《一種基於雷射跟蹤的焊接系統》是成都熊谷加世電器有限公司於2018年7月11日申請的專利，該專利申請號為201810758596X，公布號為CN108817616A，公布日為2018年11月16日，發明人是何江龍。
《一種基於雷射跟蹤的焊接系統》包括可進行行走及焊接的焊接小車和焊縫跟蹤單元；焊縫跟蹤單元，包括雷射感測器頭和雷射控制箱，可檢測及識別待焊接工件的焊縫並提供焊縫的檢測參數值；焊接小車內置有焊接調整單元，以根據焊縫跟蹤單元的檢測參數值調整當前待焊接點處的焊接位置及焊槍高度。該發明根據跟蹤單元的實時提前監控，實時計算，得出焊槍的高度和水平兩個方向的偏差量，焊接小車做出相應的調整，達到焊槍始終保持在焊縫的中心和適當的上下位置，實現基於雷射跟蹤的焊接套用。
2021年11月，《一種基於雷射跟蹤的焊接系統》獲得2020年度四川專利獎一等獎。
（概述圖為《一種基於雷射跟蹤的焊接系統》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種基於雷射跟蹤的焊接系統
- 公布號：CN108817616A
- 公布日：2018年11月16日
- 申請號：201810758596X
- 申請日：2018年7月11日
- 申請人：成都熊谷加世電器有限公司
- 地址：四川省成都市高新區天彩路100號
- 發明人：何江龍
- 專利代理機構：成都華風專利事務所
- 代理人：徐豐、張巨箭
- Int.Cl.：B23K9/127(2006.01)I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
截至2018年7月，在焊接套用上，已經由半自動手工焊接工藝逐漸轉變為自動焊接工藝，全自動焊接工藝，或者智慧型焊接工藝，各個工藝所採用的跟蹤方式也不一樣，全球研究最多的兩類跟蹤就是電弧（感測器）跟蹤，雷射（感測器）跟蹤。
電弧跟蹤是利用焊接電弧自身特點的感測器，不需要在焊槍上附加任何裝置，通過採集電弧的特性進行程式算法控制，達到實時，穩定的焊接跟蹤。
但電弧跟蹤的缺點也有很多，比如對薄板件的對接和搭接接頭很難跟蹤；受國外智慧財產權的影響，不可能開放底層接口，所以限制了國內的電弧感測器自主研發的進度和套用範圍；對於電弧感測器信號的處理也是難點之一，因為弧焊過程有許多對信號採集和處理不利的因素，像短路電流的干擾，熔池液態金屬波動或流動的干擾等。這些不利因素導致了焊接電流是由長時低頻成分和短時高頻成分組成的非平穩信號；控制方法的選擇，傳統PID控制已經無法滿足複雜，非線性的焊接過程，而採用自適應智慧型控制是一個比較好的解決方法，但實現起來又會遇到運算量大等問題，不容易實現實時控制。
雷射（感測器）跟蹤是利用工業CCD攝像機，經圖像處理獲得焊件和焊縫的相對位置及坡口、熔池的相關信息。優點是能獲得的焊縫信息量大，控制精度高、再現性好。基於雷射跟蹤的很多優點，套用於全自動焊接設備上，可以達到更精確的控制和更完美的焊縫。 要想實現合格的焊縫，雷射感測器技術必須依賴可靠的焊接電源。焊接電源包括各項參數，比如電弧電壓，焊接電流，焊接速度，擺動參數，熱輸入量等，也與焊前工件預熱溫度相關。能夠實現根據跟蹤的效果進行實時自動調節焊接電源的參數，達到合格的焊縫。
發明內容
專利目的
《一種基於雷射跟蹤的焊接系統》的目的在於提供一種基於雷射跟蹤的焊接系統，利用雷射焊縫跟蹤技術套用在焊接設備上，確保更高的焊縫質量和焊接生產率。
技術方案
