焊接是制造業(yè)中不可或缺的工藝,而焊縫跟蹤技術(shù)則是實(shí)現高效、精確焊接自動(dòng)化的關(guān)鍵。焊縫跟蹤技術(shù)是一種實(shí)現焊接自動(dòng)化和智能化的關(guān)鍵技術(shù),它通過(guò)實(shí)時(shí)監測和調整焊接過(guò)程中的焊槍位置,確保焊接熱源始終對準焊縫,從而提升焊接質(zhì)量、效率,并降低生產(chǎn)成本。
一、焊縫跟蹤技術(shù)的基本原理
焊縫跟蹤技術(shù)通?;趥鞲衅鳎ㄈ缂す鈧鞲衅骰蛞曈X(jué)傳感器)來(lái)實(shí)時(shí)采集焊縫的圖像信息,然后通過(guò)圖像處理和分析來(lái)識別焊縫的位置和形狀??刂破鞲鶕@些信息調整執行機構(如焊接機器人的焊槍?zhuān)?,?shí)現對焊縫的精確跟蹤。其中,激光焊縫跟蹤技術(shù)利用激光三角形測量法,通過(guò)激光器發(fā)射線(xiàn)激光照射到工件表面,經(jīng)過(guò)漫反射后,激光輪廓在CCD或CMOS傳感器上成像??刂破鲗Σ杉降膱D像進(jìn)行處理分析,獲取焊縫的位置,用于修正焊接軌跡或引導焊接,如圖所示。視覺(jué)圖像法主要基于普通視覺(jué)的焊縫跟蹤使用光學(xué)攝像頭或工業(yè)相機對焊縫進(jìn)行拍攝,獲取焊縫的圖像信息,然后利用圖像處理算法對圖像進(jìn)行分析和處理,提取出焊縫的位置和形狀信息。
二、焊縫跟蹤技術(shù)的應用領(lǐng)域
焊縫跟蹤技術(shù)廣泛應用于各種焊接場(chǎng)景中,如鋼結構、船舶、汽車(chē)、航空航天等領(lǐng)域。具體應用場(chǎng)景包括:
(1)鋼結構焊接:鋼結構焊接過(guò)程中,由于工件尺寸大、形狀復雜,手動(dòng)焊接難度大且效率低下。焊縫跟蹤技術(shù)可以實(shí)現對焊縫的自動(dòng)識別和跟蹤,提高焊接質(zhì)量和效率。
(2)船舶制造:船舶制造過(guò)程中,需要進(jìn)行大量的焊接作業(yè)。焊縫跟蹤技術(shù)可以實(shí)現對船舶焊縫的精確跟蹤,提高焊接質(zhì)量和效率,降低工人勞動(dòng)強度。
(3)汽車(chē)制造:汽車(chē)制造過(guò)程中,焊縫的質(zhì)量和精度對汽車(chē)的安全性和舒適性有著(zhù)重要影響。焊縫跟蹤技術(shù)可以實(shí)現對汽車(chē)焊縫的精確跟蹤,提高焊接質(zhì)量和效率,降低制造成本。
(4)航空航天:航空航天領(lǐng)域對焊接質(zhì)量的要求極高,焊縫跟蹤技術(shù)可以實(shí)現對航空航天器焊縫的精確跟蹤,確保焊接質(zhì)量符合高標準要求。
三、焊縫跟蹤技術(shù)的主要挑戰
盡管焊縫跟蹤技術(shù)取得了進(jìn)展,但在實(shí)際應用中仍面臨諸多挑戰:
(1)復雜的焊接環(huán)境:焊接往往發(fā)生在高溫、高濕、高塵、狹小空間等復雜環(huán)境中,這些環(huán)境條件可能對傳感器和設備的正常運行產(chǎn)生負面影響,降低焊縫跟蹤技術(shù)的準確性和穩定性。
(2)焊縫多樣性:不同的焊接任務(wù)可能涉及到多種類(lèi)型的焊縫,如角焊縫、對接焊縫、橫焊縫等,每種焊縫的形狀和特點(diǎn)都不相同,給焊縫跟蹤技術(shù)帶來(lái)挑戰,需要能夠適應各種不同形狀的焊縫。
(3)實(shí)時(shí)性要求:在焊接過(guò)程中,實(shí)時(shí)性至關(guān)重要。焊縫跟蹤技術(shù)需要在焊接過(guò)程中實(shí)時(shí)監測和調整,以確保焊接質(zhì)量。焊接過(guò)程中可能存在的高溫和高能量等因素,使得實(shí)時(shí)性成為一個(gè)技術(shù)上的挑戰。
(4)環(huán)境光線(xiàn)干擾:激光傳感器對環(huán)境光線(xiàn)的敏感性較高,可能受到環(huán)境光線(xiàn)的干擾,影響跟蹤的準確性。
(5)成本問(wèn)題:激光焊縫跟蹤技術(shù)的成本相對較高,可能限制了其在某些領(lǐng)域的應用。
(6)強噪聲干擾:焊接過(guò)程中存在的金屬飛濺、煙塵以及強弧光等常見(jiàn)的強噪聲干擾,給激光視覺(jué)焊縫跟蹤的穩定性和精確性帶來(lái)極大挑戰。
(7)數據標注成本:訓練深度學(xué)習模型需要大量的標注數據,數據標注成本較高,這對于焊縫跟蹤技術(shù)的應用和優(yōu)化也是一個(gè)挑戰。
焊縫跟蹤技術(shù)的研究和應用已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展,但仍然面臨著(zhù)許多挑戰。如何在實(shí)際生產(chǎn)中實(shí)現焊縫跟蹤技術(shù)的穩定運行、準確檢測和及時(shí)反饋仍然需要進(jìn)一步探索和研究。未來(lái),隨著(zhù)新材料、新工藝、新應用的不斷出現,焊縫跟蹤技術(shù)也將不斷更新和發(fā)展,為焊接領(lǐng)域的發(fā)展做出更大的貢獻。

焊接自動(dòng)化系統如何與現有設備集成?

焊接自動(dòng)化在航天航空中的應用場(chǎng)景和實(shí)施案例有哪些?

焊接自動(dòng)化都有哪些設備?

焊接自動(dòng)化在汽車(chē)制造中的應用場(chǎng)景和實(shí)施案例有哪些?

如何選擇適合焊接自動(dòng)化的設備和技術(shù)?

壓力容器焊接自動(dòng)化的技術(shù)

換熱器生產(chǎn)車(chē)間焊接自動(dòng)化有什么好處?附焊接案例

焊接自動(dòng)化弧焊設備有哪些?先了解這幾個(gè)常用的

中厚板焊接質(zhì)量危機哪般?鋼結構焊接機器人案例呈現