了解“焊縫跟蹤”意味著(zhù)了解各種可能的解決方案。根據您的工藝，材料和周期時(shí)間的需要，正確的解決方案通常會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的推移而出現。
但是，如果您不了解所有可用的解決方案？
所有不同的焊縫跟蹤解決方案都有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？
并且基于我的焊接工藝，某些焊縫跟蹤解決方案是否不適合我？
傳感器技術(shù)為您的焊接操作提供了很多可能性。有些成本低廉，功能有限，而另一些則需要大量投資和周到的設計-它最大的好處是節省使用過(guò)程中的成本。
主要使用激光器、光學(xué)傳感器和中央處理器，利用光學(xué)傳播與成像原理，得到激光掃描區域內各個(gè)點(diǎn)的位置信息，通過(guò)復雜的程序算法完成對常見(jiàn)焊縫的在線(xiàn)實(shí)時(shí)檢測。對于檢測范圍，檢測能力以及針對焊接過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題都有相應的功能設置。設備通過(guò)計算檢測到的焊縫與焊槍之間的偏差，輸出偏差數據，由運動(dòng)執行機構實(shí)時(shí)糾正偏差，精確引導焊槍自動(dòng)焊接，從而實(shí)現對焊接過(guò)程中焊縫的智能實(shí)時(shí)跟蹤。
光學(xué)焊縫跟蹤的優(yōu)點(diǎn)
1.確保安全焊接和完美焊縫
2.降低熱負荷
3.提高生產(chǎn)率
4.可以使焊槍處于理想位置
5.可補償生產(chǎn)、設備和操作公差
6.對于復雜的焊件，可減少編程工作
7.可實(shí)現一致的和可復現的連接
激光焊縫跟蹤

激光焊縫跟蹤系統也稱(chēng)為光學(xué)或視覺(jué)焊縫跟蹤，它使用激光三角測量法作為實(shí)現原理。借助正確的軟件包，激光跟蹤可以在專(zhuān)機自動(dòng)化和機器人系統上使用。
從概念上講，激光焊縫跟蹤是指將激光束從設備中射出，照射在被測物體表面。從表面反射，然后反射回傳感器中，然后傳感器獲得光束照射的位置。因此，通過(guò)激光焊縫跟蹤系統可以知道激光發(fā)射器與相機上傳感器之間的距離，從而可以對反彈的材料的位置進(jìn)行三角測量。
從本質(zhì)上講，您可以獲得焊縫的Z（高度）和Y（交叉）的圖像，因此傳感器知道其反饋的圖像是距傳感器射線(xiàn)的X（距離）尺寸，并且它的特征是在整個(gè)Y方向的視野中，選擇是正還是負。
激光焊縫跟蹤傳感器不知道X方向或零件的長(cháng)度。這就是為什么您將設備與控制系統配合使用，然后控制系統定義X值的過(guò)程-稱(chēng)為校準的過(guò)程。
校準后，您的焊縫跟蹤系統會(huì )在整個(gè)焊接過(guò)程中知道X，Y和Z的位置。
通過(guò)電弧跟蹤

通過(guò)電弧跟蹤，這是您將應用接觸感應的第二階段。接觸感應后，您可以找到弧的起點(diǎn)和終點(diǎn)，然后應用通過(guò)電弧跟蹤進(jìn)行焊接過(guò)程中的跟蹤。電弧跟蹤可以在關(guān)節的Z和Y軸上跟蹤，非常適合于較厚的材料。
電弧跟蹤需要擺動(dòng)的焊接過(guò)程。當焊絲從接頭的一側過(guò)渡到另一側時(shí)，電流正在變化。發(fā)生這種情況的原因是，焊絲的伸出量隨TCP到工作距離的變化而減小。這使機器人可以解析電流的變化并調整示教路徑，從而在焊縫中保持適當的焊接位置。
電弧跟蹤適用于較厚的材料搭接，并且需要5 mm或更厚的厚度才能保持穩定。不建議使用較低的厚度進(jìn)行電弧跟蹤，否則可能會(huì )出現跟蹤不穩定的風(fēng)險 -這會(huì )降低整個(gè)過(guò)程中焊縫的完整性。
電弧跟蹤的另一個(gè)限制是您必須增加循環(huán)時(shí)間，因為它需要機器人在焊接過(guò)程中進(jìn)行擺動(dòng)。
最后，電弧跟蹤僅限于用于低碳鋼或不銹鋼。在鋁焊接時(shí)候，無(wú)法可靠地進(jìn)行電弧跟蹤。材料的條件也很重要。零件的清潔度，結垢或生銹會(huì )影響參數集，因為您設置了電流變化所需的標準。因此，由于金屬的結垢或生銹，在某個(gè)方向上產(chǎn)生2％的電流變化將產(chǎn)生電弧跟蹤不一致的特性。
電弧跟蹤也無(wú)法空運行，因為機器人必須進(jìn)行焊接才能跟蹤。遇到點(diǎn)焊也有問(wèn)題，因為當您在焊點(diǎn)上進(jìn)行電弧跟蹤時(shí)，伸出的焊絲長(cháng)度會(huì )發(fā)生變化，這也可能會(huì )影響跟蹤的穩定性。
機械式焊縫跟蹤

