3 นาทีเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับเทคโนโลยีการติดตามตะเข็บด้วยเลเซอร์

1.การติดตามรอยเชื่อมด้วยเลเซอร์ หลัก

พื้นที่ การติดตามตะเข็บด้วยเลเซอร์ เซ็นเซอร์ทำงานบนหลักการของสามเหลี่ยมเลเซอร์ กล่าวคือ ลำแสงเลเซอร์จะถูกขยายเพื่อสร้างเส้นเลเซอร์ที่ฉายลงบนพื้นผิวของวัตถุที่กำลังวัด แสงสะท้อนจะผ่านระบบออพติคอลคุณภาพสูงและฉายลงบนเมทริกซ์ภาพ จากการคำนวณ จะได้ระยะทางจากเซ็นเซอร์ไปยังพื้นผิวที่วัด (แกน Z) และข้อมูลตำแหน่งตามแนวเลเซอร์ (แกน X) โดยการเคลื่อนย้ายวัตถุที่กำลังวัดหรือโพรบโปรไฟล์เซอร์ ชุดของสามมิติ สามารถรับการวัดได้ ข้อมูลที่ได้รับสามารถนำมาใช้ในการค้นหาและการวางตำแหน่งรอยเชื่อม การติดตามรอยตะเข็บ การควบคุมพารามิเตอร์การเชื่อมแบบปรับเปลี่ยน และการตรวจจับการก่อตัวของรอยต่อ ข้อมูลนี้จะถูกส่งแบบเรียลไทม์ไปยังหน่วยหุ่นยนต์เพื่อทำงานเชื่อมที่ซับซ้อนต่างๆ ให้เสร็จสิ้น หลีกเลี่ยงการเบี่ยงเบนในคุณภาพการเชื่อม และบรรลุการเชื่อมแบบไร้คนควบคุม

รุ่นเซ็นเซอร์และพารามิเตอร์

แบบ	X บนเว็บไซต์ (มม.)	Z ระยะทางสุทธิ (มม.)	Z ช่วงการวัด (มม. )	X ความละเอียด (มม. )	Z ความละเอียด (มม. )	ซีเชิงเส้น ความถูกต้อง (%)	ซย้ำ ความถูกต้อง (%)
HD6-0007(บลูเรย์)	7	27	6	0.007	0.0006	± 0.2	0.001
HD6-0020(บลูเรย์)	20	60	20	0.021	0.0017	± 0.2	0.002
HD6-0032(บลูเรย์)	32	77	20	0.035	0.0028	± 0.2	0.003
HD6-0050(บลูเรย์)	50	170	50	0.058	0.015	± 0.2	0.003
HD6-0090(บลูเรย์)	90	130	70	0.11	0.024	± 0.2	0.003
HD6-0150 (สามารถเลือกแสงสีแดงและแสงสีน้ำเงินได้)	150	300	175	0.185	0.047	± 0.3	0.004
HD6-0200 (สามารถเลือกแสงสีแดงและแสงสีน้ำเงินได้)	200	350	125	0.245	0.064	± 0.3	0.004
HD6-0300 (สามารถเลือกแสงสีแดงและแสงสีน้ำเงินได้)	300	550	210	0.394	0.126	± 0.3	0.005
HD6-0500(ไฟสีแดง)	500	400	400	0.792	0.254	± 0.3	0.007
HD6-0600(ไฟสีแดง)	600	500	400	0.994	0.365	± 0.4	0.008
HD6-0800(ไฟสีแดง)	800	600	500	1 269	0.408	± 0.4	0.010
HD6-1100(ไฟสีแดง)	1100	900	600	1.758	0.565	± 0.4	0.013
HD6-0050W(ไฟสีแดง)	50	140	60	0.08	0.04	± 0.3	0.009
HD6-0020W(บลูเรย์)	20	90	20	0.02	0.008	± 0.2	0.002
HD6-0022W(ไฟสีแดง)	22	140	30	0.03	0.012	± 0.2	0.002

วัตถุสีขาวหมายถึงบล็อกมาตรฐานของห้องปฏิบัติการ และผลการวัดหมายถึงค่าเฉลี่ยของแกน Z ที่วัดซ้ำ 64 ครั้ง

