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RLW-A-光学焊缝跟踪和自动间隙补偿的自适应飞行焊激光头

   日期:2018-07-31 13:30     来源:德国宾采尔BINZEL焊枪    
核心提示:因为通过飞行焊工艺能提高生产效率、缩短生产节拍,因此这种工艺在在汽车制造行业中的应用越来越广泛。生产过程中,部件的公差是使用飞行焊最大的挑战。编程时激光束的位置和工件实际位置的偏差,只能通过复杂、高成本的相对位置测量系统来做补偿。
01背景

因为通过飞行焊工艺能提高生产效率、缩短生产节拍,因此这种工艺在在汽车制造行业中的应用越来越广泛。生产过程中,部件的公差是使用飞行焊最大的挑战。编程时激光束的位置和工件实际位置的偏差,只能通过复杂、高成本的相对位置测量系统来做补偿。

此外,变化的焊缝间隙,让我们很难调节出适合的生产参数来获得良好的焊接效果。随后介绍的RLW-A飞行焊接系统,不仅能检测工件的实际位置而且能实时监测焊缝间隙,根据测量的数据自动的调节相应生产参数。这种飞行焊接系统尤其适合钢、铝合金的角焊缝。

角焊缝焊接是白车身焊接过程中一种重要的连接形式,能减小焊缝法兰长度并且提高焊接强度。相对传统的I型焊缝(搭接),焊接过程中需要较小的激光功率并且虚焊等缺陷很容易被检测出来。由于这些优势,车门、保险杠、B柱等部位都可以看到角焊缝,图1 中展示了一个例子。



图1:铝车门角焊缝,RLW-A焊接;左边:上视图,右侧:焊缝截面

角焊缝要获得好的焊接质量往往比较困难,因为夹具和工件本身都有公差。激光束要求精确的在作用在焊缝边缘的焊接区域,因此焊缝跟踪系统是绝对必要的。

焊缝的间隙是焊接角焊缝需要考虑的第二个问题,因为没有焊丝的填充,因此对焊缝的间隙变化很敏感。这时候利用激光束振荡,可以提高桥接能力,填充间隙。

针对这种应用,SCANSONIC推出自带焊缝的飞行焊接系统: RLW-A,可以选配自动焊缝桥接功能。

02系统技术

图2是RLW-A的基本原理,包含集成在内部,基于三角原理的光学焊缝跟踪:三束跟踪光束被投射在焊缝上,反射光穿过光学镜片传递到摄像头中,计算出光斑和焊缝位置间的补偿量后,通过振镜(py)转动,自动的把光斑定位在焊缝上进行焊接。激光头内部还集成有2个振镜(Mx;My),用来实现1维或2维的振荡。



图2:RLW-A(光学焊缝跟踪及振镜)和实际外形图

光学三角测量同时也能为我们提供焊缝间隙的数据和激光头与工件之间的角度数据。如果工件间隙变大,桥接功能将被启动:根据间隙的大小,激光功率、激光束离焦量、光束Y向位置、Y向振荡振幅/频率等过程参数都将被激光头自动调节。图3展示了自动间隙补偿的原理。



图3:RLW-A的自动焊缝间隙补偿

至于激光头的大致配置,内部的所有振镜都是同步运行的;焦距为500mm,因为RLW-A是聚焦后振荡,所以与工件之间的实际工作距离为326mm。此外还能扩展SCeye过程监控系统,帮助记录焊接过程(图像、过程参数),并且检测气孔、漏焊等缺陷。

在下一期的更新中,我们将向大家介绍RLW-A的焊接工艺,敬请期待!


 
 
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