3 Minuten, um mehr über die Laser-Nahtverfolgungstechnologie zu erfahren

1.Laser-Schweißnahtverfolgung Prinzip

Die Laser-Nahtverfolgung Der Sensor arbeitet nach dem Prinzip der Lasertriangulation. Das heißt, der Laserstrahl wird verstärkt, um eine Laserlinie zu bilden, die auf die Oberfläche des zu messenden Objekts projiziert wird. Das reflektierte Licht durchläuft ein hochwertiges optisches System und wird auf eine Abbildungsmatrix projiziert. Durch Berechnung werden der Abstand vom Sensor zur gemessenen Oberfläche (Z-Achse) und die Positionsinformationen entlang der Laserlinie (X-Achse) ermittelt. Durch Bewegen des zu messenden Objekts oder der Profilersonde entsteht ein Satz dreidimensionaler Messwerte erhalten werden können. Die gewonnenen Informationen können zur Schweißnahtsuche und -positionierung, zur Nahtverfolgung, zur adaptiven Schweißparametersteuerung und zur Nahtbildungserkennung genutzt werden. Diese Informationen werden in Echtzeit an die Robotereinheit übermittelt, um verschiedene komplexe Schweißaufgaben zu erledigen, Abweichungen in der Schweißqualität zu vermeiden und ein mannloses Schweißen zu erreichen.

Sensormodell und Parameter

Das weiße Objekt bezieht sich auf einen Laborstandardblock und das Messergebnis bezieht sich auf den Durchschnittswert der Z-Achse, der 64 Mal in Wiederholung gemessen wurde.

2. Das Konzept von Laserschweißnahtverfolgung Technologie

Die Nahtverfolgung Der Sensor besteht hauptsächlich aus einer CCD-Kamera, einem Halbleiterlaser, einer Laserschutzlinse, einer Spritzschutzwand und einem Luftkühlgerät. Es nutzt die Prinzipien der optischen Ausbreitung und Bildgebung, um die Positionsinformationen jedes Punktes innerhalb des Laserscanbereichs zu erhalten, und nutzt komplexe Programmalgorithmen, um eine Online-Erkennung gängiger Schweißnähte in Echtzeit durchzuführen.
Für den Erfassungsbereich, die Erfassungsmöglichkeiten und häufig auftretende Probleme beim Schweißprozess gibt es entsprechende Funktionseinstellungen. Der Sensor wird normalerweise in einem vorgegebenen Abstand (Vorlauf) vor der Schweißpistole installiert, sodass er den Abstand vom Nahtsensorkörper zum Werkstück beobachten kann, d. h. die Installationshöhe hängt vom installierten Sensormodell ab. Nur wenn die Schweißpistole richtig über der Naht positioniert ist, kann die Kamera die Naht sehen.

Das Gerät berechnet die Abweichung zwischen der erkannten Schweißnaht und der Schweißpistole, gibt Abweichungsdaten aus und der Motion Executor korrigiert die Abweichung in Echtzeit und führt die Schweißpistole zum automatischen Schweißen. Dieser Prozess realisiert eine Echtzeitkommunikation mit dem Robotersteuerungssystem, um die Schweißnaht zum Schweißen zu verfolgen, was gleichbedeutend damit ist, dem Roboter Augen zu geben. Manuelles oder halbautomatisches Schweißen beruht auf der Beobachtung des bloßen Auges des Bedieners und manuellen Anpassungen, um die Schweißnaht zu verfolgen Naht. Bei vollautomatischen Schweißanwendungen wie Robotern oder automatischen Schweißmaschinen verlassen sie sich in erster Linie auf die Programmier- und Speicherfähigkeiten der Maschine sowie auf die Präzision und Konsistenz des Werkstücks und seiner Montage, um sicherzustellen, dass die Schweißpistole auf die Naht zielen kann Schweißnaht innerhalb des durch den Prozess zulässigen Präzisionsbereichs. In der Regel reichen Wiederholgenauigkeit, Programmierung und Speicherfähigkeit der Maschine aus, um den Anforderungen beim Schweißen gerecht zu werden.