《一種基於雷射跟蹤的焊接系統》包括可進行行走及焊接的焊接小車和焊縫跟蹤單元；焊縫跟蹤單元，包括雷射感測器頭和雷射控制箱，可檢測及識別待焊接工件的焊縫並提供焊縫的檢測參數值；雷射感測器頭包括雷射感測器和攝像機，可攝取含有雷射標記的圖像檢測信號，提前地識別焊縫延伸的方向和偏差量以及焊縫的高度；雷射控制箱可接收雷射感測器頭的圖像檢測信號，根據圖像檢測信號計算當前待焊接點的檢測參數值，檢測參數值包括焊縫在焊接小車行走方向上的左右偏差量以及焊縫的高度偏差量；焊接小車內置有焊接調整單元，以根據焊縫跟蹤單元的檢測參數值調整當前待焊接點處的焊接位置及焊槍高度；焊接調整單元包括小車控制器、焊接電源及焊槍，焊槍可根據小車控制器的指令調整擺動中心以及調整高度；小車控制器接收當前待焊接點處的檢測參數值，並讀取焊槍當前擺動中心位置量，將焊縫的左右偏差量與焊槍當前擺動中心位置量進行比對計算，得到左右偏移調整值，進而輸出執行擺動中心調整指令，實現焊槍在當前待焊接點處的焊接位置調整；小車控制器將當前待焊接點處的焊縫高度偏差量與焊槍實時高度位置變數比對計算，得到高度偏移調整值，進而輸出執行高度調整指令，實現焊槍在當前待焊接點處的焊槍高度調整。
其中，焊接小車上設定有十字滑台，十字滑台上設定有焊槍和雷射感測器頭，雷射感測器頭位於焊槍的前方位置。
作為一選項，焊接調整單元的焊接位置調整過程的內容如下：
初始化焊接位置的參數變數，參數變數包括焊縫的左右偏差量、焊槍擺動中心位置量、擺動中心調整量、擺動電機螺距及擺動電機齒輪比； 讀取當前焊槍的擺動中心位置，存入擺動中心位置量； 接收焊縫的左右偏差量； 判斷左右調整方向：定義在行走方向上當前待焊接點處於左邊時左右偏差量為負，在行走方向上當前待焊接點處於右邊時左右偏差量為正；分析左右偏差量，若左右偏差量為正則向右邊偏移，若左右偏差量為負則向左邊偏移； 根據參數變數計算擺動中心調整量； 控制擺動中心作出調整。 作為一選項，焊槍高度調整過程的內容如下： 初始化高度位置各個參數變數，包括高度偏差量、高度調整量、高度電機螺距、高度電機齒輪比及高度位置變數； 實時讀取當前焊槍的高度位置，存入高度位置變數； 讀取焊槍的高度偏差量； 判斷高度調整方向，其中，高度偏差量具有正負數，定義在高度方向上當前待焊接點高度比預設高度低時高度偏差量為正數，反之則為負數； 根據參數變數計算高度調整量； 執行高度位置調整。
改善效果
《一種基於雷射跟蹤的焊接系統》根據跟蹤單元的實時提前監控，實時計算，得出焊槍的高度和水平兩個方向的偏差量，焊接小車做出相應的調整，達到焊槍始終保持在焊縫的中心和適當的上下位置，實現基於雷射跟蹤的焊接套用。
附圖說明
圖1為《一種基於雷射跟蹤的焊接系統》的實施例的系統框圖；
圖2為該發明的實施例的處理流程圖；
圖3為該發明的實施例的感測器頭與焊槍位置關係示意圖；
圖4為該發明的實施例的水平方向下感測器頭工作示意圖；
圖5為該發明的實施例的焊接位置調整流程實例圖；
圖6為該發明的實施例的焊槍高度調整流程實例圖；
圖7為該發明的實施例的高度方向下感測器頭工作示意圖； 其中，
圖4a-水平方向下正常焊接時感測器頭工作示意圖，
圖4b-水平方向下焊縫往右偏移時感測器頭工作示意圖，
圖4c-水平方向下焊縫往左偏移時感測器頭工作示意圖，
圖7d-高度方向下正常高度時感測器頭工作示意圖，
圖7e-高度方向下超過正常高度時感測器頭工作示意圖，
圖7f-高度方向下低於正常高度時感測器頭工作示意圖。
權利要求
1.《一種基於雷射跟蹤的焊接系統》包括可進行行走及焊接的焊接小車和焊縫跟蹤單元；焊縫跟蹤單元，包括雷射感測器頭和雷射控制箱，可檢測及識別待焊接工件的焊縫並提供焊縫的檢測參數值；雷射感測器頭包括雷射感測器和攝像機，可攝取含有雷射標記的圖像檢測信號，提前地識別焊縫延伸的方向和偏差量以及焊縫的高度；雷射控制箱可接收雷射感測器頭的圖像檢測信號，根據圖像檢測信號計算當前待焊接點的檢測參數值，檢測參數值包括焊縫在焊接小車行走方向上的左右偏差量以及焊縫的高度偏差量；焊接小車內置有焊接調整單元，以根據焊縫跟蹤單元的檢測參數值調整當前待焊接點處的