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焊縫跟蹤系統(tǒng)——焊接過(guò)程自動(dòng)化的重要因素

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(guò)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(dòng)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(duì)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(guò)程中，因?yàn)楣I(yè)機(jī)器人工作時(shí)為了避免發(fā)生危險(xiǎn)，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(shí)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(shí)，例如焊接過(guò)程中的工件在加工、裝配過(guò)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(huì)使接頭位置偏離所示教的路徑，往往會(huì)造成焊接質(zhì)量下降甚至失敗。

【英萊激光視覺(jué)焊縫跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用于汽車工件焊接】

【英萊激光視覺(jué)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(shí)采集，控制系統(tǒng)用于接收傳感器的信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)分析處理后反饋執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)焊槍位置，從而實(shí)現(xiàn)焊縫自動(dòng)跟蹤。

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(gè)側(cè)壁接觸，通過(guò)探針的偏移，檢測(cè)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。

超聲波傳感器通過(guò)檢測(cè)回聲的時(shí)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(duì)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。

紅外傳感器通過(guò)檢測(cè)焊接過(guò)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(chǎng)分布的對(duì)稱性判斷電弧是否對(duì)中或發(fā)生偏移，實(shí)時(shí)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。

電弧傳感器通過(guò)電弧相對(duì)焊縫的擺動(dòng)，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(gè)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(jiǎn)單，方便靈活。它的最大優(yōu)勢(shì)是不受弧光、磁場(chǎng)、飛濺、煙塵等干擾；缺點(diǎn)是對(duì)坡口形狀依賴性較大，對(duì)于無(wú)對(duì)稱側(cè)壁或根本無(wú)側(cè)壁的接頭形式，識(shí)別能力差，也不能實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接起始點(diǎn)與終止點(diǎn)的自動(dòng)檢測(cè)。

激光視覺(jué)傳感器被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的焊縫跟蹤傳感器?；谌菧y(cè)量法，激光器通過(guò)鏡頭組生成線結(jié)構(gòu)光，投射到被檢測(cè)物體上發(fā)生漫反射，再通過(guò)接收鏡頭組，在CMOS/CCD傳感器上成像。這些圖像信息經(jīng)過(guò)特殊的處理，可以生成被測(cè)物體的工作距離、位置、形狀等信息，控制系統(tǒng)通過(guò)特殊算法對(duì)監(jiān)測(cè)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(jué)傳感器跟蹤原理】

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

? 英萊科技自主研發(fā)的激光視覺(jué)焊縫跟蹤系統(tǒng)，擁有40余項(xiàng)專利，同時(shí)具備激光跟蹤、激光尋位功能?？蛇m用絕大多數(shù)焊縫類型與工況，檢測(cè)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(cè)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(guó)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(chǎng)對(duì)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(shí)響應(yīng)，為客戶提供服務(wù)。英萊激光視覺(jué)焊縫跟蹤系統(tǒng)目前已經(jīng)推出了6個(gè)主營(yíng)系列，十余款型號(hào)的產(chǎn)品，可對(duì)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(gè)行業(yè)需求。助力商家實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量自動(dòng)化生產(chǎn)。

隨著智能制造的興起，英萊科技激光視覺(jué)焊縫跟蹤系統(tǒng)已應(yīng)用到越來(lái)越多的焊接領(lǐng)域，并得到行業(yè)的廣泛認(rèn)可，未來(lái)，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(jià)值為目標(biāo)；致力于中國(guó)智能裝備業(yè)發(fā)展！