Что такое сварочный робот с 3D-зрением - Блог

Ограничения сварки с фиксированным обучением и ручной сварки

Традиционный робот использует режим сварки с предварительным-обучением фиксированной дорожки, точность сварки заготовки и качество формовки во многом зависят от точности позиционирования инструмента и консистенции поступающих материалов, а три рабочих условия на производстве напрямую приводят к сбою сварки:

Размерный допуск входящей сборки: the workpiece dimension and assembly misalignment deviation caused by stamping, machining and assembly. When the comprehensive tolerance of workpiece>± 0,5 мм, фиксированная направляющая будет иметь отклонения от сварки, плохое -проваривание одной стороны и сварку на холостом ходу;
Накопление сварочной термической деформации:Непрерывное поступление тепла от дуги вызовет пластическую/упругую деформацию заготовки, теоретическую траекторию точного позиционирования точечной сварки, постоянное отклонение положения сварного шва после много-слойной и много-проходной сварки, а деформация длинного сварного шва толстой пластины может достигать уровня миллиметра.
Высокая стоимость смены производства и ввода в эксплуатацию нескольких разновидностей:смена типа продукта требует ручного повторного-отображения всей траектории сварного шва, замены высокоточного-инструмента для позиционирования, а трудоемкость ввода в эксплуатацию-человеко-часов для небольших партий и нескольких разновидностей производственных линий чрезвычайно высока.

Automated Welding Robots

Сварочный робот 3D Vision создает 3D-сканирование - идентификация особенностей сварного шва - отслеживание робота в реальном времени-коррекция в реальном времени логика управления с замкнутым-контуром, полностью отказывается от традиционного режима «фиксированного пути в памяти»: оборудование сканирует физическую морфологию заготовки текущей станции в реальном времени, извлекает истинные координаты канавки сварного шва и динамически генерирует траекторию сварочного движения адаптивной отдельной детали, которая не зависит от теории САПР модель и предварительно-сохранённую программу обучения.

Сравнительный размер	Фиксированное обучение/ручная сварка	Адаптивный сварочный робот 3D Vision
Адаптивность к поступающим отклонениям размеров	Фиксированные траектории вызывают смещение сварного шва и плохое проваривание при незначительных отклонениях.	Восстанавливайте 3D-контуры по частям и корректируйте координаты сварных швов в реальном времени, совместимые с входными допусками в диапазоне ± 1–3 мм.
Ввод в эксплуатацию для смены продукта	Для новых продуктов требуется полное переобучение-и индивидуальные высокоточные-приспособления	Многоразовые базовые программы; траектории автоматически генерируются посредством сканирования контура заготовки без повторного обучения
Зависимость от оснастки	Обязательны прецизионные зажимы с чрезвычайно высоким-зазором и высокой-прецизионной точностью.	Низкие требования; простые приспособления,-устойчивые к ошибкам, и плавающие конструкции позиционирования приемлемы для смещенных заготовок
Стабильность качества сварки	Значительные колебания из-за истирания приспособления, квалификации оператора и термической деформации.	Микронное-позиционирование датчика уровня с полной-динамической компенсацией процесса, стабильным и повторяемым эффектом формирования сварного шва
Порог навыков оператора	Требуются сертифицированные квалифицированные сварщики и профессиональные специалисты по обучению роботов.	Требуется только базовое обучение работе с оборудованием; профессиональные навыки сварки и обучения роботам не обязательны

Основные технологии 3D-зондирования в отрасли включают линейную лазерную триангуляцию (лазерный сканер профиля), структурированный свет и бинокулярное стереозрение.

Метод обнаружения	Принцип визуализации	Статическая точность повторного позиционирования	Скорость обнаружения	Устойчивость к отражению/сильный рассеянный свет	Основные сценарии применения
Линейная лазерная триангуляция (линейный лазерный датчик профиля)	Излучайте одиночный линейный лазерный луч; промышленные камеры фиксируют деформированные лазером контуры на поверхностях деталей и рассчитывают трехмерные координаты поперечных-сечений с помощью алгоритма триангуляции	Менее или равно 0,05 мм при стандартных условиях работы; модели премиум-класса имеют толщину 0,01–0,03 мм.	Высокая частота кадров линейного сканирования, выборка отдельных поперечных сечений-на уровне миллисекунд-, поддержка непрерывного отслеживания во время сварки	Средняя производительность; Шум зеркального отражения легко возникает на материалах с высокой отражающей способностью, таких как алюминий и нержавеющая сталь, и его можно подавить, добавив поляризационные фильтры.	Отслеживание шва в-времени во время сварки, динамическая коррекция отклонений для узких канавок, стыковых/угловых соединений и компенсация в-времени много-многослойной, многопроходной-сварки (стандартное основное решение для сварочной промышленности)
Область структурированного освещения (решетчатый структурированный свет)	Спроектируйте периодические полосы решетки и реконструируйте полные трехмерные облака точек заготовок за одну съемку.	Глобальная плоская точность: 0,08 ~ 0,15 мм.	50–200 мс для одиночного сканирования-области, недостаточная скорость для непрерывного динамического отслеживания.	Плохая производительность; Свет дуги во время сварки и матовые темные материалы приводят к потере границ и неполным данным облака точек.	Предварительное-сканирование общих контуров заготовки перед сваркой, контроль размеров сложных изогнутых компонентов и автономное моделирование сварных швов.Неприменимо для отслеживания-в режиме реального времени во время процесса сварки.
Бинокулярное стереозрение	Две синхронизированные промышленные камеры сопоставляют характерные точки текстуры на поверхности детали и рассчитывают трехмерные координаты на основе триангуляции параллакса.	Низкая точность: 0,3–1 мм в обычных условиях; не удается восстановить данные для бестекстурных поверхностей	Быстрая однокадровая-съёмка без необходимости активного источника света	Чрезвычайно плохая стойкость; аннулируется непосредственно из-за дуговой вспышки, отражения от поверхности и не-текстурных стальных пластин.	Черновое позиционирование негабаритных заготовок, обнаружение наличия заготовок и предварительное позиционирование поступающего материала на станции.Строго запрещено для задач-прецизионного отслеживания швов.

