Лазерный датчик отслеживания сварных швов среднего диапазона

Датчик лазерного слежения за сварным швом среднего радиуса действия использует лазер для облучения поверхности сварного шва для формирования полосы лазерного света, которая принимается и отображается камерой высокой четкости. С помощью алгоритмической обработки трехмерные характеристики сварного шва преобразуются в структурированную информацию, включая координаты сварного шва, несоосность, зазоры и т. д. Эта информация передается на контроллер робота, предоставляя роботу требуемые параметры траектории и процесса сварки, направляя робота на сварку или исправление отклонений заготовки в режиме реального времени и достигая идеальной сварочной работы. По сравнению с другими решениями, лазерное слежение за швом имеет такие преимущества, как бесконтактность, высокая точность, высокая скорость и хорошая адаптивность.

Датчик отслеживания лазерного сварного шва среднего диапазона в основном состоит из ПЗС-камеры, полупроводникового лазера, защитной линзы лазера, брызгозащитного экрана и устройства воздушного охлаждения. Используя принцип триангуляции, получается информация о координатах каждой точки в области сканирования лазера, а онлайн-обнаружение общих сварных швов в реальном времени реализуется с помощью сложных программных алгоритмов, а робот направляется для корректировки рабочей траектории в соответствии с данными сканирования.

Ручной или среднедиапазонный лазерный датчик отслеживания сварки полагается на суждение сварщиков и настройку параметров процесса для завершения отслеживания сварных швов. После того, как промышленный робот оснащен системой отслеживания сварных швов, оборудование может вычислять погрешность между обнаруженным сварным швом и траекторией обучения робота через датчик и выводить данные об ошибках, которые затем исправляются в реальном времени механизмом выполнения движения для точного направления сварочного пистолета для выполнения автоматической сварки. Это как дать роботу глаза.

Для оборудования со средним радиусом действия, оснащенного лазерными датчиками отслеживания сварного шва, например, роботов или автоматических сварочных аппаратов, работа в основном зависит от обучающего программирования робота и воспроизведения траектории, поэтому необходимо обеспечить точность заготовки и ее сборки, чтобы сварочный пистолет мог выровнять сварной шов в допустимом диапазоне точности процесса.

Однако во многих случаях точность и постоянство заготовки и ее сборки не могут удовлетворить требованиям крупногабаритных заготовок или массового производства автоматизированной сварки. В то же время в процессе сварки возникают неконтролируемые эффекты напряжений и деформаций, вызванных перегревом заготовки. Поэтому, сталкиваясь с этими ситуациями, возникает необходимость в активном следящем устройстве для выполнения операций, аналогичных глазам и рукам рабочих ручной сварки, то есть среднедиапазонный лазерный датчик слежения за сваркой направляет оборудование на работу.

Моделирование дефектов сварки
На основе знаний о среднедиапазонном лазерном датчике слежения за сваркой и гибридной лазерной сварке, а также обсуждений с конечными пользователями лазерной сварки были установлены потенциальные изменения параметров, которые можно ожидать в процессе производства. Эти факторы, связанные с параметрами процесса, подготовкой стыка и сборкой, являются вероятными причинами различных дефектов сварки.
 

Экспериментальная установка
Испытания по сварке автогенным лазером проводились с использованием изготовленного датчика слежения за сварным швом средней дальности лазера. Лазерный луч подавался через оптоволокно со ступенчатым индексом, диаметром 600 мкм, в выходной корпус с использованием фокусирующей линзы 200 мм для получения номинального минимального размера пятна диаметром 0,6 мм. Для отслеживания шва во время сварки использовался следящий за швом серво-робот. Струя газа подавления шва (аргон) была направлена ​​под углом 40 градусов к поверхности заготовки, следуя за лазерным лучом, с точкой падения на 1 мм выше фокуса лазерного луча. Для защиты лазерной оптики во время сварки использовался воздушный нож высокого давления. Фактический корпус и следящий за швом датчик были установлены на роботе, который перемещался по образцу, удерживаемому в неподвижном зажимном приспособлении, во время сварки.
 

Контроль процесса сварки
Первый датчик, описанный как датчик слежения за сваркой лазером среднего диапазона, обнаруживает излучение в диапазоне длин волн менее 600 нм. При сварке стали лазерным светом ожидается высокотемпературный, термически возбужденный газ или «шлейф», а не ионизированная плазма. На практике эти шлейфы очень энергичны в видимой части спектра, и поэтому была надежда, что любые колебания в датчике слежения за сваркой лазером среднего диапазона из-за проблем во время сварки будут видны с помощью плазменного датчика. Второй датчик, называемый датчиком «температуры», чувствителен в инфракрасной части (1100-1800 нм) спектра и был настроен на прием сигналов от расплавленной сварочной ванны. Третий датчик, называемый датчиком «обратного отражения» или «отражательной способности», обнаруживает узкую полосу излучения, сосредоточенную вокруг длины волны 1,06 мкм (т. е. длины волны лазера), отраженной от заготовки во время обработки.

Suzhou Full-v была основана в 2019 году и обслуживала тысячи пользователей как внутри страны, так и за рубежом, получив единодушное признание пользователей. Система интеллектуального отслеживания сварных швов Full-v 3D Laser достигла полного соответствия охвату среди основных производителей роботов как внутри страны, так и за рубежом и обладает характеристиками простоты, надежности и широкого использования. Компания стремится предоставлять открытое и настраиваемое оптоэлектронное сенсорное оборудование и технические услуги, всегда отдавая приоритет качеству продукции и пользовательскому опыту. С духом постоянного совершенствования как ремесленник мы предоставляем клиентам надежную и стабильную продукцию.