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激光焊缝跟踪器、电弧跟踪、触点寻位有什么区别?
发布时间: 2021-04-27 16:24:55
内容来源: 焊接自动化
标签: 激光 跟踪器

触点寻位,触控寻位

机器人在焊嘴或焊丝上施加少量电压的机械感应。通过电压来感应,当焊丝焊嘴接触到工件表面时,电流短路,此时电压电流信号传导给机器人,机器人则会记住此时位置与导入的机械图纸或者轨迹进行对比,一般情况下每道焊缝至少接触两次,垂直面和水平面,然后确定焊缝位置。

触点寻位成本低,无需考虑工件干涉问题,没有多余附件,缺点就是耗时较长,会导致生产时间延长。因为触点寻位是一个缓慢的过程,每个边的搜索时间会达到3-5秒,因为焊枪会慢慢靠向工件,越接近越慢,知道触碰到工件,如果工件只有左右前后偏移一般每道焊缝寻位时间在6-10秒,如果工件还有高低偏差三维触点寻位会耗时15秒左右。触点寻位还受焊缝类型和焊枪清洁度以及来料的限制:角焊缝和搭接接缝是最常见的焊缝,搭接焊缝板材小于5mm,,会导致焊枪焊丝误触工件夹具或者底板导致检测错位;焊丝长短和焊嘴的焊渣成都也会影响电流电压信号影响测量结果导致焊偏;此外还要求来料干净,如有毛刺或者杂物也会导致检测出现偏差。

还有触点寻位无法解决焊接过程中的由于焊接变现导致的变型问题,所以适合厚板,短焊缝,小零件。

电弧跟踪

激光焊缝跟踪器和电弧跟踪与触点寻位的区别

激光焊缝跟踪器和电弧跟踪与触点寻位的区别

激光焊缝跟踪器和电弧跟踪与触点寻位的区别

电弧跟踪主要用于焊接过程的跟踪,用于检测左右和高低偏差,非常适合厚板大坡口的焊,但是为了正常使用要求使用摆焊。电弧跟踪系统使用电流和电压传感器的反馈来识别焊枪位置的变化:焊接角焊缝,当焊枪偏离焊缝中心时,则焊枪到工件两侧的距离不同,系统不断地对焊缝左侧和右侧的焊接电流进行比较,实时调整确保两个电流波峰之间必须位于中心位置。电弧跟踪系统最适合结构明显的大焊缝,例如大斜面和角焊缝,一般都用于厚板,多是些摆焊。像挖机斗臂,行车焊接等板低于5mm,电弧跟踪会不太稳定影响焊接质量。焊接一般结合触点寻位通过焊丝接触母材边缘来计算出焊缝的大致位置,再回头通过摆焊来进行焊接。

5MM以下的薄板大多数采用激光作为焊缝跟踪来进行焊接,激光跟踪是通过前端的摄像头监控激光扫描得出焊缝信息反馈给机器人,机器人在焊接过程中会根据得出的数据来自动修改轨迹完成焊接。

缺点:需要增加焊接时常,因为需要焊接过程摆动,同时电弧跟踪也只适用于低碳钢,铝焊或者合金钢不锈钢,电弧跟踪无法稳定进行跟踪作业,对材料的要求也较高一般要求无油污,无结垢生锈,不然会导致焊接过程出现不同表面差异导致电流变化出现误判导致焊偏,所以在低碳钢中大型钢结构也不适用;同时电弧跟踪必须在焊接过程持续焊接作业中才能正常工作,如果工件需要点焊段焊则无法正常工作。

2D视觉跟踪

2D视觉主要是用工业相机,在焊接之前和焊接过程中,通过高速拍照获取理想工件的参考图像,并将采集图像与标定的图像进行对比检测偏移量进行纠正。工业相机只能提供工件表面的黑白图像,不能检测深度或者高度变化,在薄板焊接容易焊漏撞枪。尤其针对搭接焊缝和V型坡口相机无法测量深度变化容易导致未熔透。同时如铝或者不锈钢,还有环境光线也会影响检测精度和稳定性,同时焊接过程的弧光和飞溅也对相机检测有较大干扰,所以2D视觉相机用在检测表面缺陷上更加合适,焊缝跟踪干扰过大,不是那么稳定。

机械跟踪

机械跟踪一般应用于专机,这个就属于民间高手自由发挥的地盘,工厂里见过滚轮,探针等多种自由设计方案,有些针对特定场景确实好用不贵,但是常规来看还是无法客户点焊,焊渣,对工件表面粗糙度等都有要求,无法推广。而且很容易受焊渣影响属于易损件。同时机械跟踪一般焊接速度受限无法高校焊接。

激光焊缝跟踪器

激光焊缝跟踪器和电弧跟踪与触点寻位的区别

激光焊缝跟踪器和电弧跟踪与触点寻位的区别

激光焊缝跟踪器和电弧跟踪与触点寻位的区别

激光焊缝跟踪也叫激光跟踪或者光学跟踪或者视觉焊缝跟踪,使用激光三角测量原理,辅之以软件算法处理拟合焊缝图像与标定焊缝轨迹对比传递偏移量给到机器人实现实时跟踪。激光跟踪可以在专机和机器人使用,北京敏越激光跟踪依托清华科技园与清华进行校企合作研发的激光跟踪已经适配库卡、ABB、发那科、安川等进口机器人品牌在集装箱、钢结构、自卸车、船舶已有上百套应用案例,尤其是软件研发能力依托清华大学,华中科技大学能实现定制研发和针对军工,航天等复杂结构件进行开发实现自动焊接跟踪。

激光跟踪原理是依靠结构光一般是红线激光照射到工件表面,由工件表面漫反射回到跟踪器内部的CMOS感光元件上显示,经过算法处理得到真实焊缝位置。可以实现非接触式测量左右前后高低三维偏差。相较于其他跟踪方案,激光跟踪反应时间在0.2秒内,速度快,能够快速响应,跟进工件流水线生产节拍要求。同时激光可以实现高速机检测,不影响焊接速度,还可以应用到涂胶,切割,打磨等工序中。

同时相比其他跟踪,激光跟踪对工件表面的铁锈油污等干扰皆可通过软件处理过滤,实现稳定高效跟踪。

目前激光跟踪的难点在于由于激光与焊枪有一定距离,北京敏越科技研发的激光跟踪可以做到距离焊枪20mm左右,这中间会有一部分误差,在焊接波纹板上会有一定风险,还需改进。

总的来说,激光跟踪能适应更多场景,更多工件,异形焊缝等,在工程机械,挂车生产、船舶自动焊接,钢结构自动焊接等工业焊接生产中起着举足轻重的作用。

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