3 دقائق للتعرف على تقنية تتبع التماس بالليزر

1.تتبع اللحام بالليزر مبدأ

تشير تتبع التماس بالليزر يعمل المستشعر على مبدأ التثليث بالليزر. أي أنه يتم تضخيم شعاع الليزر ليشكل خط ليزر يتم إسقاطه على سطح الجسم الذي يتم قياسه. يمر الضوء المنعكس عبر نظام بصري عالي الجودة ويتم عرضه على مصفوفة التصوير. من خلال الحساب، يتم الحصول على المسافة من المستشعر إلى السطح المقاس (المحور Z) ومعلومات الموقع على طول خط الليزر (المحور X). عن طريق تحريك الكائن الذي يتم قياسه أو مسبار التعريف، يتم الحصول على مجموعة ثلاثية الأبعاد يمكن الحصول على القياسات. يمكن استخدام المعلومات التي تم الحصول عليها للبحث عن طبقات اللحام وتحديد موضعها، وتتبع التماس، والتحكم في معلمات اللحام التكيفية، واكتشاف تشكيل التماس. يتم نقل هذه المعلومات في الوقت الفعلي إلى وحدة الروبوت لإكمال مهام اللحام المعقدة المختلفة، وتجنب الانحرافات في جودة اللحام، وتحقيق اللحام بدون طيار.

نموذج الاستشعار والمعلمات

ويشير الجسم الأبيض إلى كتلة قياسية مختبرية، وتشير نتيجة القياس إلى متوسط ​​قيمة المحور Z المقاس 64 مرة في التكرار.

2. مفهوم تتبع اللحام بالليزر التكنلوجيا

تشير تتبع التماس يتكون المستشعر بشكل أساسي من كاميرا CCD، وليزر أشباه الموصلات، وعدسة حماية من الليزر، وحاجز مضاد للرذاذ، وجهاز تبريد الهواء. ويستخدم مبادئ الانتشار البصري والتصوير للحصول على معلومات موقع كل نقطة داخل منطقة المسح بالليزر، ويستخدم خوارزميات برنامج معقدة لإكمال الكشف عبر الإنترنت في الوقت الحقيقي عن طبقات اللحام المشتركة.
بالنسبة لنطاق الكشف، وإمكانيات الكشف، والمشكلات الشائعة أثناء عملية اللحام، هناك إعدادات وظيفية مقابلة. عادة ما يتم تثبيت المستشعر أمام مسدس اللحام على مسافة محددة مسبقًا (الرصاص)، حتى يتمكن من ملاحظة المسافة من جسم مستشعر التماس إلى قطعة العمل، أي أن ارتفاع التثبيت يعتمد على طراز المستشعر المثبت. فقط عندما يتم وضع مسدس اللحام بشكل صحيح فوق خط التماس، يمكن للكاميرا رؤية خط التماس.

يقوم الجهاز بحساب الانحراف بين وصلة اللحام المكتشفة ومسدس اللحام، ويخرج بيانات الانحراف، ويقوم منفذ الحركة بتصحيح الانحراف في الوقت الحقيقي، وتوجيه مسدس اللحام للحام الأوتوماتيكي. تحقق هذه العملية التواصل في الوقت الفعلي مع نظام التحكم في الروبوت لتتبع خط اللحام للحام، وهو ما يعادل إعطاء العين للروبوت. يعتمد اللحام اليدوي أو شبه التلقائي على مراقبة العين المجردة للمشغل والتعديلات اليدوية لتتبع اللحام التماس. بالنسبة لتطبيقات اللحام المؤتمتة بالكامل، مثل الروبوتات أو آلات اللحام الأوتوماتيكية، فإنها تعتمد في المقام الأول على قدرات برمجة وحفظ الآلة، بالإضافة إلى دقة واتساق قطعة العمل وتجميعها لضمان أن مسدس اللحام يمكن أن يستهدف لحام التماس ضمن نطاق الدقة الذي تسمح به العملية. عادةً ما تكون دقة تحديد موضع الماكينة والبرمجة وقدرات الذاكرة كافية لتلبية متطلبات اللحام.