2.แนวคิดของ การติดตามรอยเชื่อมด้วยเลเซอร์ เทคโนโลยี

พื้นที่ การติดตามตะเข็บ เซ็นเซอร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยกล้อง CCD, เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์, เลนส์ป้องกันเลเซอร์, แผ่นกั้นป้องกันการกระเซ็น และอุปกรณ์ระบายความร้อนด้วยอากาศ ใช้หลักการของการแพร่กระจายแสงและการถ่ายภาพเพื่อรับข้อมูลตำแหน่งของแต่ละจุดภายในพื้นที่การสแกนด้วยเลเซอร์ และใช้อัลกอริธึมโปรแกรมที่ซับซ้อนเพื่อทำการตรวจจับรอยเชื่อมทั่วไปทางออนไลน์แบบเรียลไทม์
สำหรับช่วงการตรวจจับ ความสามารถในการตรวจจับ และปัญหาทั่วไปในระหว่างกระบวนการเชื่อม จะมีการตั้งค่าฟังก์ชันที่เกี่ยวข้องกัน โดยปกติเซ็นเซอร์จะติดตั้งไว้ด้านหน้าปืนเชื่อมตามระยะห่างที่กำหนด (ตะกั่ว) จึงสามารถสังเกตระยะห่างจากตัวเซ็นเซอร์ตะเข็บถึงชิ้นงานได้ กล่าวคือ ความสูงในการติดตั้งขึ้นอยู่กับรุ่นเซ็นเซอร์ที่ติดตั้ง เมื่อปืนเชื่อมอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องเหนือตะเข็บเท่านั้น กล้องจึงจะมองเห็นตะเข็บได้

อุปกรณ์จะคำนวณค่าเบี่ยงเบนระหว่างรอยเชื่อมที่ตรวจพบและปืนเชื่อม จากนั้นส่งข้อมูลค่าเบี่ยงเบนออกมา และผู้ควบคุมการเคลื่อนไหวจะแก้ไขค่าเบี่ยงเบนแบบเรียลไทม์ โดยจะนำทางปืนเชื่อมสำหรับการเชื่อมอัตโนมัติ กระบวนการนี้ทำให้สามารถสื่อสารแบบเรียลไทม์กับระบบควบคุมหุ่นยนต์เพื่อติดตามรอยเชื่อมสำหรับการเชื่อม ซึ่งเทียบเท่ากับการให้ตากับหุ่นยนต์ การเชื่อมแบบแมนนวลหรือกึ่งอัตโนมัติอาศัยการสังเกตด้วยตาเปล่าของผู้ปฏิบัติงานและการปรับแบบแมนนวลเพื่อติดตามรอยเชื่อม ตะเข็บ สำหรับการใช้งานการเชื่อมแบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ เช่น หุ่นยนต์หรือเครื่องเชื่อมอัตโนมัติ ส่วนใหญ่จะอาศัยการเขียนโปรแกรมและความสามารถในการจดจำของเครื่อง รวมถึงความแม่นยำและความสม่ำเสมอของชิ้นงานและการประกอบเพื่อให้แน่ใจว่าปืนเชื่อมสามารถเล็งไปที่ ตะเข็บเชื่อมภายในช่วงความแม่นยำที่อนุญาตโดยกระบวนการ โดยปกติแล้ว ความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งซ้ำ การตั้งโปรแกรม และความสามารถของหน่วยความจำจะเพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการของการเชื่อม

อย่างไรก็ตาม ในหลายกรณี ความแม่นยำและความสม่ำเสมอของชิ้นงานและการประกอบนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะตอบสนองความต้องการของชิ้นงานขนาดใหญ่หรือการผลิตการเชื่อมอัตโนมัติขนาดใหญ่ นอกจากนี้ยังมีอิทธิพลของความเครียดและการเสียรูปที่เกิดจากความร้อนสูงเกินไป ดังนั้น เมื่อเผชิญกับสถานการณ์เหล่านี้ อุปกรณ์ติดตามอัตโนมัติจึงจำเป็นเพื่อทำหน้าที่คล้ายกับการติดตามที่ประสานกันและการปรับตาและมือในการเชื่อมด้วยมือ

3.ส่วนประกอบและหน้าที่ของ เซ็นเซอร์ติดตามรอยเชื่อม

กล้อง CCD

หน้าที่หลักของกล้อง CCD ในเซ็นเซอร์ติดตามตะเข็บการเชื่อมคือการอ่านภาพ เมื่อถ่ายภาพฉากด้วยกล้อง CCD แสงที่สะท้อนจากวัตถุจะถูกส่งไปยัง CCD ผ่านเลนส์ของกล้อง CCD หลังจากที่ CCD ถูกเปิดเผย โฟโตไดโอดจะตื่นเต้นกับแสงและปล่อยประจุออกมา และสัญญาณไฟฟ้าขององค์ประกอบที่ไวต่อแสงจะถูกสร้างขึ้นจากสิ่งนี้

