3 minutos para aprender sobre la tecnología de seguimiento de costuras por láser

1.Seguimiento de cordones de soldadura por láser principio

El sistema seguimiento de costura láser El sensor funciona según el principio de triangulación láser. Es decir, el rayo láser se amplifica para formar una línea láser proyectada sobre la superficie del objeto que se está midiendo. La luz reflejada pasa a través de un sistema óptico de alta calidad y se proyecta sobre una matriz de imágenes. Mediante el cálculo, se obtiene la distancia desde el sensor a la superficie medida (eje Z) y la información de posición a lo largo de la línea láser (eje X). Al mover el objeto que se está midiendo o la sonda perfiladora, se obtiene un conjunto de imágenes tridimensionales. se pueden obtener mediciones. La información obtenida se puede utilizar para la búsqueda y posicionamiento de cordones de soldadura, seguimiento de cordones, control adaptativo de parámetros de soldadura y detección de formación de cordones. Esta información se transmite en tiempo real a la unidad del robot para completar diversas tareas de soldadura complejas, evitar desviaciones en la calidad de la soldadura y lograr una soldadura no tripulada.

Modelo y parámetros del sensor.

El objeto blanco se refiere a un bloque estándar de laboratorio y el resultado de la medición se refiere al valor promedio del eje Z medido 64 veces en repetición.

2.El concepto de seguimiento de cordones de soldadura por láser la tecnología

El sistema seguimiento de costura El sensor consta principalmente de una cámara CCD, un láser semiconductor, una lente de protección láser, un deflector antisalpicaduras y un dispositivo de refrigeración por aire. Utiliza los principios de propagación óptica e imágenes para obtener la información de posición de cada punto dentro del área de escaneo láser y utiliza algoritmos de programa complejos para completar la detección en línea en tiempo real de costuras de soldadura comunes.
Para el rango de detección, las capacidades de detección y los problemas comunes durante el proceso de soldadura, existen configuraciones de funciones correspondientes. El sensor generalmente se instala frente a la pistola de soldar a una distancia predeterminada (conductor), de modo que pueda observar la distancia desde el cuerpo del sensor de costura a la pieza de trabajo, es decir, la altura de instalación depende del modelo de sensor instalado. Sólo cuando la pistola de soldar está colocada correctamente sobre la costura, la cámara puede ver la costura.

El dispositivo calcula la desviación entre la costura de soldadura detectada y la pistola de soldar, genera datos de desviación y el ejecutor de movimiento corrige la desviación en tiempo real, guiando la pistola de soldar para la soldadura automática. Este proceso realiza una comunicación en tiempo real con el sistema de control del robot para rastrear la costura de soldadura para soldar, lo que equivale a darle ojos al robot. La soldadura manual o semiautomática se basa en la observación a simple vista del operador y en ajustes manuales para rastrear la soldadura. costura.Para aplicaciones de soldadura totalmente automatizadas, como robots o máquinas de soldadura automáticas, se basan principalmente en las capacidades de programación y memorización de la máquina, así como en la precisión y consistencia de la pieza de trabajo y su ensamblaje para garantizar que la pistola de soldadura pueda apuntar a la costura de soldadura dentro del rango de precisión permitido por el proceso. Por lo general, la precisión de posicionamiento repetido, la programación y las capacidades de memoria de la máquina son suficientes para cumplir con los requisitos de soldadura.

Sin embargo, en muchos casos, la precisión y consistencia de la pieza de trabajo y su ensamblaje no son fáciles de cumplir con los requisitos de piezas de trabajo a gran escala o de producción de soldadura automática a gran escala. También existe la influencia del estrés y la deformación causada por el sobrecalentamiento. Por lo tanto, ante estas situaciones, se necesita un dispositivo de seguimiento automático para realizar funciones similares al seguimiento y ajuste coordinado de los ojos y las manos en la soldadura manual.

3.Componentes y funciones de sensores de seguimiento de cordones de soldadura

cámara CCD

La función principal de la cámara CCD en el sensor de seguimiento del cordón de soldadura es leer imágenes. Al fotografiar una escena con una cámara CCD, la luz reflejada por el objeto se transmite al CCD a través de la lente de la cámara CCD. Una vez expuesto el CCD, la luz excita el fotodiodo y libera una carga, a partir de la cual se genera la señal eléctrica del elemento fotosensible.

El chip de control CCD utiliza las líneas de señal de control en los elementos fotosensibles para controlar la corriente generada por los fotodiodos, que sale del circuito de transmisión de corriente. La cámara CCD recoge las señales eléctricas generadas por un único proceso de imagen y las envía colectivamente al amplificador. La señal eléctrica, después de la amplificación y el filtrado, se envía al convertidor A/D, que convierte la señal eléctrica (señal analógica en este punto ) en una señal digital, y el valor es directamente proporcional a la intensidad de la señal eléctrica, es decir, el nivel de voltaje. Estos valores son esencialmente los datos de la imagen.