ومع ذلك، في كثير من الحالات، الدقة والاتساق في قطعة العمل وتجميعها ليس من السهل تلبية متطلبات قطع العمل واسعة النطاق أو إنتاج اللحام الأوتوماتيكي على نطاق واسع. هناك أيضًا تأثير الإجهاد والتشوه الناجم عن ارتفاع درجة الحرارة. لذلك، عند مواجهة هذه المواقف، هناك حاجة إلى جهاز تتبع تلقائي لأداء وظائف مشابهة للتتبع المنسق وضبط العيون واليدين في اللحام اليدوي.

3. مكونات ووظائف أجهزة استشعار تتبع التماس اللحام

كاميرا CCD

تتمثل الوظيفة الرئيسية لكاميرا CCD الموجودة في مستشعر تتبع درزات اللحام في قراءة الصور. عند تصوير مشهد باستخدام كاميرا CCD، ينتقل الضوء المنعكس من الجسم إلى CCD من خلال عدسة كاميرا CCD. بعد الكشف عن CCD، يتم تحفيز الصمام الثنائي الضوئي بالضوء ويطلق شحنة، ويتم إنشاء الإشارة الكهربائية للعنصر الحساس للضوء من هذا.

تستخدم شريحة التحكم CCD خطوط إشارة التحكم في العناصر الحساسة للضوء للتحكم في التيار الناتج عن الثنائيات الضوئية، والذي يتم إخراجه بواسطة دائرة نقل التيار. تقوم كاميرا CCD بجمع الإشارات الكهربائية الناتجة عن عملية تصوير واحدة وإخراجها بشكل جماعي إلى مكبر الصوت. يتم إرسال الإشارة الكهربائية بعد التضخيم والترشيح إلى محول A/D الذي يقوم بتحويل الإشارة الكهربائية (الإشارة التناظرية في هذه المرحلة ) إلى إشارة رقمية، وتتناسب القيمة بشكل مباشر مع شدة الإشارة الكهربائية، أي مستوى الجهد. هذه القيم هي في الأساس بيانات الصورة.

ومع ذلك، لا يمكن لبيانات الصورة التي تم الحصول عليها في الخطوة السابقة وحدها إنشاء صورة مباشرة. يجب أن يتم إخراجها إلى معالج الإشارات الرقمية (DSP). في DSP، تخضع بيانات الصورة هذه للمعالجة اللاحقة مثل تصحيح الألوان ومعالجة توازن اللون الأبيض (اعتمادًا على إعدادات المستخدم في كاميرا CCD)، ويتم تشفيرها في البيانات التنسيقات التي تدعمها الكاميرا، مثل تنسيقات الصور والدقة وما إلى ذلك، قبل حفظها كملفات صور. وأخيرًا، تتم كتابة ملفات الصور على وحدة تخزين كاميرا CCD، سواء كانت مدمجة أو خارجية.

ليزر أشباه الموصلات

يتم توليد الليزر بواسطة مصدر ضوء من خلال مولد خطي ينتج طاقة بكثافة موحدة وخطية عالية واستقرار جيد ومخرجات بنمط خط مستقيم. يوجد ليزر أحمر وأزرق للاختيار من بينها، ويمكن أيضًا تحديد الطول الموجي والزاوية وعرض الخط وفقًا لمتطلبات العملاء المحددة.

عدسات حماية الفلتر

نظرًا للغبار والرذاذ الناتج أثناء عملية اللحام، والذي يمكن أن يكون له تأثير على جمع البيانات، يجب تثبيت عدسة حماية المرشح على كل مستشعر. تعمل عدسة حماية المرشح على حماية كاميرا الليزر من جهة، وتصفية الضوء من جهة أخرى. وعندما يكون سطحها متسخًا، يجب استبدالها على الفور. أثناء تركيب واستبدال العدسة الواقية، فإن أي أثر للمادة اللاصقة، حتى لو كانت بصمة أو قطرة زيت، سيزيد من معدل امتصاص العدسة ويقلل من عمر الخدمة. أعمال تنظيف العدسات لا يمكن تجاهلها:

1) يجب عليك ارتداء القفازات أثناء التثبيت وعدم ترك أي بصمات أصابع؛

2) لا تدع أي شيء يخدش سطح العدسة؛

3) عند إخراج العدسة، أمسك حافة العدسة بأصابعك ولا تلمس الفيلم؛

4) استخدم المناديل الورقية النظيفة وورق الاختبار والمذيبات البصرية لتنظيف العدسة.

