3 minutes pour en savoir plus sur la technologie de suivi des coutures laser

1.Suivi des cordons de soudure au laser principe

Le suivi des coutures au laser Le capteur fonctionne sur le principe de la triangulation laser. C'est-à-dire que le faisceau laser est amplifié pour former une ligne laser projetée sur la surface de l'objet mesuré. La lumière réfléchie traverse un système optique de haute qualité et est projetée sur une matrice d'imagerie. Grâce au calcul, la distance entre le capteur et la surface mesurée (axe Z) et les informations de position le long de la ligne laser (axe X) sont obtenues. En déplaçant l'objet mesuré ou la sonde profileur, un ensemble de données tridimensionnelles des mesures peuvent être obtenues. Les informations obtenues peuvent être utilisées pour la recherche et le positionnement des cordons de soudure, le suivi des cordons, le contrôle adaptatif des paramètres de soudage et la détection de la formation des cordons. Ces informations sont transmises en temps réel à l'unité robotique pour effectuer diverses tâches de soudage complexes, éviter les écarts dans la qualité du soudage et réaliser un soudage sans personnel.

Modèle et paramètres du capteur

L'objet blanc fait référence à un bloc standard de laboratoire et le résultat de la mesure fait référence à la valeur moyenne de l'axe Z mesurée 64 fois en répétition.

2.Le concept de suivi des cordons de soudure au laser sans souci

Le suivi des coutures Le capteur se compose principalement d'une caméra CCD, d'un laser à semi-conducteur, d'une lentille de protection laser, d'un déflecteur anti-éclaboussures et d'un dispositif de refroidissement par air. Il utilise les principes de propagation optique et d'imagerie pour obtenir les informations de position de chaque point dans la zone de balayage laser, et utilise des algorithmes de programme complexes pour effectuer la détection en ligne en temps réel des cordons de soudure courants.
Pour la plage de détection, les capacités de détection et les problèmes courants pendant le processus de soudage, il existe des paramètres de fonction correspondants. Le capteur est généralement installé devant le pistolet de soudage à une distance prédéterminée (plomb), de sorte qu'il puisse observer la distance entre le corps du capteur de couture et la pièce, c'est-à-dire que la hauteur d'installation dépend du modèle de capteur installé. Ce n'est que lorsque le pistolet de soudage est correctement positionné au-dessus du joint que la caméra peut voir le joint.

L'appareil calcule l'écart entre le cordon de soudure détecté et le pistolet de soudage, génère des données d'écart et l'exécuteur de mouvement corrige l'écart en temps réel, guidant le pistolet de soudage pour le soudage automatique. Ce processus réalise une communication en temps réel avec le système de contrôle du robot pour suivre le cordon de soudure à souder, ce qui équivaut à donner des yeux au robot. Le soudage manuel ou semi-automatique repose sur l'observation à l'œil nu de l'opérateur et sur des ajustements manuels pour suivre la soudure. couture.Pour les applications de soudage entièrement automatisées, telles que les robots ou les machines à souder automatiques, elles s'appuient principalement sur les capacités de programmation et de mémorisation de la machine, ainsi que sur la précision et la cohérence de la pièce et de son assemblage pour garantir que le pistolet de soudage puisse viser la cordon de soudure dans la plage de précision autorisée par le processus. Habituellement, la précision de positionnement répété, la programmation et les capacités de mémoire de la machine sont suffisantes pour répondre aux exigences du soudage.

Cependant, dans de nombreux cas, la précision et la cohérence de la pièce et de son assemblage ne permettent pas de répondre facilement aux exigences des pièces à grande échelle ou de la production de soudage automatique à grande échelle. Il existe également l'influence des contraintes et des déformations causées par la surchauffe. Par conséquent, lorsque l'on rencontre ces situations, un dispositif de suivi automatique est nécessaire pour exécuter des fonctions similaires au suivi et à l'ajustement coordonnés des yeux et des mains lors du soudage manuel.

3. Composants et fonctions de capteurs de suivi des cordons de soudure

Caméra CCD

La fonction principale de la caméra CCD dans le capteur de suivi des cordons de soudure est de lire des images. Lors de la prise de vue d'une scène avec une caméra CCD, la lumière réfléchie par l'objet est transmise au CCD à travers l'objectif de la caméra CCD. Une fois le CCD exposé, la photodiode est excitée par la lumière et libère une charge, à partir de laquelle le signal électrique de l'élément photosensible est généré.

La puce de contrôle CCD utilise les lignes de signal de commande dans les éléments photosensibles pour contrôler le courant généré par les photodiodes, qui est émis par le circuit de transmission de courant. La caméra CCD collecte les signaux électriques générés par un seul processus d'imagerie et les transmet collectivement à l'amplificateur. Le signal électrique, après amplification et filtrage, est envoyé au convertisseur A/D, qui convertit le signal électrique (signal analogique à ce stade). ) en un signal numérique, et la valeur est directement proportionnelle à l'intensité du signal électrique, c'est-à-dire au niveau de tension. Ces valeurs sont essentiellement les données de l'image.

