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焊縫跟蹤系統(tǒng)——焊接過程自動化的重要因素

自動化焊接與傳統(tǒng)手工焊接相比具有較大優(yōu)勢，通過焊接自動化技術(shù)裝備，可以提高焊接加工效率和質(zhì)量，降低能源和材料消耗，節(jié)約生產(chǎn)成本，并減輕工人的勞動強(qiáng)度，改善焊接工作環(huán)境，從而提高企業(yè)形象并能使企業(yè)在同行中更具競爭力。
 

○ 自動化焊接的特點(diǎn)

工業(yè)焊接機(jī)器人通常采用“示教再現(xiàn)”的工作模式，在機(jī)器人焊接過程中，它們可以在其工作空間內(nèi)高精度重復(fù)已經(jīng)示教的動作。但這樣的工作方式也存在一定的局限性，那就是機(jī)器人的應(yīng)變能力差，對工件的裝配精度要求嚴(yán)格，母材的一致性要好。焊接條件基本穩(wěn)定，機(jī)器人才能夠保證焊接質(zhì)量。
 

但在實(shí)際焊接過程中，因?yàn)楣I(yè)機(jī)器人工作時為了避免發(fā)生危險，操作人員不準(zhǔn)或不宜進(jìn)入機(jī)器人的工作區(qū)域，使得操作者不能近距離實(shí)時監(jiān)視焊接，且不能作出必要的調(diào)節(jié)控制，所以當(dāng)實(shí)際的焊接條件發(fā)生變化時，例如焊接過程中的工件在加工、裝配過程中的尺寸誤差和位置偏差以及工件加熱變形等因素的變化，會使接頭位置偏離所示教的路徑，往往會造成焊接質(zhì)量下降甚至失敗。

 

【英萊激光視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用于汽車工件焊接】

【精確的焊縫跟蹤是保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵，它是實(shí)現(xiàn)焊接過程自動化的重要因素】

 

○ 焊縫跟蹤系統(tǒng)的作用與組成

焊縫跟蹤系統(tǒng)的作用就是在焊接時自動檢測和自動調(diào)整焊槍的位置（類似機(jī)器人的眼睛），使焊槍始終沿著焊縫進(jìn)行焊接，同時始終保持焊槍與工件之間的距離恒定不變，從而保證焊接質(zhì)量，提高焊接效率，減輕勞動強(qiáng)度。

 

【英萊激光視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)】

標(biāo)準(zhǔn)的焊縫跟蹤系統(tǒng)主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)（工業(yè)機(jī)器人、焊接專機(jī)等）、焊縫跟蹤傳感器和控制系統(tǒng)三部分組成。傳感器用于焊縫信息的實(shí)時采集，控制系統(tǒng)用于接收傳感器的信號，然后經(jīng)過分析處理后反饋執(zhí)行機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)焊槍位置，從而實(shí)現(xiàn)焊縫自動跟蹤。

 

○ 焊縫跟蹤系統(tǒng)的分類及工作原理

常見的焊縫跟蹤傳感器從工作原理上可分為：接觸式傳感器、超聲波傳感器、紅外傳感器、電弧傳感器和激光視覺傳感器。

 

>接觸式傳感器

接觸式傳感器一般在焊槍前方采用探針和焊縫或工件的一個側(cè)壁接觸，通過探針的偏移，檢測焊縫位置的變化，以供控制系統(tǒng)跟蹤焊縫。其特點(diǎn)是不受電弧干擾，成本低，但跟蹤精度不高，探針易磨損變形，不適應(yīng)復(fù)雜坡口焊縫的跟蹤或高速焊接，已逐漸被其他傳感方法取代。

 

>超聲波傳感器

超聲波傳感器通過檢測回聲的時間判斷焊縫的信息和幾何形狀，不易受焊接中的電磁、光、煙塵等干擾。但需要貼近工件，又對噪聲比較敏感，因而容易受到噪聲干擾，例如在CO2氣體保護(hù)焊中應(yīng)用就有一定的限制。

 