焊接位置及焊槍高度；焊接調整單元包括小車控制器、焊接電源及焊槍，焊槍可根據小車控制器的指令調整擺動中心位置以及調整高度位置；小車控制器接收當前待焊接點處的檢測參數值，並讀取焊槍當前擺動中心位置，將焊縫的左右偏差量與焊槍當前擺動中心位置量進行比對計算，得到左右偏移調整值，進而輸出執行擺動中心調整指令，實現焊槍在當前待焊接點處的焊接位置調整；小車控制器將當前待焊接點處的焊縫高度偏差量與焊槍實時高度位置變數比對計算，得到高度偏移調整值，進而輸出執行高度調整指令，實現焊槍在當前待焊接點處的焊槍高度調整；所述焊接調整單元的焊接位置調整過程的內容如下，初始化焊接位置的參數變數，參數變數包括焊縫的左右偏差量、焊槍擺動中心位置量、擺動中心調整量、擺動電機螺距及擺動電機齒輪比；讀取當前焊槍的擺動中心位置，存入擺動中心位置量；接收焊縫的左右偏差量；判斷左右調整方向：定義在行走方向上當前待焊接點處於左邊時左右偏差量為負，在行走方向上當前待焊接點處於右邊時左右偏差量為正；分析左右偏差量，若左右偏差量為正則向右邊偏移，若左右偏差量為負則向左邊偏移；根據參數變數計算擺動中心調整量；控制擺動中心作出調整；所述擺動中心調整量的計算公式如下，osc_centermove=（left_right_difference_usr*60000）/（Pitch1*fabsf（GearRatio1））其中，left_right_difference_usr為左右偏差量，osc_centermove為擺動中心調整量，Pitch1為擺動電機螺距，GearRatio1為擺動電機齒輪比，fabsf（GearRatio1）函式指對擺動電機齒輪比取絕對值函式。
2.根據權利要求1所述一種基於雷射跟蹤的焊接系統，其特徵在於，所述焊接小車上設定有十字滑台，十字滑台上設定有焊槍和雷射感測器頭，雷射感測器頭位於焊槍的前方位置。
3.根據權利要求2所述一種基於雷射跟蹤的焊接系統，其特徵在於，所述雷射感測器頭中，攝像機位於雷射感測器的前方位置，雷射感測器投射雷射線並在當前待焊接點處形成一條雷射條紋，且雷射條紋垂直於行走方向，以構成當前待焊接點的左右偏差量檢測模型。
4.根據權利要求3所述一種基於雷射跟蹤的焊接系統，其特徵在於，所述雷射控制箱計算左右偏差量的過程如下：接收攝像機攝取的檢測圖像；檢測圖像中有焊縫、雷射條紋及焊槍當前位置，以焊槍當前位置為參考點得到行走方向；識別當前待焊接點的左右偏移方向，同時計算當前待焊接點與行走方向之間的距離，得到具有正負數的左右偏差量，其中，定義在行走方向上當前待焊接點處於左邊時左右偏差量為負，在行走方向上當前待焊接點處於右邊時左右偏差量為正。
5.根據權利要求3所述一種基於雷射跟蹤的焊接系統，其特徵在於，所述雷射感測器頭中，攝像機是傾斜放置使得攝像機的視覺可與雷射感測器投射雷射線相交，以構成焊縫高度偏差量檢測模型。
6.根據權利要求5所述一種基於雷射跟蹤的焊接系統，其特徵在於，所述雷射控制箱計算當前待焊接點高度偏差量的過程如下，接收攝像機攝取的檢測圖像；檢測圖像中有焊縫、雷射條紋及焊槍當前位置，以焊槍當前位置為參考點得到雷射條紋與參考點之間的距離；根據雷射條紋與參考點之間的距離計算當前待焊接點高度，當前待焊接點高度即為當前待焊接點處的焊縫高度；根據當前待焊接點高度與預設高度比對計算，得到高度偏差量；其中，高度偏差量具有正負數，定義在高度方向上當前待焊接點高度比預設高度低時高度偏差量為正數，反之則為負數；當攝像機的視覺與雷射感測器的雷射條紋於當前待焊接點處相交時，焊縫高度為預設高度。