In vielen Fällen ist es jedoch nicht einfach, die Anforderungen großer Werkstücke oder großer automatischer Schweißproduktionen hinsichtlich der Präzision und Konsistenz des Werkstücks und seiner Montage zu erfüllen. Es gibt auch den Einfluss von Spannungen und Verformungen, die durch Überhitzung verursacht werden. Daher ist in solchen Situationen ein automatisches Verfolgungsgerät erforderlich, um ähnliche Funktionen wie die koordinierte Verfolgung und Einstellung der Augen und Hände beim manuellen Schweißen auszuführen.

3.Komponenten und Funktionen von Schweißnahtverfolgungssensoren

CCD-Kamera

Die Hauptfunktion der CCD-Kamera im Schweißnahtverfolgungssensor ist das Auslesen von Bildern. Beim Aufnehmen einer Szene mit einer CCD-Kamera wird das vom Objekt reflektierte Licht durch das Objektiv der CCD-Kamera auf das CCD übertragen. Nach der Belichtung des CCD wird die Fotodiode durch das Licht angeregt, gibt eine Ladung ab und erzeugt daraus das elektrische Signal des lichtempfindlichen Elements.

Der CCD-Steuerchip nutzt die Steuersignalleitungen in den lichtempfindlichen Elementen, um den von den Fotodioden erzeugten Strom zu steuern, der von der Stromübertragungsschaltung ausgegeben wird. Die CCD-Kamera sammelt die durch einen einzelnen Bildgebungsprozess erzeugten elektrischen Signale und gibt sie gemeinsam an den Verstärker aus. Das elektrische Signal wird nach Verstärkung und Filterung an den A/D-Wandler gesendet, der das elektrische Signal (an dieser Stelle analoges Signal) umwandelt ) in ein digitales Signal um, und der Wert ist direkt proportional zur Intensität des elektrischen Signals, also dem Spannungspegel. Diese Werte sind im Wesentlichen die Daten des Bildes.

Die im vorherigen Schritt erhaltenen Bilddaten allein können jedoch nicht direkt ein Bild erzeugen. Es muss an den digitalen Signalprozessor (DSP) ausgegeben werden. Im DSP werden diese Bilddaten einer Nachbearbeitung wie Farbkorrektur und Weißabgleich (abhängig von den Einstellungen des Benutzers in der CCD-Kamera) unterzogen und in Daten kodiert Von der Kamera unterstützte Formate, wie Bildformate, Auflösung usw., bevor sie als Bilddateien gespeichert werden. Abschließend werden die Bilddateien in den integrierten oder externen Speicher der CCD-Kamera geschrieben.

Ein Halbleiterlaser

Der Laser wird von einer Lichtquelle über einen Lineargenerator erzeugt, der Leistung mit gleichmäßiger Dichte, hoher Linearität und guter Stabilität erzeugt und in einem geradlinigen Muster ausgibt. Zur Auswahl stehen rote und blaue Laser, auch Wellenlänge, Winkel und Linienbreite können je nach Kundenwunsch gewählt werden.

Filterschutzlinsen

Da beim Schweißvorgang Staub und Spritzer entstehen, die die Datenerfassung beeinträchtigen können, muss an jedem Sensor eine Filterschutzlinse installiert werden. Die Filterschutzlinse dient einerseits dem Schutz der Laserkamera und andererseits der Lichtfilterung. Bei Verschmutzung der Oberfläche sollte sie umgehend ausgetauscht werden. Während der Installation und des Austauschs der Schutzlinse kann jede Kleberspur, selbst ein Fingerabdruck oder ein Tropfen Öl, die Absorptionsrate der Linse erhöhen und ihre Lebensdauer verkürzen. Daher gilt: die Reinigungsarbeiten von Linsen Kann nicht ignoriert werden:

1) Sie müssen während der Installation Handschuhe tragen und keine Fingerabdrücke hinterlassen;

2) Achten Sie darauf, dass nichts die Oberfläche der Linse zerkratzt.

