3 minuty, aby poznać technologię laserowego śledzenia szwów

1.Laserowe śledzenie spoiny zasada

Połączenia śledzenie szwów laserowych Czujnik działa na zasadzie triangulacji laserowej. Oznacza to, że wiązka lasera jest wzmacniana w celu utworzenia linii laserowej rzutowanej na powierzchnię mierzonego obiektu. Odbite światło przechodzi przez wysokiej jakości układ optyczny i jest rzutowane na matrycę obrazującą. Poprzez obliczenia uzyskuje się odległość czujnika od mierzonej powierzchni (oś Z) oraz informację o położeniu wzdłuż linii lasera (oś X). Poruszając mierzonym obiektem lub sondą profilera, powstaje zestaw trójwymiarowych można uzyskać pomiary. Uzyskane informacje można wykorzystać do wyszukiwania i pozycjonowania szwu spawalniczego, śledzenia szwu, adaptacyjnej kontroli parametrów spawania i wykrywania tworzenia się szwu. Informacje te są przesyłane w czasie rzeczywistym do modułu robota w celu wykonania różnych złożonych zadań spawalniczych, uniknięcia odchyleń w jakości spawania i osiągnięcia spawania bezobsługowego.

Model i parametry czujnika

model	X na miejscu (mm)	Z odległość netto (mm)	Z Skala (Mm)	X rozkład (Mm)	Z rozkład (Mm)	Z liniowy Dokładność (%)	Powtórz Dokładność (%)
HD6-0007 (Blu-ray)	7	27	6	0.007	0.0006	± 0.2	0.001
HD6-0020 (Blu-ray)	20	60	20	0.021	0.0017	± 0.2	0.002
HD6-0032 (Blu-ray)	32	77	20	0.035	0.0028	± 0.2	0.003
HD6-0050 (Blu-ray)	50	170	50	0.058	0.015	± 0.2	0.003
HD6-0090 (Blu-ray)	90	130	70	0.11	0.024	± 0.2	0.003
HD6-0150 (opcjonalnie światło czerwone i niebieskie)	150	300	175	0.185	0.047	± 0.3	0.004
HD6-0200 (opcjonalnie światło czerwone i niebieskie)	200	350	125	0.245	0.064	± 0.3	0.004
HD6-0300 (opcjonalnie światło czerwone i niebieskie)	300	550	210	0.394	0.126	± 0.3	0.005
HD6-0500 (czerwone światło)	500	400	400	0.792	0.254	± 0.3	0.007
HD6-0600 (czerwone światło)	600	500	400	0.994	0.365	± 0.4	0.008
HD6-0800 (czerwone światło)	800	600	500	1. 269	0.408	± 0.4	0.010
HD6-1100 (czerwone światło)	1100	900	600	1.758	0.565	± 0.4	0.013
HD6-0050W (czerwone światło)	50	140	60	0.08	0.04	± 0.3	0.009
HD6-0020W (Blu-ray)	20	90	20	0.02	0.008	± 0.2	0.002
HD6-0022W (czerwone światło)	22	140	30	0.03	0.012	± 0.2	0.002

Biały obiekt odnosi się do laboratoryjnego bloku wzorcowego, a wynik pomiaru odnosi się do średniej wartości osi Z zmierzonej 64 razy w powtórzeniach.

2.Pojęcie laserowe śledzenie spoiny technologia

Połączenia śledzenie szwów Czujnik składa się głównie z kamery CCD, lasera półprzewodnikowego, laserowej soczewki ochronnej, przegrody przeciwrozpryskowej i urządzenia chłodzącego powietrze. Wykorzystuje zasady propagacji optycznej i obrazowania w celu uzyskania informacji o położeniu każdego punktu w obszarze skanowania laserowego i wykorzystuje złożone algorytmy programu do pełnego wykrywania online w czasie rzeczywistym typowych szwów spawalniczych.
Dla zakresu wykrywania, możliwości wykrywania i typowych problemów podczas procesu spawania dostępne są odpowiednie ustawienia funkcji. Czujnik instaluje się zwykle przed uchwytem spawalniczym w określonej odległości (przewodu), dzięki czemu może obserwować odległość korpusu czujnika szwu od przedmiotu obrabianego, czyli wysokość montażu uzależniona jest od modelu zainstalowanego czujnika. Kamera może zobaczyć szew tylko wtedy, gdy uchwyt spawalniczy jest prawidłowo ustawiony nad szwem.