7.根據權利要求1所述一種基於雷射跟蹤的焊接系統，其特徵在於，所述焊接調整單元的焊槍高度調整過程的內容如下，初始化高度位置各個參數變數，包括高度偏差量、高度調整量、高度電機螺距、高度電機齒輪比及高度位置變數；實時讀取當前焊槍的高度位置，存入高度位置變數；讀取焊槍的高度偏差量；判斷高度調整方向，其中，高度偏差量具有正負數，定義在高度方向上當前待焊接點高度比預設高度低時高度偏差量為正數，反之則為負數；根據參數變數計算高度調整量；執行高度位置調整。
8.根據權利要求7所述一種基於雷射跟蹤的焊接系統，其特徵在於，所述焊槍的高度調整量的計算公式如下，Length_centermove=（Length_difference_usr*60000）/（Pitch2*fabsf（GearRatio2）其中，Length_difference_usr為高度偏差量，Length_centermove為高度調整量，Pitch2為高度電機螺距，GearRatio2為高度電機齒輪比，fabsf（GearRatio2）函式指對高度電機齒輪比取絕對值函式。
實施方式
雷射焊縫跟蹤系統是專門用於焊接專機的非接觸式焊縫跟蹤系統，克服了機械探針式系統所固有的不能處理薄工件或者小間隙的缺陷，將雷射感測器安裝在焊槍的前面，跟蹤系統將根據感測器檢測的焊縫偏差來控制焊槍的位置確保焊絲對中。
《一種基於雷射跟蹤的焊接系統》包括可進行行走及焊接的焊接小車和焊縫跟蹤單元；焊縫跟蹤單元，包括雷射感測器頭和雷射控制箱，可檢測及識別待焊接工件的焊縫並提供焊縫的檢測參數值；雷射感測器頭包括雷射感測器和攝像機（可對圖像進行初級算法處理），可攝取含有雷射標記的圖像檢測信號，提前地識別焊縫延伸的方向和偏差量以及焊縫的高度；雷射控制箱可接收雷射感測器頭的圖像檢測信號，根據圖像檢測信號計算當前待焊接點的檢測參數值（對圖像套用層進行算法處理），檢測參數值包括焊縫在焊接小車行走方向上的左右偏差量以及焊縫的高度偏差量（與預設高度比對，得到高度偏差量）；焊接小車內置有焊接調整單元，以根據焊縫跟蹤單元的檢測參數值調整當前待焊接點處的焊接位置及焊槍高度；焊接調整單元包括小車控制器、焊接電源及焊槍，焊槍可根據小車控制器的指令調整擺動中心以及調整高度；小車控制器接收當前待焊接點處的檢測參數值，並讀取焊槍當前擺動中心位置量，將焊縫的左右偏差量與焊槍當前擺動中心量進行比對計算，得到左右偏移調整值，進而輸出執行擺動中心調整指令，實現焊槍在當前待焊接點處的焊接位置調整；小車控制器將當前待焊接點處的焊縫高度偏差量與焊槍實時高度比對，得到高度偏移調整值，進而輸出執行高度調整指令，實現焊槍在當前待焊接點處的焊槍高度調整。其處理流程參見圖2。
下述將對該發明進行具體說明。
如圖1所示，該發明系統主要包括雷射感測器頭、雷射控制箱、焊接小車（包含焊槍）、焊接手控盒、焊接電源及水箱等。具體說明如下：
雷射感測器頭包括雷射感測器和攝像機（攝像模組），其中結合了高解析度百萬像素攝像機，而雷射感測器包括發射雷射源和控制器（CPU），獨特地自動雷射控制和特殊的光學系統，確保了所生成的焊縫雷射條紋圖像的高質量和穩定性。其內部配置高速的數字圖像處理硬體和軟體保證了高速圖像處理和焊縫跟蹤。
雷射控制箱包括硬體控制板，電源控制板，接口電路，彩色觸控螢幕顯示器等部件，簡單的安裝和設定、簡便的操作和提供快速診斷的操作界面都是精心設計而成。
焊接小車包含小車控制板，驅動板，十字滑台，電機等部件，焊接手控盒提供焊接方面的各項操作，焊槍提供送絲通路和水冷通路，焊接電源提供焊接電弧能量，保證電弧穩定燃燒和焊接過程順利進行，並得到良好焊接接頭。
冷卻水箱負責感測器探頭的冷卻，保證感測器在正常的溫度範圍內工作，提高系統的使用壽命。
下述將對該發明的總體實現思路進行說明。
首先，根據雷射感測器模組的安裝位置，位置超前於焊槍位置，採用雷射的方式對焊縫進行提前識別，包括焊縫的寬度及高度等。
其次，在焊接過程中，跟蹤模組與焊接小車之間進行數據交換，包括上下、左右的偏移量。
