Лазерна технологія

Оскільки виробнича галузь рухається до інтелектуалізації та автоматизації, роботизовані системи лазерного зварювання все частіше застосовуються в таких галузях, як автомобільне виробництво, нові енергетичні технології, обробка листового металу та виробництво прецизійних компонентів.

Традиційне роботизоване зварювання зазвичай вимагає попередньо заданої фіксованої траєкторії, що ставить високі вимоги до точності позиціонування заготовки. Якщо виникають такі проблеми, як помилки збирання, деформація заготовки або зміщення розташування зварювального шва, це часто призводить до таких недоліків, як зміщення зварного шва або нерівномірність його профілю.

У останні роки досягнення в галузі штучного інтелекту, машинного зору та технологій інтелектуального керування надали обладнанню для лазерного зварювання з роботами покращені можливості автоматичної ідентифікації та коригування в реальному часі, що допомагає підприємствам підвищити як точність зварювання, так і стабільність виробництва.

Отже, як саме системи лазерного зварювання з роботами автоматично ідентифікують зварювальні шви?

I. Чому традиційне роботизоване зварювання вимагає точної позиціонування?

У типових процесах роботизованого зварювання робот, як правило, рухається за заздалегідь запрограмованою траєкторією.

Такий підхід є доцільним, коли:

Конструкція виробу є незмінною;

Розміри заготовок є узгодженими;

Приспосіблення забезпечують точне позиціонування;

Серії виробництва є стабільними й однорідними.

Однак у реальних умовах виробництва заготовки можуть підлягати:

Помилки розмірів під час механічної обробки;

Відхилення при збиранні;

Зміщення положення перед зварюванням;

Теплове деформування матеріалу.

Будь-який із цих чинників може призвести до того, що фактичне розташування зварного шва відхилиться від запрограмованого маршруту.

Якщо робот не зможе оперативно скоригувати процес, це може призвести до:

Відхилення лазерного променя від зварного шва;

Недостатньої міцності зварного з’єднання;

Нестабільного вигляду зварного шва;

Зростання потреби у повторній обробці продукції.

Отже, автоматичне визначення зварних швів стало ключовим напрямком у розробці інтелектуальних зварювальних систем.

II. Як досягається автоматичне визначення зварних швів у роботизованому лазерному зварюванні?

Системи роботизованого лазерного зварювання досягають автоматичного визначення переважно за допомогою візуальних систем, сенсорних технологій та інтелектуальних алгоритмів.

Поширені методи включають:

1. Візуальне позиціонування та визначення на основі ПЗЗ-матриці

Візуальні системи на основі ПЗЗ використовують промислові камери для отримання зображень виробу та аналізу зони зварювання.

Робочий процес такий:

① Камера фіксує положення виробу;

② Система визначає ознаки зварного шва;

③ Система автоматично обчислює координати зварного шва;

④ Робот відповідно коригує свій зварювальний маршрут;

⑤ Головка лазера виконує зварювання, рухаючись по скоригованій траєкторії.

Цей метод добре підходить для:

Точних компонентів;

Конструкційних деталей із тонколистового металу;

Виробів із високими вимогами до зовнішнього вигляду.

2. Лазерне візуальне відстеження зварних швів

Система лазерного відстеження визначає положення зварного шва в реальному часі за допомогою проекції лазерної лінії.

Під час процесу зварювання система може виявляти:

Центральну позицію зварного шва;

Будь-яке відхилення зварного шва;

Зміни висоти заготовки.

Коли виявляється зміна положення шва, система керування автоматично коригує траєкторію руху робота, забезпечуючи точне вирівнювання лазера з заданою траєкторією зварювання.

Цей метод особливо підходить для:

Довгих швів;

Викривлених або контурних швів;

Великих конструктивних компонентів.

3. Прийняття рішень із застосуванням ШІ

Інтеграція технології ШІ надає зварювальному обладнанню покращені можливості аналізу даних.

Навчаючись на величезних обсягах даних про зварювання, система може виявляти:

Різні форми зварювальних швів;

Різні конструкції виробів;

Аномальні умови зварювання.

Функції з підтримкою ШІ дозволяють обладнанню:

Підвищити точність розпізнавання;

Оптимізувати траєкторії зварювання;

Зменшити потребу в ручних налаштуваннях;

Покращити стабільність виробництва.

III. Які переваги автоматичного розпізнавання зварних швів у роботизованому лазерному зварюванні?

1. Знижені вимоги до позиціонування виробів

У традиційному зварюванні часто потрібні високоточні пристосування для позиціонування; проте інтелектуальні системи розпізнавання можуть компенсувати похибки позиціонування в певному діапазоні.

Це дозволяє компаніям знизити витрати, пов’язані з налаштуванням пристосувань, і підвищити гнучкість виробництва.

