3 минуты, чтобы узнать о технологии лазерного отслеживания швов

1.Лазерное отслеживание сварных швов принцип

Команда лазерное отслеживание швов Датчик работает по принципу лазерной триангуляции. То есть лазерный луч усиливается, образуя лазерную линию, проецируемую на поверхность измеряемого объекта. Отраженный свет проходит через высококачественную оптическую систему и проецируется на матрицу изображения. Путем расчета получают расстояние от датчика до измеряемой поверхности (ось Z) и информацию о положении вдоль лазерной линии (ось X). Путем перемещения измеряемого объекта или зонда профилометра создается набор трехмерных можно получить измерения. Полученная информация может быть использована для поиска и позиционирования сварного шва, отслеживания шва, адаптивного управления параметрами сварки и обнаружения образования шва. Эта информация в режиме реального времени передается на роботизированный агрегат для выполнения различных сложных сварочных задач, предотвращения отклонений в качестве сварки и достижения беспилотной сварки.

Модель и параметры датчика

модель	X на месте (мм)	Z чистое расстояние (мм)	Z Диапазон измерения (Мкм)	X разрешающая способность (Мкм)	Z разрешающая способность (Мкм)	Z линейный точность (%)	Зрепеат точность (%)
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(Блю-Рэй)	32	77	20	0.035	0.0028	± 0.2	0.003
HD6-0050(Блю-Рэй)	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 (красный и синий свет опционально)	150	300	175	0.185	0.047	± 0.3	0.004
HD6-0200 (красный и синий свет опционально)	200	350	125	0.245	0.064	± 0.3	0.004
HD6-0300 (красный и синий свет опционально)	300	550	210	0.394	0.126	± 0.3	0.005
HD6-0500(красный свет)	500	400	400	0.792	0.254	± 0.3	0.007
HD6-0600(красный свет)	600	500	400	0.994	0.365	± 0.4	0.008
HD6-0800(красный свет)	800	600	500	1. 269	0.408	± 0.4	0.010
HD6-1100(красный свет)	1100	900	600	1.758	0.565	± 0.4	0.013
HD6-0050W (красный свет)	50	140	60	0.08	0.04	± 0.3	0.009
HD6-0020W (Блю-Рэй)	20	90	20	0.02	0.008	± 0.2	0.002
HD6-0022W (красный свет)	22	140	30	0.03	0.012	± 0.2	0.002

Белый объект относится к лабораторному стандартному блоку, а результат измерения относится к среднему значению оси Z, измеренному 64 раза при повторении.

2. Концепция лазерное отслеживание сварных швов technology

Команда отслеживание швов Датчик в основном состоит из ПЗС-камеры, полупроводникового лазера, защитной линзы от лазера, перегородки для защиты от брызг и устройства воздушного охлаждения. Он использует принципы оптического распространения и визуализации для получения информации о положении каждой точки в области лазерного сканирования, а также использует сложные программные алгоритмы для онлайн-обнаружения обычных сварных швов в режиме реального времени.
Для диапазона обнаружения, возможностей обнаружения и распространенных проблем в процессе сварки предусмотрены соответствующие настройки функций. Датчик обычно устанавливается перед сварочной горелкой на заданном расстоянии (уводе), благодаря чему он может наблюдать расстояние от корпуса датчика шва до заготовки, то есть высота установки зависит от установленной модели датчика. Только когда сварочный пистолет правильно расположен над швом, камера может видеть шов.

Устройство рассчитывает отклонение между обнаруженным сварным швом и сварочной горелкой, выводит данные об отклонении, а исполнитель движений корректирует отклонение в режиме реального времени, направляя сварочную горелку на автоматическую сварку. Этот процесс обеспечивает связь в реальном времени с системой управления роботом для отслеживания сварного шва при сварке, что эквивалентно тому, чтобы наблюдать за роботом. Ручная или полуавтоматическая сварка основана на наблюдении невооруженным глазом оператора и ручной корректировке для отслеживания сварного шва. шов. Для полностью автоматизированных сварочных применений, таких как роботы или автоматические сварочные аппараты, они в первую очередь полагаются на возможности программирования и запоминания машины, а также на точность и последовательность заготовки и ее сборки, чтобы гарантировать, что сварочный пистолет может быть направлен на сварной шов. Сварной шов в пределах диапазона точности, разрешенного процессом. Обычно точность повторного позиционирования, программирование и память машины достаточны для удовлетворения требований сварки.

Однако во многих случаях точность и стабильность заготовки и ее сборки не позволяют удовлетворить требования крупногабаритных заготовок или крупномасштабного автоматического сварочного производства. Также существует влияние напряжений и деформаций, вызванных перегревом. Поэтому при возникновении подобных ситуаций необходимо автоматическое устройство слежения, выполняющее функции, аналогичные согласованному слежению и регулировке глаз и рук при ручной сварке.

3.Компоненты и функции датчики отслеживания сварного шва

ПЗС-камера

Основная функция CCD-камеры в датчике отслеживания сварочного шва — считывание изображений. При съемке сцены ПЗС-камерой отраженный от объекта свет передается на ПЗС через объектив ПЗС-камеры. После экспонирования ПЗС-матрицы фотодиод возбуждается светом и высвобождает заряд, в результате чего генерируется электрический сигнал светочувствительного элемента.