然後，當跟蹤模組的感測器（雷射感測器）檢測到高度變化後，感測器CPU及雷射控制箱通過算法計算出偏差量，然後將偏差量傳給焊接小車，焊接小車控制單元將其與焊槍實時高度比對計算高度偏差量，判斷變化的方向和大小。讓焊槍高度始終保持在適當的位置。
最後，雷射感測器檢測水平方向有變化後，通過算法計算出左右的偏差量後轉給焊接小車，焊接小車內部實時能讀取當前焊槍的擺動中心，當有偏差量後，焊接小車將焊槍的擺動中心值進行對應的調整，使焊槍始終保持在焊縫的中心。
下述將進一步說明雷射感測器頭在正常安裝和使用狀態下的情況和焊接參考點的情況，根據雷射感測器的輸出，焊接位置及焊槍高度各項參數進行自適應的套用。 如圖3所示，焊槍安裝在焊接小車的十字滑台上，感測器頭安裝在焊槍前端，在焊接前，需要操作焊接手控盒（其內還有雷射手控操作）成功分析到焊縫，然後設定參考點，才能保證有效的自動跟蹤。由於感測器雷射在前端B點，焊槍在A點，為了焊接的準確性，焊槍起弧點應該在B點，所以必須計算AB段的延遲時間，存儲到控制系統中，等焊槍移動到B點後開始起弧；已知AB間距離為L，行走速度為V，則延遲時間
。同理，在結束焊接時，雷射感測器會提前結束焊縫的識別，等待焊槍焊接到結束位置。
在雷射感測器頭中，攝像機位於雷射感測器的前方位置，雷射感測器投射雷射線並在當前待焊接點處形成一條雷射條紋，且雷射條紋垂直於行走方向，以構成當前待焊接點的左右偏差量檢測模型。
進而，雷射控制箱計算左右偏差量，具體內容如下：接收攝像機攝取的檢測圖像；檢測圖像中有焊縫、雷射條紋及焊槍當前位置，以焊槍當前位置為參考點得到行走方向；識別當前待焊接點的左右偏移方向，同時計算當前待焊接點與行走方向之間的距離，得到具有正負數的左右偏差量，其中，定義在行走方向上當前待焊接點處於左邊時左右偏差量為負，在行走方向上當前待焊接點處於右邊時左右偏差量為正。
如圖4所示，在焊縫水平面上，水平感測器可以識別焊縫的趨勢。當感測器已經試教過了，焊縫當前的位置就作為參考位置。如果焊縫和行走方向成一定的夾角，則感測器可以提前讀取位置，傳輸至雷射控制器，進行程式控制算法，然後將移動偏差距離傳送至焊接小車控制器，然後對比內部實時讀取的焊槍的擺動中心量計算左右偏移量並進行調整，達到水平方向的位置修正。正常焊接的時候，處於圖4a位置。如果感測器檢測到焊縫往右偏移，如圖4b所示，感測器控制器計算出偏差量x。如果感測器檢測到焊縫往左偏移，如4c圖所示，感測器控制器計算出偏差量-x。
下述將對基於水平感測器的焊接位置調整過程進行說明。
焊接調整單元的焊接位置調整過程的內容如下：初始化焊接位置的參數變數，焊縫的左右偏差量、焊槍擺動中心位置量、擺動中心調整量、擺動電機螺距及擺動電機齒輪比；讀取當前焊槍的擺動中心位置量，存入擺動中心位置量；接收焊縫的左右偏差量；判斷左右調整方向：定義在行走方向上當前待焊接點處於左邊時左右偏差量為負，在行走方向上當前待焊接點處於右邊時左右偏差量為正；分析左右偏差量，若左右偏移量為正則向右邊偏移，若左右偏差量為負則向左邊偏移；根據參數變數計算擺動中心調整量（左右偏移調整量）；控制擺動中心作出調整。
如圖5所示，水平位置調整（焊接位置左右調整）流程，其流程順序只是一個實例，在邏輯可行範圍內可以調換，如將“讀取當前焊槍的擺動中心位置”步驟與“接收焊縫的左右偏差量”步驟互換等。
