เซ็นเซอร์ติดตามรอยเชื่อมเลเซอร์ระยะกลาง

เซ็นเซอร์ติดตามรอยเชื่อมเลเซอร์ระยะกลางใช้เลเซอร์ฉายแสงบนพื้นผิวของรอยเชื่อมเพื่อสร้างแถบแสงเลเซอร์ ซึ่งรับและถ่ายภาพโดยกล้องความละเอียดสูง โดยการประมวลผลตามอัลกอริทึม คุณสมบัติสามมิติของรอยเชื่อมจะถูกแปลงเป็นข้อมูลที่มีโครงสร้าง รวมถึงพิกัดรอยเชื่อม การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง ช่องว่าง ฯลฯ ข้อมูลนี้จะถูกส่งไปยังตัวควบคุมหุ่นยนต์ โดยให้เส้นทางและพารามิเตอร์กระบวนการที่จำเป็นสำหรับการเชื่อมแก่หุ่นยนต์ นำทางหุ่นยนต์ในการเชื่อมหรือแก้ไขความเบี่ยงเบนของชิ้นงานแบบเรียลไทม์ และทำให้ได้งานเชื่อมที่สมบูรณ์แบบ เมื่อเปรียบเทียบกับโซลูชันอื่นๆ การติดตามรอยเชื่อมด้วยเลเซอร์มีข้อดีคือไม่ต้องสัมผัส ความแม่นยำสูง ความเร็วสูง และปรับตัวได้ดี

เซ็นเซอร์ติดตามการเชื่อมด้วยเลเซอร์ระยะกลางประกอบด้วยกล้อง CCD เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ เลนส์ป้องกันเลเซอร์ แผ่นกั้นน้ำกระเซ็น และอุปกรณ์ระบายความร้อนด้วยลม โดยการใช้หลักการสามเหลี่ยม จะได้รับข้อมูลพิกัดของแต่ละจุดในพื้นที่การสแกนด้วยเลเซอร์ และการตรวจจับตะเข็บเชื่อมทั่วไปแบบเรียลไทม์ออนไลน์จะเกิดขึ้นผ่านอัลกอริทึมโปรแกรมที่ซับซ้อน และหุ่นยนต์จะถูกนำทางเพื่อปรับวิถีการทำงานตามข้อมูลการสแกน

เซ็นเซอร์ติดตามการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบแมนนวลหรือระยะกลางนั้นอาศัยการตัดสินใจของคนงานเชื่อมและการปรับพารามิเตอร์ของกระบวนการเพื่อติดตามรอยเชื่อมให้เสร็จสมบูรณ์ หลังจากที่หุ่นยนต์อุตสาหกรรมติดตั้งระบบติดตามรอยเชื่อมแล้ว อุปกรณ์จะคำนวณข้อผิดพลาดระหว่างรอยเชื่อมที่ตรวจพบและวิถีการสอนของหุ่นยนต์ผ่านเซ็นเซอร์ และส่งข้อมูลข้อผิดพลาดออกมา จากนั้นกลไกการดำเนินการเคลื่อนไหวจะแก้ไขแบบเรียลไทม์เพื่อนำทางปืนเชื่อมให้ทำงานเชื่อมอัตโนมัติได้อย่างแม่นยำ ซึ่งเปรียบเสมือนการให้ดวงตาแก่หุ่นยนต์

สำหรับอุปกรณ์เซนเซอร์ติดตามการเชื่อมเลเซอร์ระยะกลาง เช่น หุ่นยนต์หรือเครื่องเชื่อมอัตโนมัติ ส่วนใหญ่จะต้องอาศัยการเขียนโปรแกรมการสอนและการจำลองวิถีการทำงานของหุ่นยนต์ ดังนั้น จึงจำเป็นต้องทำให้แน่ใจว่าชิ้นงานและชุดประกอบมีความแม่นยำ เพื่อให้ปืนเชื่อมสามารถจัดแนวตะเข็บเชื่อมได้ภายในช่วงความแม่นยำที่อนุญาตของกระบวนการ

อย่างไรก็ตาม ในหลายกรณี ความแม่นยำและความสม่ำเสมอของชิ้นงานและการประกอบไม่สามารถตอบสนองความต้องการของชิ้นงานขนาดใหญ่หรือการผลิตจำนวนมากของการเชื่อมอัตโนมัติได้ ในเวลาเดียวกัน ในระหว่างกระบวนการเชื่อม มีผลกระทบที่ควบคุมไม่ได้ของความเครียดและการเสียรูปที่เกิดจากความร้อนสูงเกินไปของชิ้นงาน ดังนั้น เมื่อพบสถานการณ์เหล่านี้ จึงจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ติดตามแบบแอ็คทีฟเพื่อดำเนินการที่คล้ายกับดวงตาและมือของคนงานเชื่อมด้วยมือ นั่นคือ เซ็นเซอร์ติดตามการเชื่อมด้วยเลเซอร์ระยะกลางจะนำทางอุปกรณ์ให้ทำงาน