Микросхема управления CCD использует линии управляющего сигнала в фоточувствительных элементах для управления током, генерируемым фотодиодами, который выводится схемой передачи тока. ПЗС-камера собирает электрические сигналы, генерируемые в ходе одного процесса формирования изображения, и выводит их вместе на усилитель. Электрический сигнал после усиления и фильтрации отправляется на аналого-цифровой преобразователь, который преобразует электрический сигнал (в этот момент аналоговый сигнал). ) в цифровой сигнал, и это значение прямо пропорционально интенсивности электрического сигнала, т. е. уровню напряжения. Эти значения по существу являются данными изображения.

Однако данные изображения, полученные на предыдущем шаге, сами по себе не могут напрямую генерировать изображение. Его необходимо вывести на процессор цифровых сигналов (DSP). В DSP эти данные изображения подвергаются постобработке, такой как коррекция цвета, обработка баланса белого (в зависимости от настроек пользователя в камере CCD), и кодируются в данные. форматы, поддерживаемые камерой, такие как форматы изображений, разрешение и т. д., прежде чем они будут сохранены в виде файлов изображений. Наконец, файлы изображений записываются в память ПЗС-камеры, встроенную или внешнюю.

Полупроводниковый лазер

Лазер генерируется источником света через линейный генератор, который производит мощность с равномерной плотностью, высокой линейностью и хорошей стабильностью, а выходной сигнал имеет прямолинейную форму. На выбор доступны красные и синие лазеры, а длина волны, угол и ширина линии также могут быть выбраны в соответствии с конкретными требованиями заказчика.

Защитные линзы с фильтром

Из-за пыли и брызг, образующихся в процессе сварки и способных повлиять на сбор данных, на каждом датчике необходимо установить защитную линзу фильтра. Защитная линза фильтра служит для защиты лазерной камеры с одной стороны и для фильтрации света с другой. Если ее поверхность загрязнена, ее следует немедленно заменить. Во время установки и замены защитной линзы любые следы клея, даже отпечатки пальцев или капли масла, увеличивают скорость поглощения линзы и сокращают срок ее службы. чистка линз нельзя игнорировать:

1) При установке необходимо носить перчатки и не оставлять отпечатков пальцев;

2) Не позволяйте ничему царапать поверхность линзы;

3) Вынимая линзу, придерживайте край линзы пальцами и не прикасайтесь к пленке;

4) Для очистки линзы используйте чистую папиросную бумагу, тестовую бумагу и растворитель оптического класса.

Дефлектор против брызг

Он в основном используется для блокировки помех лазеру, таких как брызги дугового света, дым и пыль, чтобы сделать сенсорную систему более точной и стабильной в использовании.

Устройство воздушного охлаждения

Из-за высоких температур во время сварки в большинстве систем сейчас используется система воздушного охлаждения. Это делается, с одной стороны, для охлаждения датчика, а с другой — для продления срока его службы. Уровень защиты корпуса датчика — IP67, а подходящая температура для использования — от 5°C до 45°C. Превышение этого температурного диапазона повлияет на срок службы датчика. При необходимости для охлаждения головки датчика можно использовать дополнительную монтажную плату с водяным охлаждением.

Датчик осуществляет онлайн-обнаружение обычных сварных швов в режиме реального времени с помощью сложных программных алгоритмов. Имеются соответствующие настройки функций для диапазона обнаружения, возможностей обнаружения и распространенных проблем, возникающих в процессе сварки. Устройство вычисляет отклонение между обнаруженным сварным швом и сварочной горелкой, выводит данные об отклонении, а механизм выполнения движения корректирует отклонение в в реальном времени, точно управляя автоматической сваркой сварочного пистолета, тем самым обеспечивая интеллектуальное отслеживание сварного шва в реальном времени во время сварочного процесса.

4. Тип сварки

Применение процесса сварки: аргонодуговая сварка, лазерная сварка, лазерная гибридная сварка, плазменная дуговая сварка, сварка в среде защитного газа с углекислым газом, дуговая сварка под флюсом и т. д.

Области применения: сосуды под давлением, автомобили, судостроение, железная дорога, стальные конструкции, сварка контейнеров.

5.Развитие и перспективы

В области специализированных машин трекеры швов может удовлетворить различные экологические потребности, такие как сварка внутренней облицовки водонагревателей, сварка резервуаров для хранения воздушных компрессоров, слежение за линиями на стальных цилиндрах и т. д. Импортные бренды в основном преуспевают в отслеживании труб малого диаметра, но для длинных прямых и круговых линий, технологические различия между отечественными и импортными моделями незначительны. Однако стоимость составляет лишь от одной трети до половины стоимости импорта, что делает рыночные перспективы привлекательными.

С развитием передовых производственных технологий реализация автоматизации и интеллектуального отслеживания сварки стала неизбежной тенденцией. В ближайшие несколько лет лазерное отслеживание швов потребует не только технологических обновлений, но и глубокого понимания приложений клиентов, чтобы удовлетворить потребности пользователей и улучшить продукты с точки зрения расширения приложений.