Cependant, les données d'image obtenues à l'étape précédente ne peuvent pas à elles seules générer directement une image. Elles doivent être transmises au processeur de signal numérique (DSP). Dans le DSP, ces données d'image subissent un post-traitement tel que la correction des couleurs, le traitement de la balance des blancs (en fonction des paramètres de l'utilisateur dans la caméra CCD) et sont codées en données. formats pris en charge par la caméra, tels que les formats d'image, la résolution, etc., avant d'être enregistrés en tant que fichiers image. Enfin, les fichiers image sont écrits dans le stockage de la caméra CCD, intégré ou externe.

Un laser à semi-conducteur

Le laser est généré par une source de lumière via un générateur linéaire qui produit une puissance avec une densité uniforme, une linéarité élevée et une bonne stabilité, et produit selon un motif en ligne droite. Vous avez le choix entre des lasers rouges et bleus, et la longueur d'onde, l'angle et la largeur de ligne peuvent également être sélectionnés en fonction des exigences spécifiques du client.

Lentilles de protection du filtre

En raison de la poussière et des éclaboussures produites pendant le processus de soudage, qui peuvent avoir un effet sur la collecte des données, une lentille de protection filtrante doit être installée sur chaque capteur. La lentille de protection du filtre sert à protéger la caméra laser d'une part et à filtrer la lumière d'autre part. Lorsque sa surface est sale, elle doit être remplacée rapidement. Lors de l'installation et du remplacement de la lentille de protection, toute trace d'adhésif, même une empreinte digitale ou une goutte d'huile, augmentera le taux d'absorption de la lentille et réduira sa durée de vie. les travaux de nettoyage des lentilles Ne peut pas être ignoré:

1) Vous devez porter des gants lors de l’installation et ne laisser aucune empreinte digitale ;

2) Ne laissez rien rayer la surface de la lentille ;

3) Lorsque vous retirez l'objectif, tenez le bord de l'objectif avec vos doigts et ne touchez pas le film ;

4) Utilisez du papier de soie propre, du papier test et un solvant de qualité optique pour nettoyer la lentille.

Déflecteur anti-éclaboussures

Il est principalement utilisé pour bloquer les interférences avec le laser telles que les éclaboussures de lumière d'arc, la fumée et la poussière, afin de rendre le système de capteur plus précis et plus stable à l'usage.

Dispositif de refroidissement par air

En raison des températures élevées lors du soudage, la plupart des systèmes utilisent désormais un système de refroidissement par air. Ceci a pour but, d'une part, de refroidir le capteur et, d'autre part, de prolonger la durée de vie du capteur. Le niveau de protection du boîtier du capteur est IP67 et la température appropriée d'utilisation est comprise entre 5°C et 45°C. Le dépassement de cette plage de température affectera la durée de vie du capteur. Si nécessaire, une carte d'installation supplémentaire refroidie par eau peut être utilisée pour refroidir la tête du capteur.

Le capteur effectue une détection en ligne en temps réel des cordons de soudure courants grâce à des algorithmes de programme complexes. Il existe des paramètres de fonction appropriés pour la plage de détection, les capacités de détection et les problèmes courants rencontrés pendant le processus de soudage. L'appareil calcule l'écart entre le cordon de soudure détecté et le pistolet de soudage, génère des données d'écart et le mécanisme d'exécution du mouvement corrige l'écart dans en temps réel, guidant avec précision le soudage automatique du pistolet de soudage, obtenant ainsi un suivi intelligent en temps réel du cordon de soudure pendant le processus de soudage.

4.Type de soudure

Appliquer le processus de soudage : soudage à l'arc à l'argon, soudage au laser, soudage hybride au laser, soudage à l'arc plasma, soudage sous protection gazeuse au laser au dioxyde de carbone, soudage à l'arc submergé, etc.

Domaines d'application : récipient sous pression, voiture, construction navale, chemin de fer, acier de construction, soudage de conteneurs.

5.Développement et perspectives

Dans le domaine des machines dédiées, traqueurs de couture peut répondre à divers besoins environnementaux, tels que le soudage du revêtement intérieur des chauffe-eau, le soudage des réservoirs de stockage des compresseurs d'air et les lignes de suivi sur les cylindres en acier, etc. Les marques importées excellent principalement dans le suivi des tuyaux de petit diamètre, mais pour les longues lignes droites et les lignes circulaires, les différences technologiques entre les modèles nationaux et importés sont mineures. Cependant, le coût ne représente qu'un tiers à la moitié de celui des importations, ce qui rend les perspectives de marché attractives.

Avec le développement d’une technologie de fabrication avancée, la réalisation de l’automatisation et de l’intelligence du suivi du soudage est devenue une tendance inévitable. Au cours des prochaines années, le suivi des coutures laser nécessitera non seulement des mises à niveau technologiques, mais également une compréhension approfondie des applications des clients afin de répondre aux besoins des utilisateurs et d'améliorer les produits en termes d'expansion des applications.