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激光跟踪焊接(激光跟踪焊接的焊缝识别)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-31 12:33   点击:296  编辑:admin   手机版

1. 激光跟踪焊接的焊缝识别

主要使用激光器、光学传感器和中央处理器,利用光学传播与成像原理,得到激光扫描区域内各个点的位置信息,通过复杂的程序算法完成对常见焊缝的在线实时检测。

对于检测范围,检测能力以及针对焊接过程中的常见问题都有相应的功能设置。

设备通过计算检测到的焊缝与焊枪之间的偏差,输出偏差数据,由运动执行机构实时纠正偏差,精确引导焊枪自动焊接,从而实现对焊接过程中焊缝的智能实时跟踪。光学焊缝跟踪的优点1.确保安全焊接和完美焊缝2.降低热负荷3.提高生产率4.可以使焊枪处于理想位置5.可补偿生产、设备和操作公差6.对于复杂的焊件,可减少编程工作7.可实现一致的和可复现的连接

2. 激光跟踪焊接识别不了焊缝

1、如果激光焊接机使用了一段时间,并且出光功率强度正在不断衰减,那就可能是激光光源元器件老化所致。

2、如果以前激光焊接机出光稳定并且出光功率强度稳定的话,那可能是以下两个问题造成的:

①软件板卡等控制系统出了问题;

②光路移动、或者电源、激光发生器、冷却系统等硬件出了问题。

3. 激光跟踪焊接 英国

通快

通快集团总部位于德国迪琴根,创立于1923年,至今已具有90多年的机床生产历史,是全球工业生产机床和激光领域的市场及技术领导者之一。在创立伊始,通快还只是一家机械厂,随着市场的发展,通快经历了多次转型革新。如今,已经成为在全球约有13500名员工的大型跨国企业集团。

根据通快在不久前发布的最新财报显示,通快在2017/18财年末(截止到2018年6月30日)实现了36亿欧元的总营收,而在上一年度这一数字还只是28.1亿。随着工业市场向高端化、精细化方向的演进,激光加工逐渐向更多领域渗透,而这恰好与通快的优势相契合。

IPG

提到光纤激光器,业内人士首先联想到的往往是IPG,这也从侧面验证了IPG在激光领域的独特地位。虽然,目前IPG已经成为了光纤激光器领域的佼佼者,但相较于其他激光领域巨头们,IPG的发展历史并不算太长,是名副其实的后起之秀。IPG最初由物理学家Valentin P.Gapontsev 博士于1991年创立于俄罗斯,1998年在美国成立了全球总部,2006年在纳斯达克挂牌上市。

目前,IPG已经成为了世界领先的高性能光纤激光器和放大器产品的开发及制造商,产品涉及众多应用和市场。其低功率、中功率以及高功率激光器和放大器产品被广泛应用于材料加工、通信、娱乐、医疗、生物技术、科技等众多先进应用中。2009年6月,IPG正式推出了全球首台10kW单模光纤激光器,大大强化了光纤激光器在激光市场的竞争力。

相干激光

相干公司于1966年5月在美国加利福尼亚州帕洛阿尔托市诞生。在创立之初,相干在CO2激光器方面优势凸显。经过几十年的发展,如今,相干公司已经成为全球领先的光子学制造商和创新者之一,产品涉及CO2激光器、光纤激光器、超快激光器、半导体激光器、准分子激光器等等。

2016年,相干以约9.42亿美元的价格收购了罗芬激光,使得相干在工业领域的实力大大增强,整体规模也得到了进一步提升。近年来,由于激光在消费电子领域的不断开拓,相干激光在准分子激光领域的优势日益凸显,业绩增长快速。根据官方发布的数据显示,相干在2017财年实现了17.2亿美元的营收,官方预计在2018年总营收将突破19亿美元。

大族激光

大族激光成立于2001年,总部位于深圳。目前,大族已经成为亚洲最大、世界排名前三的工业激光加工设备生产厂商,世界知名的激光加工设备生产厂商。从2004年在深圳上市到今天,大族市值已经突破450亿,全球员工已经超过10000人。

不久前,大族激光科技产业集团股份有限公司发布了2018年上半年财报,大族上半年营收为51.07亿元,净利润为10.19亿元。目前,大族将自身定位为激光、机器人及自动化智能制造解决方案提供商,从中可以清晰看到大族进军高端制造领域的决心。