Urządzenie oblicza odchylenie pomiędzy wykrytą spoiną a uchwytem spawalniczym, wyprowadza dane dotyczące odchyłki, a moduł wykonawczy ruchu koryguje odchylenie w czasie rzeczywistym, prowadząc uchwyt spawalniczy do automatycznego spawania. Proces ten zapewnia komunikację w czasie rzeczywistym z systemem sterowania robota w celu śledzenia spoiny przed spawaniem, co jest równoznaczne z wystawieniem wzroku na robota. Spawanie ręczne lub półautomatyczne opiera się na obserwacji gołym okiem operatora i ręcznych ustawieniach w celu śledzenia spoiny szwu. W przypadku w pełni zautomatyzowanych zastosowań spawalniczych, takich jak roboty lub automaty spawalnicze, polegają przede wszystkim na możliwościach programowania i zapamiętywania maszyny, a także na precyzji i spójności przedmiotu obrabianego oraz jego montażu, aby mieć pewność, że uchwyt spawalniczy może celować w spoiny w zakresie precyzji dozwolonej przez proces. Zwykle dokładność powtarzalnego pozycjonowania, programowanie i możliwości pamięci maszyny są wystarczające, aby spełnić wymagania spawania.

Jednak w wielu przypadkach precyzja i spójność przedmiotu obrabianego oraz jego montażu nie są łatwe do spełnienia wymagań dużych przedmiotów obrabianych lub automatycznej produkcji spawalniczej na dużą skalę. Istnieje również wpływ naprężeń i odkształceń spowodowanych przegrzaniem. Dlatego w przypadku wystąpienia takich sytuacji potrzebne jest automatyczne urządzenie śledzące, które wykona funkcje podobne do skoordynowanego śledzenia i regulacji oczu i dłoni podczas spawania ręcznego.

3. Składniki i funkcje czujniki śledzenia spoiny

Kamera CCD

Główną funkcją kamery CCD w czujniku śledzenia szwu spawalniczego jest odczyt obrazów. Podczas fotografowania sceny za pomocą kamery CCD światło odbite od obiektu jest przesyłane do matrycy CCD przez obiektyw kamery CCD. Po naświetleniu matrycy CCD fotodioda jest wzbudzana przez światło i uwalnia ładunek, z którego generowany jest sygnał elektryczny elementu światłoczułego.

Układ sterujący CCD wykorzystuje linie sygnału sterującego w elementach światłoczułych do kontrolowania prądu generowanego przez fotodiody, który jest wyprowadzany przez obwód transmisji prądu. Kamera CCD zbiera sygnały elektryczne generowane w pojedynczym procesie obrazowania i przekazuje je zbiorczo do wzmacniacza. Sygnał elektryczny po wzmocnieniu i przefiltrowaniu przesyłany jest do przetwornika A/D, który przetwarza sygnał elektryczny (w tym momencie sygnał analogowy) ) na sygnał cyfrowy, a wartość jest wprost proporcjonalna do natężenia sygnału elektrycznego, czyli poziomu napięcia. Wartości te są zasadniczo danymi obrazu.

Jednak same dane obrazu uzyskane w poprzednim kroku nie mogą bezpośrednio wygenerować obrazu. Musi zostać przesłany do cyfrowego procesora sygnałowego (DSP). W procesorze DSP te dane obrazu poddawane są obróbce końcowej, takiej jak korekcja kolorów, obróbka balansu bieli (w zależności od ustawień użytkownika w kamerze CCD) i są kodowane w danych formatach obsługiwanych przez aparat, takich jak formaty zdjęć, rozdzielczość itp., zanim zostaną zapisane jako pliki obrazów. Na koniec pliki obrazów są zapisywane w pamięci kamery CCD, wbudowanej lub zewnętrznej.

Laser półprzewodnikowy

Laser jest generowany przez źródło światła za pośrednictwem generatora liniowego, który wytwarza moc o jednolitej gęstości, wysokiej liniowości i dobrej stabilności, a sygnał wyjściowy ma wzór linii prostej. Do wyboru są lasery czerwony i niebieski, a długość fali, kąt i szerokość linii można również wybrać zgodnie ze specyficznymi wymaganiami klienta.