ชิปควบคุม CCD ใช้สายสัญญาณควบคุมในองค์ประกอบไวแสงเพื่อควบคุมกระแสที่สร้างโดยโฟโตไดโอด ซึ่งส่งออกโดยวงจรส่งสัญญาณปัจจุบัน กล้อง CCD รวบรวมสัญญาณไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยกระบวนการสร้างภาพเดียวและส่งออกสัญญาณเหล่านั้นไปยังเครื่องขยายเสียง สัญญาณไฟฟ้าจะถูกส่งไปยังตัวแปลง A/D ซึ่งแปลงสัญญาณไฟฟ้า (สัญญาณอะนาล็อก ณ จุดนี้หลังจากการขยายและการกรองแล้ว) ) ให้เป็นสัญญาณดิจิทัล และค่าจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเข้มของสัญญาณไฟฟ้า กล่าวคือ ระดับแรงดันไฟฟ้า ค่าเหล่านี้คือข้อมูลของรูปภาพเป็นหลัก

อย่างไรก็ตาม ข้อมูลรูปภาพที่ได้รับในขั้นตอนก่อนหน้าเพียงอย่างเดียวไม่สามารถสร้างรูปภาพได้โดยตรง จำเป็นต้องส่งออกไปยังตัวประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) ใน DSP ข้อมูลภาพเหล่านี้จะต้องผ่านการประมวลผลภายหลัง เช่น การแก้ไขสี การรักษาสมดุลแสงขาว (ขึ้นอยู่กับการตั้งค่าของผู้ใช้ในกล้อง CCD) และถูกเข้ารหัสเป็นข้อมูล รูปแบบที่กล้องรองรับ เช่น รูปแบบภาพ ความละเอียด ฯลฯ ก่อนที่จะบันทึกเป็นไฟล์ภาพ สุดท้าย ไฟล์ภาพจะถูกเขียนลงในที่จัดเก็บข้อมูลของกล้อง CCD ทั้งแบบในตัวหรือภายนอก

เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์

เลเซอร์ถูกสร้างขึ้นโดยแหล่งกำเนิดแสงผ่านเครื่องกำเนิดเชิงเส้นซึ่งผลิตพลังงานที่มีความหนาแน่นสม่ำเสมอ มีความเชิงเส้นสูง และมีเสถียรภาพที่ดี และเอาต์พุตในรูปแบบเส้นตรง มีเลเซอร์สีแดงและสีน้ำเงินให้เลือก และสามารถเลือกความยาวคลื่น มุม และความกว้างของเส้นได้ตามความต้องการเฉพาะของลูกค้า

เลนส์ป้องกันฟิลเตอร์

เนื่องจากฝุ่นและการกระเด็นที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการเชื่อม ซึ่งอาจส่งผลต่อการรวบรวมข้อมูล จึงจำเป็นต้องติดตั้งเลนส์ป้องกันตัวกรองบนเซ็นเซอร์แต่ละตัว เลนส์ป้องกันฟิลเตอร์ทำหน้าที่ปกป้องกล้องเลเซอร์ในมือข้างหนึ่ง และเพื่อกรองแสงในมืออีกข้างหนึ่ง เมื่อพื้นผิวสกปรก ควรเปลี่ยนทันที ในระหว่างการติดตั้งและเปลี่ยนเลนส์ป้องกัน ร่องรอยของกาวใดๆ แม้แต่รอยนิ้วมือหรือหยดน้ำมัน จะเพิ่มอัตราการดูดซับของเลนส์และลดอายุการใช้งาน ดังนั้น งานทำความสะอาดเลนส์ ไม่สามารถละเลยได้:

1) ต้องสวมถุงมือระหว่างการติดตั้งและไม่ทิ้งรอยนิ้วมือ

2) อย่าให้สิ่งใดเป็นรอยบนพื้นผิวของเลนส์

3) เมื่อถอดเลนส์ออก ให้ใช้นิ้วจับที่ขอบเลนส์และอย่าสัมผัสฟิล์ม

4) ใช้กระดาษทิชชู่ที่สะอาด กระดาษทดสอบ และตัวทำละลายเกรดแสงในการทำความสะอาดเลนส์

แผ่นกั้นป้องกันการกระเซ็น

ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อป้องกันการรบกวนของเลเซอร์ เช่น แสงอาร์คสาด ควัน และฝุ่น เพื่อให้ระบบเซ็นเซอร์มีความแม่นยำและมีเสถียรภาพในการใช้งานมากขึ้น