百超

瑞士百超集团成立于1964年,1994年加入瑞士Conzzeta控股公司,是瑞士最负盛名的企业集团之一。提到瑞士,很容易就会联想到其钟表等精密仪器,瑞士的精密加工水平显露无疑。1983年百超制造出第一台CO2激光切割机并投入使用,由此开始了其在激光产业征程。

百超研发并提供全球领先的钣金加工系统,产品范围包括激光切割系统,折弯机,以及相关的自动化和软件解决方案。公司总部位于瑞士Niederonz,另外三个开发和生产基地分别位于德国Gotha,中国天津和中国深圳。

恩耐

恩耐始建于2000年,总部设在美国华盛顿州温哥华市,是世界领先的高功率半导体激光器专业厂家,具有从芯片生长、半导体激光器封装、耦合及提供配套电源的综合生产能力。恩耐公司是生产高功率半导体激光器的后起之秀。

恩耐的主营产品在于高性能的二极管与光纤激光器,生产产品被广泛应用于工业、精密加工、航空航天等领域。2018年8月8日,恩耐正式宣布推出全新的3000瓦光纤激光器,官方宣称该款产品是行业在3000W功率级最小的光纤激光器。

II-VI

II-VI公司由Dr.Carl J.Johnson于1971年创立,总部位于宾夕法尼亚州萨克森堡。在创立之初,贰陆公司仅专注于生产大功率工业CO2激光光学元件用途的高品质材料。如今,II-VI公司已经成为全球领先的工程材料和光电子元器件制造公司,是一家垂直一体化的制造公司。

2017年,II-VI收购了光器件和收发器公司Kaiam位于英国纽顿艾克利夫的6英寸晶圆制造厂,有效扩展了II-VI在垂直腔面发射激光器(VCSELs)的自制产能。通过对产线和业务上的整合,II-VI正有计划地进入3D感应、5G通信、新能源汽车等新兴领域中。

普玛宝

普玛宝的由来,需要从另外两家公司说起。1977年,普瑞玛正式注册成立,并于1979年成功推出了首台三维激光设备。随后,普瑞玛在工业切割、焊接、钣金加工领域大放异彩。芬宝公司于1969年创建于芬兰,其在直角切割、折弯技术方面优势突出。2008年2月4日,普瑞玛工业公司收购了芬宝公司,而到了2011年“普玛宝”这一品牌被官方正式敲定使用。

如今,普玛宝全面设备系列和生产线已经能够涵盖钣金加工的整个生命周期,包括激光切割、焊接、钻孔、冲床、复合机床/冲压/激光、折弯、自动化和软件等各个方面。

马扎克

山崎马扎克株式会社总部位于日本国爱知县丹羽郡大町,成立于1919年。目前,山崎马扎克拥有员工8000多名,主营业务主要在机床制造这一领域。

作为国际机床制造业巨头之一,马扎克很早便开始了海外生产,陆续在美国、英国、新加坡、中国等地建设生产基地。

阿玛达

1946年,天田勇创立了天田制作所,即阿玛达,最初主要从事钣金机械以及切削产品的经营。如今,阿玛达已经成为专业生产钣金加工机械的大型跨国公司,在日本、美国、以及欧洲等地区拥有较高知名度,产品营销全球100多个国家和地区。其生产的钣金加工机械品种繁多、性能优越,技术先进,在世界钣金加工机械领域享有盛誉。

4. 激光跟踪焊接是什么原理

  由于激光技术具有焊接热输入低,焊接受热区域影响小和不易变形等特点,因而在铝合金焊接领域受到格外的重视。但另一方面,由于其自身所存在的缺陷,导致激光焊接加工存在着三大焊接难点。那么该如何巧妙解决呢?