機械式是一種接觸材料的物理接觸探針，我們經(jīng)常稱(chēng)之為機械跟蹤。機械式通常用于專(zhuān)機自動(dòng)化和某些激光釬焊應用中，而不是推薦用于6軸機器人的焊縫跟蹤應用。它在焊接接頭內部插入尖端或探針，并檢測其與所接觸的邊緣和原始焊源之間的偏差，并相應地調整其橫向滑動(dòng)，以正確地將自身定位在焊縫上。
機械式焊縫跟蹤 具有非常簡(jiǎn)單的操作功能，可應用于各種過(guò)程，包括子弧，明弧和釬焊，這使其成為一種非常通用的焊縫跟蹤形式。機械式也不受任何材料的限制，因此您可以在從不銹鋼到鋁質(zhì)材料的任何機械式焊縫中跟蹤系統而不會(huì )受到任何影響。
維護是保持機械式焊縫跟蹤系統正常工作的重要部分。機械式系統經(jīng)常會(huì )發(fā)生零件磨損，因為尖端始終與關(guān)節表面保持接觸。當您的尖端磨損并變短時(shí)，它會(huì )傾向于將焊接TCP向前推到更靠近焊縫接頭的位置，這會(huì )產(chǎn)生不良的焊接或完全損壞焊槍的前端。重要的是要檢查探針的磨損，以確保其正確地脫離焊槍?zhuān)詫?shí)現高質(zhì)量的焊接。
與無(wú)接觸解決方案相比，焊接飛濺和電纜維護等是需要檢查和維護的其他項目。
機械式解決方案也不能很好地適應點(diǎn)焊。焊點(diǎn)可以將探針提起至焊縫上方，并沿相同的方向引導電弧，這與通常建議的焊槍焊接時(shí)候越過(guò)焊點(diǎn)的規則相反。
機械式跟蹤也不是自適應的。這些類(lèi)型的系統一般只能進(jìn)行直線(xiàn)運動(dòng)，不考慮由于工具而導致的不匹配或間隙尺寸。也無(wú)法進(jìn)行坡口的面積計算。機械式探針將鎖定在凹槽中，并且幾乎不會(huì )偏離凹槽。凹槽中足夠大的變化量或足夠大的定位焊縫都可以使探針脫離其期望的軌跡。
像對接焊縫這樣的焊縫輪廓很難在沒(méi)有間隙的情況下進(jìn)行機械式焊縫跟蹤。使探針沿一個(gè)方向高速移動(dòng)的非線(xiàn)性焊接對于機械式焊縫跟蹤應用不是理想的情況。它適用于大型壓力容器或管道焊接。
焊接速度是機械式焊縫跟蹤的另一個(gè)限制，因為它通常以較低的速度移動(dòng)，這會(huì )降低您的周期時(shí)間。
將機械式與基于視覺(jué)的焊縫跟蹤進(jìn)行比較是一個(gè)問(wèn)題，一種是基于接觸的方法，另一種是非接觸方法。雖然是機械裝置，但通常是較低的前期資本投資，由于是機械過(guò)程，因此需要更多的維護，長(cháng)期來(lái)看，這可能使其成為成本效益較低的解決方案測量體的靈敏度和組件的持續磨損。
觸控感應