3) Halten Sie beim Herausnehmen des Objektivs den Rand des Objektivs mit den Fingern fest und berühren Sie nicht den Film.

4) Reinigen Sie die Linse mit sauberem Seidenpapier, Testpapier und einem Lösungsmittel in optischer Qualität.

Spritzschutz

Es wird hauptsächlich verwendet, um Störungen des Lasers wie Lichtbogenspritzer, Rauch und Staub zu blockieren, um das Sensorsystem genauer und stabiler im Einsatz zu machen.

Luftkühlgerät

Aufgrund der hohen Temperaturen beim Schweißen verwenden die meisten Anlagen mittlerweile eine Luftkühlung. Dies dient einerseits der Kühlung des Sensors und andererseits der Verlängerung der Lebensdauer des Sensors. Die Schutzart des Sensorgehäuses beträgt IP67, die geeignete Einsatztemperatur liegt zwischen 5°C und 45°C. Eine Überschreitung dieses Temperaturbereichs beeinträchtigt die Lebensdauer des Sensors. Bei Bedarf kann zur Kühlung des Sensorkopfes eine zusätzliche wassergekühlte Montageplatine verwendet werden.

Der Sensor führt die Echtzeit-Online-Erkennung gängiger Schweißnähte durch komplexe Programmalgorithmen durch. Es gibt entsprechende Funktionseinstellungen für den Erkennungsbereich, die Erkennungsmöglichkeiten und häufig auftretende Probleme beim Schweißprozess. Das Gerät berechnet die Abweichung zwischen der erkannten Schweißnaht und der Schweißpistole, gibt Abweichungsdaten aus und der Bewegungsausführungsmechanismus korrigiert die Abweichung in Echtzeit, präzise Führung des automatischen Schweißens der Schweißpistole, wodurch eine intelligente Echtzeitverfolgung der Schweißnaht während des Schweißprozesses erreicht wird.

4. Schweißtyp

Schweißverfahren anwenden: Argonlichtbogenschweißen, Laserschweißen, Laserhybridschweißen, Plasmalichtbogenschweißen, Kohlendioxidlaser-Schutzgasschweißen, Unterpulverschweißen usw.

Anwendungsbereiche: Druckbehälter, Automobil, Schiffbau, Eisenbahn, Baustahl, Behälterschweißen.

5.Entwicklung und Perspektiven

Im Bereich der Spezialmaschinen Nahtverfolger kann verschiedene Umweltanforderungen erfüllen, wie zum Beispiel das Schweißen der Innenauskleidung von Warmwasserbereitern, das Schweißen von Luftkompressor-Speichertanks und das Verfolgen von Leitungen an Stahlzylindern usw. Importierte Marken zeichnen sich vor allem durch das Verfolgen von Rohren mit kleinem Durchmesser aus, aber für lange gerade Leitungen und kreisförmige Leitungen. Die Technologieunterschiede zwischen inländischen und importierten Modellen sind gering. Allerdings betragen die Kosten nur ein Drittel bis die Hälfte der Importkosten, was die Marktaussichten attraktiv macht.

Mit der Entwicklung fortschrittlicher Fertigungstechnologie ist die Automatisierung und Intelligenz der Schweißverfolgung zu einem unvermeidlichen Trend geworden. In den nächsten Jahren wird die Laser-Nahtverfolgung nicht nur technologische Verbesserungen erfordern, sondern auch ein tiefes Verständnis der Kundenanwendungen erfordern, um die Bedürfnisse der Benutzer zu erfüllen und Produkte im Hinblick auf die Anwendungserweiterung zu verbessern.