢结构四大典型领域，完整呈现“需求分析—方案设计—装备配置—工艺优化—效果验证”的工程落地全流程，培养读者的技术迁移与问题解决能力。
本书由杨启杰、戴建树担任主编，肖珺、常晓磊、李书齐、龙昌茂担任副主编，陈树君主审。具体编写分工为：广西机电职业技术学院杨启杰、戴建树，常州工程职业技术学院李书齐、张鑫共同编写绪论；北京工业大学肖珺，南京埃斯顿自动化有限公司常晓磊共同编写第一章；广西机电职业技术学院杨启杰、朱征宇、雷运理和南京埃斯顿自动化有限公司黄飞共同编写第二章；南京埃斯顿自动化有限公司黄飞、吴德航，武汉船舶职业技术学院杨金共同编写第三章；广西机电职业技术学院龙昌茂、河南机电职业学院任艳艳、南京埃斯顿自动化有限公司黄飞共同编写第四章；南京埃斯顿自动化有限公司黄飞，浙江机电职业技术学院王瑞权、刘双耀共同编写第五章。全书由杨启杰、戴建树统稿。
本书可作为高等职业院校智能焊接技术、机电一体化技术、智能制造工程技术等相关专业的教材，也可作为智能焊接领域工程技术人员的培训与自学参考书。
在本书编写过程中，得到了多位行业专家、企业工程师的指导与支持，在此深表感谢。限于编者水平，书中难免存在不足之处，恳请广大读者批评指正。
编 者
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- 金粉商城由金属加工杂志社创办。《金属加工》（原名《机械工人》），创刊于1950年，距今已经有70年历史，是面向金属加工工艺及装备领域的专业期刊。金粉商城目前经营工业类专业图书。
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