>紅外傳感器

紅外傳感器通過檢測焊接過程中熔池及熔池周圍的熱圖像，控制系統(tǒng)根據(jù)熔池溫度場分布的對稱性判斷電弧是否對中或發(fā)生偏移，實(shí)時反饋給執(zhí)行機(jī)構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)焊縫跟蹤。這種方法成本低但易受弧光干擾。

 

>電弧傳感器

電弧傳感器通過電弧相對焊縫的擺動，利用焊接電弧電壓和電流的參數(shù)變化，計(jì)算焊槍至工件的距離變化以得出焊縫坡口的形狀信息，實(shí)現(xiàn)焊槍高低和左右兩個方向的跟蹤控制電弧傳感器以電弧本身為傳感器，結(jié)構(gòu)簡單，方便靈活。它的最大優(yōu)勢是不受弧光、磁場、飛濺、煙塵等干擾；缺點(diǎn)是對坡口形狀依賴性較大，對于無對稱側(cè)壁或根本無側(cè)壁的接頭形式，識別能力差，也不能實(shí)現(xiàn)對焊接起始點(diǎn)與終止點(diǎn)的自動檢測。

 

>激光視覺傳感器

激光視覺傳感器被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的焊縫跟蹤傳感器。基于三角測量法，激光器通過鏡頭組生成線結(jié)構(gòu)光，投射到被檢測物體上發(fā)生漫反射，再通過接收鏡頭組，在CMOS/CCD傳感器上成像。這些圖像信息經(jīng)過特殊的處理，可以生成被測物體的工作距離、位置、形狀等信息，控制系統(tǒng)通過特殊算法對監(jiān)測數(shù)據(jù)分析處理，計(jì)算并修正機(jī)器人/專機(jī)焊接軌跡偏差，實(shí)現(xiàn)焊縫跟蹤。

 

【英萊激光視覺傳感器跟蹤原理】

通過激光視覺傳感器不僅可以得到有關(guān)焊縫的信息，而且還可以對焊后熔池寬度進(jìn)行觀測。激光視覺傳感器以其高靈敏度、高精度、抗電磁干擾，與工件無接觸，獲得焊縫信息豐富等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到重視，已成為焊縫跟蹤傳感器主流產(chǎn)品。

 

○ 英萊激光視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)

? 英萊科技自主研發(fā)的激光視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)，擁有40余項(xiàng)專利，同時具備激光跟蹤、激光尋位功能。可適用絕大多數(shù)焊縫類型與工況，檢測精度達(dá)到0.05mm，產(chǎn)品集成度高、防護(hù)設(shè)計(jì)完善、抗干擾性強(qiáng)、檢測周期短、響應(yīng)速度快，可將機(jī)器人焊接合格率從60%到90%以上，并適配了包括KUKA、FANUC、ABB、安川、松下、川崎在內(nèi)的國際主流工業(yè)機(jī)器人。

 

? 英萊科技已在北京、佛山設(shè)立分公司，推進(jìn)激光焊縫跟蹤系統(tǒng)的研發(fā)能力與市場對應(yīng)能力，提供機(jī)器人焊接應(yīng)用的一站式解決方案，售后服務(wù)團(tuán)隊(duì)24小時響應(yīng)，為客戶提供服務(wù)。英萊激光視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)目前已經(jīng)推出了6個主營系列，十余款型號的產(chǎn)品，可對應(yīng)工程機(jī)械&車輛、鋼結(jié)構(gòu)、換熱器&壓力容器、管道、汽車、集裝箱波紋板、電力、切割等多個行業(yè)需求。助力商家實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量自動化生產(chǎn)。

 

隨著智能制造的興起，英萊科技激光視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)已應(yīng)用到越來越多的焊接領(lǐng)域，并得到行業(yè)的廣泛認(rèn)可，未來，英萊科技將繼續(xù)以提供自主研發(fā)、高效可靠產(chǎn)品為核心；以為用戶創(chuàng)造價值為目標(biāo)；致力于中國智能裝備業(yè)發(fā)展！