Sin embargo, los datos de imagen obtenidos en el paso anterior por sí solos no pueden generar una imagen directamente. Debe enviarse al procesador de señal digital (DSP). En el DSP, estos datos de imagen se someten a un posprocesamiento, como corrección de color, tratamiento de balance de blancos (según la configuración del usuario en la cámara CCD) y se codifican en datos. formatos admitidos por la cámara, como formatos de imagen, resolución, etc., antes de guardarlos como archivos de imagen. Finalmente, los archivos de imagen se escriben en el almacenamiento de la cámara CCD, ya sea integrado o externo.

Un láser semiconductor

El láser es generado por una fuente de luz a través de un generador lineal que produce energía con densidad uniforme, alta linealidad y buena estabilidad, y emite en un patrón de línea recta. Hay láseres rojos y azules para elegir, y la longitud de onda, el ángulo y el ancho de línea también se pueden seleccionar según los requisitos específicos del cliente.

Lentes de protección de filtro

Debido al polvo y las salpicaduras producidas durante el proceso de soldadura, que pueden afectar la recopilación de datos, se debe instalar una lente de protección de filtro en cada sensor. La lente de protección del filtro sirve para proteger la cámara láser por un lado y para filtrar la luz por el otro. Cuando su superficie está sucia, debe reemplazarse lo antes posible. Durante la instalación y sustitución de la lente protectora, cualquier rastro de adhesivo, incluso una huella digital o una gota de aceite, aumentará la tasa de absorción de la lente y reducirá su vida útil. Por lo tanto, el trabajo de limpieza de lentes No puede ser ignorado:

1) Debes usar guantes durante la instalación y no dejar huellas dactilares;

2) No deje que nada raye la superficie de la lente;

3) Al sacar la lente, sostenga el borde de la lente con los dedos y no toque la película;

4) Utilice papel de seda limpio, papel de prueba y disolvente de calidad óptica para limpiar la lente.

Deflector antisalpicaduras

Se utiliza principalmente para bloquear las interferencias del láser, como salpicaduras de luz de arco, humo y polvo, para que el sistema de sensores sea más preciso y estable en uso.

Dispositivo de enfriamiento de aire

Debido a las altas temperaturas durante la soldadura, la mayoría de los sistemas ahora utilizan un sistema de refrigeración por aire. Esto se hace, por un lado, para enfriar el sensor y, por otro, para prolongar su vida útil. El nivel de protección de la carcasa del sensor es IP67 y la temperatura adecuada de uso está entre 5°C y 45°C. Exceder este rango de temperatura afectará la vida útil del sensor. Si es necesario, se puede utilizar una placa de instalación adicional refrigerada por agua para enfriar el cabezal del sensor.

El sensor completa la detección en línea en tiempo real de cordones de soldadura comunes a través de complejos algoritmos de programa. Hay configuraciones de funciones apropiadas para el rango de detección, las capacidades de detección y los problemas comunes encontrados durante el proceso de soldadura. El dispositivo calcula la desviación entre la costura de soldadura detectada y la pistola de soldar, genera datos de desviación y el mecanismo de ejecución de movimiento corrige la desviación en en tiempo real, guiando con precisión la soldadura automática de la pistola de soldar, logrando así un seguimiento inteligente en tiempo real de la costura de soldadura durante el proceso de soldadura.

4.Tipo de soldadura

Aplicar proceso de soldadura: soldadura por arco de argón, soldadura láser, soldadura híbrida por láser, soldadura por arco de plasma, soldadura con protección de gas láser de dióxido de carbono, soldadura por arco sumergido, etc.

Áreas de aplicación: recipientes a presión, automóviles, construcción naval, ferrocarriles, acero estructural, soldadura de contenedores.

5.Desarrollo y Perspectivas

En el campo de las máquinas dedicadas, rastreadores de costuras puede satisfacer diversas necesidades ambientales, como soldar el revestimiento interior de calentadores de agua, soldar tanques de almacenamiento de compresores de aire y líneas de seguimiento en cilindros de acero, etc. Las marcas importadas se destacan principalmente en el seguimiento de tuberías de diámetro pequeño, pero para líneas rectas largas y líneas circulares, Las diferencias tecnológicas entre los modelos nacionales e importados son menores. Sin embargo, el costo es sólo entre un tercio y la mitad del de las importaciones, lo que hace que las perspectivas del mercado sean atractivas.

Con el desarrollo de tecnología de fabricación avanzada, lograr la automatización y la inteligencia del seguimiento de la soldadura se ha convertido en una tendencia inevitable. En los próximos años, el seguimiento de costuras por láser no solo necesitará actualizaciones tecnológicas, sino también una comprensión profunda de las aplicaciones de los clientes para satisfacer las necesidades de los usuarios y mejorar los productos en términos de expansión de aplicaciones.