อุปกรณ์ระบายความร้อนด้วยอากาศ

เนื่องจากอุณหภูมิสูงในระหว่างการเชื่อม ระบบส่วนใหญ่จึงใช้ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศ ซึ่งทำในด้านหนึ่งเพื่อทำให้เซ็นเซอร์เย็นลง และอีกด้านหนึ่งเพื่อยืดอายุการใช้งานของเซ็นเซอร์ ระดับการป้องกันของเคสเซ็นเซอร์คือ IP67 และอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานอยู่ระหว่าง 5°C ถึง 45°C เกินช่วงอุณหภูมินี้จะส่งผลต่ออายุการใช้งานของเซ็นเซอร์ หากจำเป็น สามารถใช้บอร์ดติดตั้งระบายความร้อนด้วยน้ำเพิ่มเติมเพื่อระบายความร้อนให้กับหัวเซนเซอร์ได้

เซ็นเซอร์ดำเนินการตรวจจับรอยเชื่อมทั่วไปทางออนไลน์แบบเรียลไทม์ผ่านอัลกอริธึมโปรแกรมที่ซับซ้อน มีการตั้งค่าฟังก์ชันที่เหมาะสมสำหรับช่วงการตรวจจับ ความสามารถในการตรวจจับ และปัญหาทั่วไปที่พบในระหว่างกระบวนการเชื่อม อุปกรณ์จะคำนวณค่าเบี่ยงเบนระหว่างรอยเชื่อมที่ตรวจพบและปืนเชื่อม ส่งข้อมูลการเบี่ยงเบนเอาต์พุต และกลไกการดำเนินการเคลื่อนไหวจะแก้ไขค่าเบี่ยงเบนใน แบบเรียลไทม์ นำทางการเชื่อมอัตโนมัติของปืนเชื่อมได้อย่างแม่นยำ จึงสามารถติดตามรอยเชื่อมแบบเรียลไทม์อัจฉริยะในระหว่างกระบวนการเชื่อมได้

4.ประเภทการเชื่อม

ใช้กระบวนการเชื่อม: การเชื่อมอาร์กอนอาร์ก、การเชื่อมด้วยเลเซอร์、การเชื่อมด้วยเลเซอร์ไฮบริด、การเชื่อมอาร์กพลาสม่า、การเชื่อมด้วยก๊าซป้องกันด้วยเลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์、การเชื่อมอาร์คที่จมอยู่ใต้น้ำ ฯลฯ

พื้นที่ใช้งาน：ภาชนะรับความดัน、รถยนต์、การต่อเรือ、รถไฟ、เหล็กโครงสร้าง、การเชื่อมภาชนะ

5.การพัฒนาและอนาคต

ในด้านเครื่องจักรเฉพาะทาง เครื่องติดตามตะเข็บ สามารถตอบสนองความต้องการด้านสิ่งแวดล้อมที่หลากหลาย เช่น การเชื่อมเยื่อบุด้านในของเครื่องทำน้ำอุ่น การเชื่อมถังเก็บเครื่องอัดอากาศ และการติดตามเส้นบนถังเหล็ก เป็นต้น แบรนด์ที่นำเข้าส่วนใหญ่เก่งในการติดตามท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก แต่สำหรับเส้นตรงยาวและเส้นวงกลม ความแตกต่างทางเทคโนโลยีระหว่างรุ่นในประเทศและรุ่นนำเข้ามีน้อย อย่างไรก็ตาม ต้นทุนเพียงหนึ่งในสามถึงครึ่งหนึ่งของการนำเข้า ทำให้โอกาสทางการตลาดน่าสนใจ

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตขั้นสูง การตระหนักถึงระบบอัตโนมัติและความชาญฉลาดในการติดตามการเชื่อมจึงกลายเป็นเทรนด์ที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า การติดตามตะเข็บด้วยเลเซอร์ไม่เพียงแต่ต้องมีการอัพเกรดเทคโนโลยีเท่านั้น แต่ยังต้องเข้าใจการใช้งานของลูกค้าอย่างลึกซึ้ง เพื่อตอบสนองความต้องการของผู้ใช้และปรับปรุงผลิตภัณฑ์ในแง่ของการขยายแอปพลิเคชัน