隨著焊接機器人的逐步普及，使用的局限性也日漸突出。在上篇的Flama焊接機器人應用文章裡面，我們介紹了焊縫跟蹤系統對機器人的重要性。今天，Flama君帶領大家一起詳細了解雷射焊接跟蹤技術。
雷射焊接跟蹤工作原理
傳感器頭部包括一個CCD攝像機和一個或兩個半導體雷射器。雷射器作為結構光源，以預定的角度將雷射條紋投影到傳感器下部的工件表面。攝像機直接觀察在傳感器下部的條紋。攝像機前部是一個光學濾光片，允許雷射通過但是濾去所有其他的光，例如焊接電弧。傳感器因此能夠非常接近焊接電弧。
傳感器通常以預先設定的距離（超前）安裝在焊槍前部，因此它可以觀察焊縫。傳感器本體到工件的距離也就是安裝高度取決於所安裝的傳感器型號。當焊槍在焊縫上方正確的定位後，焊縫應該接近條紋的中心，這才能使得攝像機觀察到雷射條紋和焊縫。
由於雷射條紋是以一定的角度投影的，如果工件同傳感器距離太近，雷射條紋的位置就相對靠前。反過來，如果工件同傳感器距離遠一些，工件表面雷射條紋的位置相對靠後。攝像機觀察雷射條紋的位置，傳感器能夠測量距離工件的垂直距離。從條紋的形狀上看，傳感器也能夠測量表面的輪廓和焊縫在條紋上的位置，這就允許傳感器測量焊縫的橫向位置。
從攝像機觀察到的圖像被控制器處理，圖像首先被獲取並形成數字化的雷射條紋圖像。然後軟體使用特定的設置來將條紋分成形成焊縫的許多條線。從這些線的位置，系統可以測量焊縫的位置，並將其轉化成以mm計算的距離。這種轉化是使用在傳感頭中存儲的校準數據完成的。當系統正在進行跟蹤時，焊接速度和前視距離被用來計算延遲時間。這就保證焊槍而不是傳感器沿著焊縫行進。應該指出的是控制策略提供了平滑的前視距離以保證形成平滑的焊縫。因此如果傳感器在路徑上遇到了一個台階的變化，他將會提供一個平滑的響應，如下圖所示。
關鍵部件
傳感頭包含：
- CCD攝像機和濾光片
- 半導體雷射器和光學元件
- 監測溫度的微處理器
- 存儲的校準數據
溫度監控器在冷卻系統萬一失效時對雷射器提供保護。如果雷射器在超過限度的溫度下應用，則其壽命會顯著的降低。
校準數據的存儲使得傳感頭完全可以互換。而無需額外費用和修改。從而，保證了在傳感器損壞或者失效時的最小停機時間。
焊接過程的煙塵和飛濺是通過一個黑色銅製防濺擋板來保護傳感頭的光學元件。這種防濺擋板安裝有一個清晰可更換的塑料片，當有污垢在其表面時，該塑料片必須定期更換。
傳感頭必須通過焊接保護氣體或者空氣冷卻（清潔、乾燥和無油），將電子元件的溫度維持在50℃以下，並且防止煙塵，保護光學元件。使用的氣體流量典型的為5L/min.如果有必要，可以使用一個水冷的安裝板來對傳感頭提供額外冷卻。反過來，如果半導體雷射器的溫度低於+5℃，則可選加熱器就應該安裝在傳感頭上。
焊縫類型
標準的焊縫類型已經在系統中預先定義，他們可以通過配置過程進行選擇。
應用的領域
系統可以用於各種焊接場合，包括：
- MIG/MAG焊接
- TIG焊
- 等離子焊接
- 雷射焊接
系統可以用於不同的焊接領域，包括：
- 貨櫃和壓力容器
- 鐵路車輛及車廂
- 造船
- 汽車及零部件
- 重型機械
Flama的優勢
- 專業的焊接工藝團隊
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