การจำลองจุดบกพร่องของการเชื่อม
จากความรู้เกี่ยวกับเซ็นเซอร์ติดตามการเชื่อมด้วยเลเซอร์ระยะกลางและการเชื่อมด้วยเลเซอร์ไฮบริด และจากการหารือกับผู้ใช้ปลายทางของการเชื่อมด้วยเลเซอร์ พบว่าพารามิเตอร์ต่างๆ ที่อาจเกิดขึ้นได้ในการผลิตนั้นมีความแปรผัน ปัจจัยเหล่านี้ซึ่งเกี่ยวข้องกับพารามิเตอร์ของกระบวนการ การเตรียมและการประกอบรอยเชื่อม อาจเป็นสาเหตุของความไม่สมบูรณ์ของรอยเชื่อมที่แตกต่างกัน
 

การตั้งค่าการทดลอง
การทดสอบการเชื่อมด้วยเลเซอร์อัตโนมัติดำเนินการโดยใช้เซ็นเซอร์ติดตามการเชื่อมด้วยเลเซอร์ระยะกลางที่ผลิตขึ้น ลำแสงเลเซอร์ถูกส่งผ่านใยแก้วนำแสงแบบดัชนีขั้นบันไดซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 600µm ไปยังตัวเรือนขาออกที่ใช้เลนส์โฟกัสขนาด 200 มม. เพื่อสร้างขนาดจุดขั้นต่ำตามที่กำหนดคือ 0.6 มม. ตัวติดตามรอยต่อแบบ Servo-Robot ถูกใช้เพื่อติดตามรอยต่อระหว่างการเชื่อม เจ็ทแก๊สป้องกันควัน (อาร์กอน) ถูกวางมุม 40 องศากับพื้นผิวของชิ้นงาน โดยลากลำแสงเลเซอร์โดยมีจุดกระทบอยู่เหนือจุดโฟกัสของลำแสงเลเซอร์ 1 มม. มีดลมแรงดันสูงถูกใช้เพื่อป้องกันเลนส์เลเซอร์ระหว่างการเชื่อม ตัวเรือนจริงและตัวติดตามรอยต่อถูกติดตั้งไว้บนหุ่นยนต์ โดยเคลื่อนผ่านการจัดวางเหนือชิ้นงานซึ่งยึดไว้ในจิ๊กแบบคงที่ระหว่างการเชื่อม
 

การตรวจสอบระหว่างกระบวนการเชื่อม
เซ็นเซอร์ตัวแรกซึ่งอธิบายโดยเซ็นเซอร์ติดตามการเชื่อมด้วยเลเซอร์ระยะกลาง จะตรวจจับรังสีในช่วงความยาวคลื่นน้อยกว่า 600 นาโนเมตร เมื่อเชื่อมเหล็กด้วยแสงเลเซอร์ คาดว่าจะมีก๊าซหรือ "กลุ่ม" ที่มีอุณหภูมิสูงที่ถูกกระตุ้นด้วยความร้อน มากกว่าพลาสมาที่ถูกทำให้เป็นไอออน ในทางปฏิบัติ กลุ่มเหล่านี้มีพลังงานสูงมากในส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัม ดังนั้นจึงมีความหวังว่าความผันผวนใดๆ ในเซ็นเซอร์ติดตามการเชื่อมด้วยเลเซอร์ระยะกลางอันเนื่องมาจากปัญหาในระหว่างการเชื่อมจะมองเห็นได้โดยใช้เซ็นเซอร์พลาสมา เซ็นเซอร์ตัวที่สองซึ่งเรียกว่าเซ็นเซอร์ "อุณหภูมิ" มีความไวในส่วนอินฟราเรด (1100-1800 นาโนเมตร) ของสเปกตรัม และได้รับการจัดเตรียมให้รับสัญญาณจากแอ่งเชื่อมที่หลอมละลาย เซ็นเซอร์ตัวที่สามซึ่งเรียกว่าเซ็นเซอร์ "การสะท้อนกลับ" หรือ "การสะท้อนแสง" จะตรวจจับแถบรังสีแคบๆ ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ความยาวคลื่น 1.06 ไมโครเมตร (นั่นคือความยาวคลื่นเลเซอร์) ที่สะท้อนจากชิ้นงานในระหว่างการประมวลผล

Suzhou Full-v ก่อตั้งขึ้นในปี 2019 และให้บริการผู้ใช้หลายพันรายทั้งในประเทศและต่างประเทศ โดยได้รับการยอมรับเป็นเอกฉันท์จากผู้ใช้ ระบบติดตามรอยเชื่อมอัจฉริยะเลเซอร์ 3 มิติ Full-v ได้บรรลุการจับคู่ที่ครอบคลุมเต็มรูปแบบในหมู่ผู้ผลิตหุ่นยนต์กระแสหลักทั้งในประเทศและต่างประเทศ และมีลักษณะเฉพาะของความเรียบง่าย ความน่าเชื่อถือ และการใช้งานที่แพร่หลาย บริษัทมีความมุ่งมั่นที่จะจัดหาอุปกรณ์เซ็นเซอร์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์แบบเปิดและกำหนดเองและบริการทางเทคนิค โดยให้ความสำคัญกับคุณภาพผลิตภัณฑ์และประสบการณ์ของผู้ใช้เสมอ ด้วยจิตวิญญาณแห่งการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องในฐานะช่างฝีมือ เราจึงมอบผลิตภัณฑ์ที่เชื่อถือได้และมีเสถียรภาพให้กับลูกค้า