Soczewki ochronne z filtrem

Ze względu na pył i odpryski powstające w procesie spawania, które mogą mieć wpływ na zbieranie danych, na każdym czujniku należy zamontować soczewkę ochronną z filtrem. Soczewka ochronna filtra służy z jednej strony do ochrony kamery laserowej, a z drugiej do filtrowania światła. W przypadku zabrudzenia powierzchni należy ją niezwłocznie wymienić. Podczas montażu i wymiany soczewki ochronnej jakikolwiek ślad kleju, nawet odcisk palca lub kropla oleju, zwiększy współczynnik absorpcji soczewki i skróci jej żywotność. Dlatego też czyszczenie soczewek nie może być ignorowany:

1) Podczas montażu należy nosić rękawiczki i nie pozostawiać odcisków palców;

2) Nie pozwól, aby cokolwiek zarysowało powierzchnię obiektywu;

3) Wyjmując obiektyw, trzymaj palcami brzeg obiektywu i nie dotykaj folii;

4) Do czyszczenia soczewki użyj czystej bibuły, papieru testowego i rozpuszczalnika klasy optycznej.

Przegroda zapobiegająca rozpryskom

Służy głównie do blokowania zakłóceń lasera, takich jak rozpryski światła łuku, dym i kurz, aby system czujników był dokładniejszy i stabilniejszy w użyciu.

Urządzenie chłodzące powietrze

Ze względu na wysokie temperatury podczas spawania większość systemów wykorzystuje obecnie układ chłodzenia powietrzem. Ma to na celu z jednej strony schłodzenie czujnika, z drugiej zaś przedłużenie jego żywotności. Stopień ochrony obudowy czujnika wynosi IP67, a odpowiednia temperatura użytkowania mieści się w przedziale od 5°C do 45°C. Przekroczenie tego zakresu temperatur wpłynie na żywotność czujnika. W razie potrzeby można zastosować dodatkową chłodzoną wodą płytę instalacyjną do chłodzenia głowicy czujnika.

Czujnik umożliwia wykrywanie online typowych szwów spawalniczych w czasie rzeczywistym za pomocą złożonych algorytmów programu. Istnieją odpowiednie ustawienia funkcji dla zasięgu detekcji, możliwości detekcji i typowych problemów napotykanych podczas procesu spawania. Urządzenie oblicza odchylenie pomiędzy wykrytą spoiną a uchwytem spawalniczym, wyprowadza dane o odchyłce, a mechanizm wykonywania ruchu koryguje odchylenie czasie rzeczywistym, dokładnie kierując automatycznym spawaniem uchwytu spawalniczego, uzyskując w ten sposób inteligentne śledzenie spoiny w czasie rzeczywistym podczas procesu spawania.

4. Typ spawania

Zastosuj proces spawania: spawanie łukiem argonowym, spawanie laserowe, laserowe spawanie hybrydowe, spawanie łukiem plazmowym, spawanie laserem dwutlenkiem węgla w osłonie gazu, spawanie łukiem krytym itp.

Obszary zastosowań: zbiorniki ciśnieniowe, samochody, przemysł stoczniowy, kolej, stal konstrukcyjna, spawanie kontenerów.

5.Rozwój i perspektywy

W zakresie maszyn dedykowanych, trackery szwów może zaspokoić różne potrzeby środowiskowe, takie jak spawanie wewnętrznej wykładziny podgrzewaczy wody, spawanie zbiorników magazynujących sprężarki powietrza i linie śledzące na stalowych butlach itp. Importowane marki wyróżniają się głównie w śledzeniu rur o małych średnicach, ale w przypadku długich linii prostych i linii okrągłych, różnice technologiczne między modelami krajowymi i importowanymi są niewielkie. Jednakże koszt stanowi tylko jedną trzecią do połowy kosztów importu, co czyni perspektywy rynkowe atrakcyjnymi.

Wraz z rozwojem zaawansowanej technologii produkcji, automatyzacja i inteligencja śledzenia spawania stała się nieuniknionym trendem. W ciągu najbliższych kilku lat laserowe śledzenie szwów będzie wymagało nie tylko ulepszeń technologicznych, ale także dogłębnego zrozumienia zastosowań klientów, aby spełnić ich potrzeby i ulepszyć produkty pod kątem rozszerzenia zastosowań.