2. Покращена узгодженість зварювання

Ручне зварювання часто залежить від рівня досвіду оператора.

За допомогою програмного керування та виявлення на основі комп’ютерного зору лазерне зварювання за допомогою роботів забезпечує:

Стабільні швидкості зварювання;

Узгоджені траєкторії зварювання;

Однакову якість зварних швів.

Це особливо корисно в сценаріях масового виробництва.

3. Скорочення часу на налаштування та регулювання

У традиційному роботизованому зварюванні перемикання на інший продукт часто вимагає повторного навчання робота щодо його траєкторії.

Завдяки системі розпізнавання на основі комп’ютерного зору час, необхідний для ручного визначення точок і коригування траєкторій, значно скорочується, що забезпечує вищу ефективність під час переналагодження виробничих ліній.

4. Зниження рівня браку

Автоматичне розпізнавання зварних швів допомагає мінімізувати:

Пропущені зварні шви;

Зварні шви з відхиленням від центру;

Неповні зварні шви;

Неправильне розташування зварних швів.

Це допомагає компаніям підвищити відсоток придатних виробів.

IV. У яких галузях застосовується інтелектуальне роботизоване лазерне зварювання?

Роботизоване лазерне зварювання у поєднанні з технологією розпізнавання на основі комп’ютерного зору підходить для широкого спектру виробничих застосувань.

Нова енергетична промисловість

Додатки включають:

Корпуси акумуляторів;

Шафи для зберігання енергії;

Конструктивні компоненти для продуктів нової енергетики. Для виробів із більшими габаритами, що вимагають однакових зварних швів, автоматична ідентифікація може підвищити рівномірність виробництва.

Автомобілебудувальна промисловість

Застосування:

Автомобільні компоненти;

Металеві конструктивні деталі;

Точні збірки.

Роботизоване лазерне зварювання відповідає суворим вимогам автопромисловості щодо ефективності й якості.

Галузь важкого обладнання та листового металу

Застосування:

Корпуси й шафи;

Рами обладнання;

Металеві коробки/корпуси.

Системи з візуальною підтримкою зменшують помилки ручного позиціонування й підвищують ефективність пакетної обробки.

Індустрія точного виробництва

Застосування:

Медичні пристрої;

Електронні компоненти;

Точні технічні вироби.

Високоточні можливості ідентифікації забезпечують відповідність продуктів певним вимогам щодо зовнішнього вигляду та розмірів.

Чи усуває інтелектуальне зварювання, що працює на основі ШІ, необхідність людського втручання?

Наразі технології ШІ використовуються переважно для підтримки процесу зварювання й підвищення рівня автоматизації обладнання; вони не можуть повністю замінити всю людську участь.

У реальному виробництві залишаються необхідними такі ролі:

Інженери з технологічних процесів для налаштування параметрів;

Техніки для введення обладнання в експлуатацію та налагодження;

Оператори для управління виробництвом.

Роль ШІ та робототехніки полягає у зменшенні повторюваних завдань, підвищенні стабільності зварювання та збільшенні ефективності виробничого процесу.

VI. Які чинники слід враховувати при виборі роботизованих лазерних зварювальних систем?

При виборі роботизованого лазерного зварювального обладнання компанії повинні звертати увагу не лише на бренд робота та потужність лазера, а й на такі аспекти, як:

Сумісність із конкретними зварювальними процесами;

Точність системи технічного зору;

Стабільність обладнання;

Можливості програмного забезпечення для керування;

Технічну підтримку, що надає виробник.

Різні структури продуктів та вимоги до виробництва зумовлюють необхідність спеціалізованих рішень у сфері автоматизації.

Висновок

Інтеграція систем штучного інтелекту, машинного зору та роботизованого керування надає лазерному зварювальному обладнанню можливості інтелектуального розпізнавання зварних швів та коригування траєкторії. Благодаря автоматичному позиціонуванню, відстеженню в реальному часі та інтелектуальній корекції роботизоване лазерне зварювання підвищує точність зварювання, знижує витрати, пов’язані з ручним налаштуванням, та задовольняє вимоги сучасних виробничих підприємств щодо ефективного й стабільного виробництва.

Як професійний виробник обладнання для лазерного зварювання, ми надаємо роботизовані лазерні зварювальні машини, автоматизовані зварювальні робочі станції та інтелектуальні рішення для зварювання. Враховуючи структуру продукту клієнта, процеси зварювання та вимоги до виробничого циклу, ми пропонуємо підбір обладнання, конфігурації позиціонування на основі систем машинного зору, технологічні випробування та технічну підтримку — що допомагає підприємствам досягти більш стабільного й ефективного автоматизованого зварювального виробництва.