機器人在焊嘴或焊絲上施加少量電壓的機械式感應。它們的功能相同，唯一的區別是每種方法將數據轉換為機械手的方式。通過(guò)電壓，機器人將到達工作材料，接觸它，會(huì )發(fā)生短路，然后機器人將記錄該記錄值所在的位置，并告訴機器人表面在哪里。大多數情況下，每個(gè)焊縫至少需要接觸兩次才能找到位置-垂直和水平表面。機器人將連接這些搜索向量并在焊縫處進(jìn)行三角剖分。
在角部或外側邊緣的焊縫上，通常需要第三次搜尋機器人才能獲得所有正確的位置，以使機器人能夠找到并“跟蹤”焊縫。
接觸感應可用作低成本的聯(lián)合跟蹤解決方案。這是一個(gè)基于軟件的簡(jiǎn)單解決方案，您可以從示教器中應用它，而無(wú)需其他系統。接觸感應的另一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)之一是，您可以進(jìn)入狹窄的區域，因為除了機器人的焊槍噴嘴或者夾具以外，沒(méi)有其他硬件會(huì )干涉機器人到達。
但是，接觸感應確實(shí)有一些限制，這使其成為焊縫搜尋和焊縫跟蹤的補救性解決方案。首先是接觸感應是一個(gè)緩慢的過(guò)程，每個(gè)搜索向量會(huì )增加3到5秒。因此，如果您在2D零件上進(jìn)行接觸感應，則可能會(huì )增加6至10秒的焊接周期，而如果您在3D零件上進(jìn)行接觸感應，則每次電弧開(kāi)始和結束的周期時(shí)間最多會(huì )增加15秒。
接觸感應的故障點(diǎn)數量也超過(guò)其他解決方案。諸如彎曲的焊絲或骯臟且鱗狀的工件材料之類(lèi)的條件使得難以始終如一地運行接觸感應。接觸感應僅用于找到您的弧線(xiàn)起點(diǎn)或弧線(xiàn)終點(diǎn)，并不能幫助解決整個(gè)焊接過(guò)程中的零件變化問(wèn)題，因此它無(wú)法補償零件的固定或工具加工不一致的情況。
接觸感應也受焊接點(diǎn)類(lèi)型的限制。角焊縫和搭接是最常見(jiàn)和推薦的接頭，但是即使是搭接，也必須考慮材料的厚度。小于5毫米的接頭都可能會(huì )成為執行接觸感應的問(wèn)題，因為焊絲可能會(huì )遺漏上板的材料厚度導致零件過(guò)沖，或者碰到下板并得到錯誤的搜索。
您的機器人焊槍還需要裝在焊槍包裝中的夾絲氣缸和剪絲機構，以在距TCP固定的距離處剪切焊絲，以便在整個(gè)過(guò)程中獲得一致的讀數。
接觸感應也需要清潔的邊緣，因此點(diǎn)焊或來(lái)料不良的零件可能會(huì )產(chǎn)生錯誤的搜尋數據。
2D視覺(jué)系統

將2D視覺(jué)想象成一臺相機。它在焊接之前獲取理想零件的參考圖像，并將參考圖像與每個(gè)新的后續零件進(jìn)行匹配-檢測任何偏移并調整焊接路徑。它只會(huì )在該圖像位于其表面的位置上提供黑白圖像的參考。2D無(wú)法確定高度或深度，因此不被認為是進(jìn)行焊縫跟蹤的可靠過(guò)程。
V型接頭和搭接接頭等接頭對于2D立體環(huán)境而言非常成問(wèn)題，因為它無(wú)法確定這些類(lèi)型的焊接接頭的深度。對于2D系統，像鋁這樣的光澤材料也存在問(wèn)題。通常，2D用于識別零件而不是跟蹤。這是一個(gè)基于視覺(jué)的系統，因此外界光線(xiàn)的干擾對于光學(xué)系統的性能至關(guān)重要。另外，相機鏡頭對焊縫飛濺和電弧光的損壞也很敏感。

任何針對焊接過(guò)程的焊縫跟蹤解決方案都會(huì )增加周期時(shí)間，但是激光焊縫跟蹤會(huì )增加最少的時(shí)間-通常每次掃描的焊縫周期約為四分之一秒。它也可以移動(dòng)最快。光學(xué)焊縫跟蹤最快可以達到每分鐘5米，因此，如果需要高行進(jìn)速度，它不會(huì )限制機器人或龍門(mén)架的速度。激光焊縫跟蹤還可以用于焊接以外的過(guò)程，例如切割，涂膠和打磨。

與電弧跟蹤相比，激光跟蹤具有特別的優(yōu)勢，因為它確實(shí)允許設備在零件上空運行或脫機運行。諸如鐵銹，水垢之類(lèi)的材料不一致性對激光焊縫跟蹤幾乎沒(méi)有影響，因為跟蹤完全基于零件的成像。

以上就是如何比較焊縫跟蹤解決方案，焊接機器人工作站通過(guò)焊接機器人搭配焊縫自動(dòng)跟蹤傳感器等輔助設備，焊接效果更好，幫助企業(yè)提高企業(yè)效益。