首先，初始化水平位置（焊接位置）各個參數變數，包括雷射控制箱傳輸回來的左右偏差量（left_right_difference_usr）、焊槍擺動中心位置量（Osc_Center）、焊槍擺動電機螺距（Pitch1）及焊槍擺動電機齒輪比（GearRatio1）等。然後，實時讀取焊槍擺動中心位置量Osc_Center。接著，讀取左右偏差量。依照行走方向，沒有偏移，則如圖4a所示。如果水平方向發生偏移，則左右偏差量left_right_difference_usr有取值；往右邊偏移，如圖4b所示，左右偏差量為正值；往左邊偏移，如圖4c所示，左右偏差量為負值。最後，經過擺動中心計算函式後，執行擺動中心調整。其中，擺動中心調整量osc_centermove＝（left_right_difference_usr*60000）/（Pitch1*fabsf（GearRatio1）），fabsf（GearRatio1）函式指對擺動電機齒輪比取絕對值函式。
如圖7所示，圖中左側感測器圖片中粗線即為識別出來的焊縫，圖7d、圖7e及圖7f三圖表示了在垂直方向上感測器的三個不同的位置，其中，圖7d為正常高度，在感測器跟蹤的過程中，理想情況為始終保持圖7d高度或者附近，因為感測器固有特性，不能超過一定高度範圍或者低於一定高度範圍，否則不能跟蹤或者需要轉換為手動調整。如果超過了正常高度，如圖7e所示，則乾伸長增加，電流減小。如果低於正常高度，如圖7f所示，則乾伸長減小，電流增大。因此，需要對其高度進行調節：焊接小車接收到感測器控制箱傳來的高度偏差量後，焊接小車根據自己實時檢測當前焊槍的高度值，結合高度偏差量進行運算，得出焊槍需要調整的數值及方向，進而，焊槍小車控制器CPU給驅動發命令，然後驅動電機執行偏移動作。如果超過了感測器能接受的最大或者最小高度，則不能跟蹤。
下述將對基於雷射感測器計算高度進行說明。
如前述，在雷射感測器頭中，攝像機位於雷射感測器的前方位置，雷射感測器投射雷射線並在當前待焊接點處形成一條雷射條紋，而且，攝像機視傾斜放置使得攝像機的視覺可與雷射感測器投射雷射線相交，以構成焊縫高度偏差量檢測模型。
進而，雷射控制箱計算當前待焊接點高度，具體內容如下：接收攝像機攝取的檢測圖像；檢測圖像中有焊縫、雷射條紋及焊槍當前位置，以焊槍當前位置為參考點得到雷射條紋與參考點之間的距離；根據雷射條紋與參考點之間的距離計算當前待焊接點高度，當前待焊接點高度即為當前待焊接點處的焊縫高度；根據當前帶焊接點高度與預設高度比對計算，得到高度偏差量；其中，高度偏差量具有正負數，定義在高度方向（垂直方向）上當前帶焊接點高度比預設高度低時高度偏差量為正數，反之則為負數；當攝像機的視覺與雷射感測器的雷射條紋於當前待焊接點處相交時，焊縫高度為預設高度。
如圖6所示，垂直方向位置調整（焊槍高度調整）流程，其流程順序只是一個實例，在邏輯可行範圍內可以調換，如將“讀取當前焊槍的高度位置”步驟與“接收高度偏差量”步驟互換等。
首先，初始化高度位置各個參數變數，包括高度偏差量（Length_difference_usr）、高度調整量（Length_centermove）、高度電機螺距（Pitch2）、高度電機齒輪比（GearRatio2）及高度位置（Length_Center）等。然後，實時讀取當前焊槍的高度位置，存入Length_Center變數。接著，讀取高度偏差量。若焊槍處於預設位置，則如圖7d所示。如果焊槍高於預設位置，則如圖7e所示，高度偏差量為負值。如果焊槍低於預設位置，則如圖7f所示，高度偏差量為正值。最後，經過高度位置計算函式後，執行高度位置調整。其中，焊槍的高度調整量Length_centermove＝（Length_difference_usr*60000）/（Pitch2*fabsf（GearRatio2），fabsf（GearRatio2）函式指對高度電機齒輪比取絕對值函式。
如上述，在焊接過程中，根據跟蹤器（感測器頭和雷射控制箱）的實時提前監控，實時計算，得出焊槍的高度和水平兩個方向的偏移量，焊接小車做出相應的調整，達到焊槍始終保持在焊縫的中心和適當的上下位置，實現基於雷射跟蹤的焊接套用。
榮譽表彰
2021年11月，《一種基於雷射跟蹤的焊接系統》獲得2020年度四川專利獎一等獎。