حاجز مضاد للرذاذ

يتم استخدامه بشكل أساسي لمنع التداخل مع الليزر مثل دفقة الضوء القوسي والدخان والغبار، وذلك لجعل نظام الاستشعار أكثر دقة واستقرارًا في الاستخدام.

جهاز تبريد الهواء

بسبب ارتفاع درجات الحرارة أثناء اللحام، تستخدم معظم الأنظمة الآن نظام تبريد الهواء. ويتم ذلك من ناحية لتبريد المستشعر، ومن ناحية أخرى لإطالة عمر خدمة المستشعر. مستوى حماية غلاف المستشعر هو IP67، وتتراوح درجة الحرارة المناسبة للاستخدام بين 5 درجات مئوية و45 درجة مئوية. سيؤثر تجاوز نطاق درجة الحرارة هذا على عمر خدمة المستشعر. إذا لزم الأمر، يمكن استخدام لوحة تركيب إضافية مبردة بالماء لتبريد رأس المستشعر.

يكمل المستشعر الكشف عبر الإنترنت في الوقت الفعلي عن طبقات اللحام الشائعة من خلال خوارزميات البرامج المعقدة. هناك إعدادات وظيفية مناسبة لنطاق الكشف، وقدرات الكشف، والمشكلات الشائعة التي تمت مواجهتها أثناء عملية اللحام. يقوم الجهاز بحساب الانحراف بين خط اللحام المكتشف ومسدس اللحام، ويخرج بيانات الانحراف، وتقوم آلية تنفيذ الحركة بتصحيح الانحراف في في الوقت الحقيقي، وتوجيه اللحام الأوتوماتيكي لمسدس اللحام بدقة، وبالتالي تحقيق تتبع ذكي في الوقت الحقيقي لدرزة اللحام أثناء عملية اللحام.

4. نوع اللحام

تطبيق عملية اللحام: لحام قوس الأرجون، اللحام بالليزر، اللحام الهجين بالليزر، لحام قوس البلازما، اللحام المحمي بغاز ثاني أكسيد الكربون بالليزر، اللحام بالقوس المغمور، إلخ.

مجالات التطبيق: أوعية الضغط، السيارة، بناء السفن، السكك الحديدية، الفولاذ الهيكلي، لحام الحاويات.

5. التنمية والآفاق

في مجال الآلات المخصصة، تعقب التماس يمكن أن تلبي الاحتياجات البيئية المختلفة، مثل لحام البطانة الداخلية لسخانات المياه، ولحام خزانات ضاغط الهواء، وخطوط التتبع على الأسطوانات الفولاذية، وما إلى ذلك. تتفوق العلامات التجارية المستوردة بشكل أساسي في تتبع الأنابيب ذات القطر الصغير، ولكن بالنسبة للخطوط الطويلة المستقيمة والخطوط الدائرية، الاختلافات التكنولوجية بين النماذج المحلية والمستوردة طفيفة. ومع ذلك، فإن التكلفة لا تتجاوز ثلث إلى نصف تكلفة الواردات، مما يجعل آفاق السوق جذابة.

مع تطور تكنولوجيا التصنيع المتقدمة، أصبح تحقيق الأتمتة والذكاء في تتبع اللحام اتجاهًا لا مفر منه. في السنوات القليلة المقبلة، لن يحتاج تتبع التماس بالليزر إلى ترقيات تكنولوجية فحسب، بل سيحتاج أيضًا إلى فهم تطبيقات العملاء بعمق من أجل تلبية احتياجات المستخدم وتحسين المنتجات من حيث توسيع التطبيقات.