Датчик реализует только сбор исходных данных трехмерного облака точек. Ядро всей системы заключается в технологическом анализе 3D-данных и совместном управлении движением робота. Весь процесс замкнутого-цикла разделен на 5 этапов:

Трехмерная-реконструкция облака точек реального объекта: визуальный датчик сканирует реальную заготовку рабочей станции и генерирует облако точек, полностью основанное на физической морфологии. Он автоматически собирает фактические рабочие условия, такие как допуск на входящий материал, смещение размещения, смещение предварительной-сборки и зазор между пластинами, без прямого вызова идеальной теоретической модели САПР;
Интеллектуальная классификация и извлечение характеристик сварных соединений: алгоритм искусственного интеллекта может автоматически различать стыковое соединение, угловое соединение, соединение внахлестку, V/Y/U-образную канавку и другие формы соединения, определять ширину канавки, зазор, непригодность стыкового соединения и трехмерные координаты начальной и конечной точек сварного соединения. Набор программ совместим с несколькими типами канавок без отдельной программы;
Независимое планирование оптимального пути сварки: объединение предела движения робота, доступности сварочной горелки и характеристик сварочного процесса, автоматическое планирование полной траектории движения приближающейся секции, сварочной секции и отвода и подъема горелки, а также синхронное распределение много-много-проходной траектории сварочного устройства;
Отправка трека в-режиме реального времени на контроллер робота: данные трека после анализа облака точек отправляются в собственном формате команд движения робота, что поддерживает синхронное управление шестиосным-осевым сварочным роботом, портальным сварочным роботом и позиционером и совместимо с контроллером основной марки робота и ПЛК;
Динамическая компенсация с замкнутым-миллисекундным циклом во время сварки: непрерывно собирайте трехмерный-контур канавки во время сварки, выявляйте отклонение сварного шва, вызванное термической деформацией, в реальном времени и динамически корректируйте траекторию движения робота; В то же время рычажный сварочный аппарат регулирует параметры процесса.

В основе «адаптивности» лежит автоматическая регулировка данных визуальных измерений и параметров сварочного процесса, а не просто изменение положения робота. Количественные переменные процесса регулировки рычажного механизма включают в себя: амплитуду/частоту качания сварочной горелки, скорость движения сварочной горелки, напряжение дуги, сварочный ток, скорость подачи проволоки, расстояние между много-слойными сварными швами, угол наклона сварочной горелки вперед и назад/влево и вправо. Высококачественная-система визуальной 3D-сварки, точность отслеживания компенсации тепловой деформации и стабильность отслеживания можно стабильно контролировать в пределах 0,05–0,1 мм на уровне суб-миллиметра.

Длинный кольцевой сварной шов трубы башни, входящее отклонение эллиптичности трубы, непрерывная термическая деформация много-слойной сварки и дифференциальное отклонение размера каждой трубы.

Решение для 3D-видения: линейное лазерное отслеживание сварного шва-в реальном времени, динамическая компенсация термической деформации в течение всего процесса выполнения кругового шва, автоматическое расположение сварочного валика при много-слойной и много-проходной сварке, отсутствие ручной корректировки пути обучения для каждого слоя и адаптация к производству башен разного диаметра.

Отклонение формы изогнутых пластинчатых частей корпуса и палубы велико, термическая деформация сварки продолжает изменять пространственное положение паза, а ручное обучение криволинейному шву чрезвычайно затруднено.

Решение для 3D-видения: непрерывное контурное сканирование процесса сварки, коррекция-траектории движения робота в реальном времени, непрерывная блокировка паза криволинейной поверхности дугой сварочной горелки, автоматическая сварка длинного шва на сложной криволинейной поверхности и замена ручной высотной-сварки.

Тяжелые сварные конструкции из высокопрочной-стали, несколько канавок и много-угловые соединения, большие отклонения при штамповке/сборке входящих материалов, частая смена производства небольших партий и нескольких моделей.

Решение для 3D-видения: искусственный интеллект автоматически идентифицирует различные соединения с пазами и создает-ключевую полную дорожку сварки после визуального сканирования. Набор основных процедур охватывает несколько структурных частей, что значительно сокращает время на смену инструкторов по демонстрации производства.

Размер канавок и усиление кольцевых и продольных швов, несущих нагрузку, напрямую влияют на безопасность оборудования под давлением. Промышленный стандарт контроля качества является строгим, дефекты геометрических размеров не допускаются.

Решение для 3D-видения: отслеживание сварных швов в-времени выполняется синхронно во время сварки, онлайн-обнаружение трехмерных-контуров в реальном-времени завершается после сварки, сварка и контроль качества выполняются на одной и той же станции, а заготовка с неопределенным размером перехватывается в режиме реального времени, чтобы соответствовать пред-требованиям по обнаружению специального оборудования.

Если ваше предприятие сталкивается с проблемами сварки тяжелых конструктивных компонентов, мы можем адаптировать специальные решения по обновлению производственных линий для быстрого развертывания интегрированных производственных линий сварки с 3D-видением. Наши решения помогают повысить производительность сварки, сократить общие производственные затраты, создать замкнутую-цифровую систему контроля качества и поддержать заводы в переходе на гибкое интеллектуальное производство.

Свяжитесь сейчас