  焊接难点一、对材料的激光吸收率低

  a)采取适当的表面预处理工艺。比如说砂纸打磨、表面化学浸蚀、表面镀等预处理措施。增加材料对激光的吸收率。

  b)减小光斑尺寸,增加激光功率密度。

  c)改变焊接结构,使激光束在间隙中形成多次反射。便于铝合金焊接

  焊接难点二、易产生气孔和热裂纹

  1) 经过多次焊接试验和研究发现,在焊接过程中调整激光功率波形,可以减少气孔不稳定塌陷,改变激光束照射的角度以及在焊接中施加磁场作用,都可以减少焊接时产生的气孔。

  2)在使用YAG激光器时,可以通过调整脉冲波形,控制热输入,以减少结晶裂纹。

  焊接难点三、焊接过程中,焊接接头力学性能下降

  由于铝合金焊接产生的气孔不稳定,导致焊接接头的力学性能。铝合金主要包括Zn、Mg 、Lv三种元素。在焊接时。铝的沸点均高于其他两种元素的沸点。所以在铝合金元素焊接时可以加入一些低沸点合金元素,有利于小孔的 形成,焊接的牢固性。

  铝合金激光焊接加工的高效率使得人们对它的发展前景非常期待。因此有研究学者不断研发出激光-电弧符合工艺、双焦点技术等新型技术,来改善焊接过程的稳定性,提高焊缝质量。

5. 激光焊接焊缝跟踪

激光焊接跟踪工作原理

焊接跟踪传感器头部包括一个CCD摄像机和一个或两个半导体激光器。激光器作为结构光源,以预定的角度将激光条纹投影到传感器下部的工件表面。摄像机直接观察在传感器下部的条纹。摄像机前部是一个光学滤光片,允许激光通过但是滤去所有其他的光,例如焊接电弧。传感器因此能够非常接近焊接电弧。

传感器通常以预先设定的距离(超前)安装在焊枪前部,因此它可以观察焊缝。传感器本体到工件的距离也就是安装高度取决于所安装的传感器型号。当焊枪在焊缝上方正确的定位后,焊缝应该接近条纹的中心,这才能使得摄像机观察到激光条纹和焊缝。

由于激光条纹是以一定的角度投影的,如果工件同传感器距离太近,激光条纹的位置就相对靠前。反过来,如果工件同传感器距离远一些,工件表面激光条纹的位置相对靠后。摄像机观察激光条纹的位置,传感器能够测量距离工件的垂直距离。从条纹的形状上看,传感器也能够测量表面的轮廓和焊缝在条纹上的位置,这就允许传感器测量焊缝的横向位置。

从摄像机观察到的图像被控制器处理,图像首先被获取并形成数字化的激光条纹图像。然后软件使用特定的设置来将条纹分成形成焊缝的许多条线。从这些线的位置,系统可以测量焊缝的位置,并将其转化成以mm计算的距离。这种转化是使用在传感头中存储的校准数据完成的。当系统正在进行跟踪时,焊接速度和前视距离被用来计算延迟时间。这就保证焊枪而不是传感器沿着焊缝行进。应该指出的是控制策略提供了平滑的前视距离以保证形成平滑的焊缝。因此如果传感器在路径上遇到了一个台阶的变化,他将会提供一个平滑的响应,如下图所示。

传感器关键部件包含:CCD摄像机和滤光片、半导体激光器和光学元件、监测温度的微处理器、存储的校准数据。

温度监控器在冷却系统万一失效时对激光器提供保护。如果激光器在超过限度的温度下应用,则其寿命会显著的降低。

校准数据的存储使得传感头完全可以互换。而无需额外费用和修改。从而,保证了在传感器损坏或者失效时的最小停机时间。

焊接过程的烟尘和飞溅是通过一个黑色铜制防溅挡板来保护传感头的光学元件。这种防溅挡板安装有一个清晰可更换的塑料片,当有污垢在其表面时,该塑料片必须定期更换。

传感器必须通过焊接保护气体或者空气冷却(清洁、干燥和无油),将电子元件的温度维持在50℃以下,并且防止烟尘,保护光学元件。使用的气体流量典型的为5L/min.如果有必要,可以使用一个水冷的安装板来对传感头提供额外冷却。反过来,如果半导体激光器的温度低于+5℃,则可选加热器就应该安装在传感器上。

6. 激光跟踪焊接机器人

无论哪种焊接方式,焊接烟尘的产生总是无法避免的。如激光焊接,虽然不像人工焊接那样会出现剧烈的火花飞溅,但作业过程中也会产生颗粒极细小的混合物烟尘,如果不经有效处理,不仅会危害车间工人的身体健康,还会污染激光精密部件,影响设备使用寿命。

在此,针对激光焊接、机器人焊接这两种“新型”焊接方式

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