北京双头埋弧焊焊缝跟踪检测技术

焊缝跟踪传感器主要由CCD相机、半导体激光器、激光保护镜片、防飞溅挡板和风冷装置组成，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。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才能使得摄像机观察到焊缝。与电弧传感焊缝跟踪方式比较，激光传感焊缝跟踪功能不需要进行摆动，焊接速度可进一步提高。北京双头埋弧焊焊缝跟踪检测技术

激光条纹照射到焊缝表面，形成激光条纹（激光结构光），经过传感器上的透镜在光敏探测器上产生一个焊缝截面的轮廓，即反映焊缝截面形状的激光条纹图像。激光条纹图像在视觉控制中进行处理，提取焊缝的特征数据，如跟踪点的坐标、焊缝间隙、错边和截面积等。视觉系统根据测量到的焊缝位置信息计算焊枪的路径，并将路径数据传输给机器人，机器人实时控制运行轨迹保证焊枪始终对准焊缝。同时视觉系统还可以根据所测的焊缝尺寸数据 ，计算所需要的焊接参数，如焊接速度、电弧电压、焊接电流、摆动幅度等，这些焊接参数可以经以太网传送给机器人，经由机器人控制焊接速度和焊枪摆动，或者控制焊机电源调整焊接参数，从而实现自适应的焊接参数控制。 天津埋弧焊焊缝跟踪性能激光焊缝跟踪在焊接过程中实时跟踪定位，在出现偏差时纠正焊接轨迹。

严格来讲焊接机器人焊缝跟踪寻位系统由两部分组成：焊前通过焊缝寻位功能检测组对间隙是否合适，并精确达到需要焊接接头点；焊中实时跟踪焊缝及监控产品变形量。焊缝跟踪：指在焊接位置前方安装光学传感器进行数据采集，或者通过电源的焊接参数采集，然后传输到焊接机器人，进行自适应的各种模糊控制算法校正焊接机器人或专机的轨迹，实现自适应控制，达到实时的焊缝跟踪。焊缝寻位：指使用一次或多次寻找来定位焊缝的过程，通过在焊接之前移动焊接机器人或编辑机器程序路径来准确定位将要焊接的接头。​

自卸车生产痛点及方案：生产订单的多样化，多品种小批量；现有工艺水平较差，零件折弯机下料精度差，人工点焊组对容易引起二次累计误差；焊接质量不稳定；人工成本逐年增加；买方部分客户有高质量机器人焊接需求；利用焊缝跟踪的参数化编程，输入工件尺寸自动生成程序，可以激光寻位或接触寻位定位工件偏差。2.罐车生产痛点及方案：工件尺寸变化较多，种类繁杂（车架、抗角）手动示教编程困难时间长（车架、抗角）工件是曲面构成，自动焊接定位困难（抗角）普通寻位功能在特殊焊缝中使用受限；（抗角）流水线生产，需适应原有现场情况；参数化编程，输入工件尺寸自动生成程序，激光寻位，检测错边，无缝对接等焊缝特征。 激光焊缝跟踪传感器采用激光三角反射式原理。

    环缝跟踪使用激光焊缝跟踪传感器，对环形工件进行焊缝识别，并焊缝引导焊枪完成环形焊接工作。主要应用在，太阳能管，保温瓶，罐体等环形焊接检测工件的焊缝跟踪焊接中。使用焊缝跟踪系统后，能够确保工件质量，节省工作时间，提高生产效率，降低成本.曲缝跟踪利用激光焊缝跟踪传感器引导焊枪对曲线焊接部件实现焊缝跟踪工作由激光焊缝跟踪传感器引导焊枪，随着曲线缝隙的摆动，在一定范围内进行识别和跟踪。由于在非直线的情况下进行工作，激光寻位更能表现出传感器的精度和稳定度。曲缝跟踪主要应用在特殊工件的焊接中，大限度的避免了人工焊接带来的误差和缺陷。跟踪寻位提高了产出率。直缝跟踪焊接常用的焊缝跟踪系统。通过激光焊缝跟踪传感器扫描工件的焊接部位，焊缝纠偏通过工控机进行实时跟踪，引导后面焊枪完成缝隙的焊接操作。直线缝隙是焊接行业中应用广阔的焊接。根据工件特点和位置，会有各种焊缝形式。比如对接，搭接，角接，坡口、激光视觉等等。这也是考验一个系统是否可靠实用的关键之一。这些焊缝都可以通过驱动界面进行调用，从而达到佳的焊接效果。直缝焊接的应用非常广阔，我们也因此有了丰富的实践经验和案例。在实际生产中。激光焊缝跟踪可以根据母材之间的间隙大小自动变换焊接参数，从而使焊缝始终能获得相等的焊缝高度。北京双头埋弧焊焊缝跟踪检测技术

根据传感器的工作方式，焊缝跟踪可以分为接触式焊缝跟踪和非接触式焊缝跟踪两类。北京双头埋弧焊焊缝跟踪检测技术

一个完整的焊缝检测跟踪系统通常由激光结构光传感器、控制器及执行机构组成，它们构成了一个完整的闭环控制系统，实现了检测、计算和执行的功能。在实际使用中执行机构有可能是由伺服电动机、直线导轨滑台组成的焊接专机，也可能是焊接机器人。控制器一般为工控机或FPGA、DSP等嵌入式处理器。除此以外，一般还包括焊接电源、工装夹具及上下料机构等。机器人自动焊接工作站就是一种典型的应用，首先通过视觉传感器寻位确定工件及焊缝的位置，修正真实焊缝的焊接起始位置，在焊接过程中启动实时跟踪，通过实时的控制机器人不断修正机器人的焊接轨迹，达到准确的自动焊接（见图2）。目前常用的跟踪控制方式有无标定的模糊跟踪、标定实时跟踪、寻位及跟踪+寻位方式。无标定的模糊跟踪不需要精确标定实时检测焊枪与焊缝的偏差，并实时地做趋势微调控制。标定实时跟踪检测的是焊缝的实际***位置，同时控制焊枪运动到焊缝的实际位置。寻位方式指焊接时不实时跟踪，在焊接前通过两点或多点寻位确定当前焊缝或工件的位置，提前修改执行机构的运动轨迹，从而实现精确的焊接。跟踪+寻位方式则是标定实时跟踪与寻位方式的结合。 北京双头埋弧焊焊缝跟踪检测技术

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