Що таке 3D-зварювальний робот - Блог

Обмеження зварювання вручну та зварювання вручну

Традиційний робот використовує зварювальний режим із попереднім-навчанням фіксованої доріжки, точність зварювання заготовки та якість формування значною мірою залежать від точності позиціонування інструменту та консистенції вхідних матеріалів, а три робочі умови на виробництві безпосередньо призведуть до зварювання:

Допуск на розміри вхідної збірки: the workpiece dimension and assembly misalignment deviation caused by stamping, machining and assembly. When the comprehensive tolerance of workpiece>± 0,5 мм, фіксована доріжка матиме відхилення зварювання, погане одно-зварювання та зварювання в режимі холостого ходу;
Накопичення термічної деформації зварювання:безперервне надходження тепла від дуги спричинить пластичну/пружну деформацію заготовки, теоретична траєкторія точного позиціонування точкового зварювання, безперервне відхилення положення зварного шва після багато-шарового та багато{1}}зварювання, а деформація довгого зварного шва товстої пластини може досягати міліметрового рівня.
Висока вартість зміни виробництва і введення в експлуатацію декількох різновидів:зміна типу виробу потребує ручного повторного-показу всієї траєкторії зварювального шва, заміни високо-інструментів для позиціонування, а також-коефіцієнт введення в експлуатацію людино-годин для невеликих партій і кількох різновидів виробничих ліній є надзвичайно високим.

Automated Welding Robots

3D-візійний зварювальний робот створює 3D-сканування - ідентифікація зварювального шва - робот відстежує реальний-корекція часу закрита-логіка керування циклом, повністю відмовляється від традиційного режиму «фіксованого шляху пам’яті»: обладнання сканує фізичну морфологію заготовки поточної станції в реальному часі, витягує справжні координати канавки зварного шва та динамічно генерує зварювальний рух трек адаптивної окремої заготовки, яка не залежить від теоретичної моделі САПР і попередньо -збереженої програми навчання.

Вимір порівняння	Фіксоване навчання / Ручне зварювання	3D Vision адаптивний зварювальний робот
Адаптація до вхідного розмірного відхилення	Фіксовані траєкторії спричиняють зсув зварного шва та погане проплавлення при незначних відхиленнях	Відновлюйте 3D-контури по частинах і переглядайте координати зварювання в реальному часі, сумісно з вхідними допусками в діапазоні ±1~3 мм
Пусконалагоджувальні роботи для заміни продукту	Повне повторне{0}}навчання траєкторії та налаштовані високоточні-кріплення, необхідні для нових продуктів	Багаторазові базові програми; траєкторії автоматично генеруються за допомогою сканування контуру заготовки без повторного навчання
Залежність від інструментальних пристосувань	Обов’язкові надзвичайно точні затискачі з нульовим-зазором-	Низькі вимоги; прості помилки-пристосування та плаваючі структури позиціонування прийнятні для неправильно розміщених заготовок
Постійність якості зварювання	Значні коливання через стирання кріплення, кваліфікацію оператора та термічну деформацію	Позиціонування мікро-датчика рівня з повною-компенсацією динаміки процесу, стабільним і повторюваним ефектом формування зварного шва
Поріг кваліфікації оператора	Потрібні сертифіковані кваліфіковані зварювальники та професійні техніки-навчальники роботів	Потрібне лише базове навчання експлуатації обладнання; професійне зварювання та навчання роботам не є обов’язковими

Основні технології 3D-зондування в галузі включають лінійну лазерну тріангуляцію (лазерний сканер профілів), структуроване світло та бінокулярне стереобачення.

Метод виявлення	Принцип зображення	Статична точність повторного позиціонування	Швидкість виявлення	Стійкість до відбиття / сильне освітлення	Основні сценарії застосування
Лінійна лазерна тріангуляція (лінійний лазерний датчик профілю)	Випромінювати один лінійний лазерний промінь; промислові камери фіксують деформовані лазерні контури на поверхнях заготовки та обчислюють 3D-координати поперечних-перерізів за допомогою алгоритму тріангуляції	Менше або дорівнює 0,05 мм за стандартних робочих умов; моделі преміум-класу досягають 0,01~0,03 мм	Висока частота кадрів рядкового сканування, мілісекундний{0}}рівень вибірки одного поперечного-перерізу, підтримка безперервного відстеження під час зварювання	Середня продуктивність; Шум дзеркального відбиття легко виникає на матеріалах з високою відбивною здатністю, таких як алюміній і нержавіюча сталь, які можна придушити додаванням поляризаційних фільтрів	Відстеження швів-у режимі реального часу під час зварювання, динамічна корекція відхилень для вузьких канавок, стикових/углових з’єднань і-компенсація-часу для багато-шарового багато-зварювання (стандартне основне рішення для зварювальної промисловості)
Зонне структуроване світлове бачення (гратове структуроване світло)	Проектуйте періодичні гратчасті смуги та реконструюйте повні тривимірні хмари точок заготовок за допомогою однієї зйомки	Глобальна площинна точність: 0,08~0,15 мм	50~200 мс для повного-сканування однієї області, недостатня швидкість для безперервного динамічного відстеження	Погана продуктивність; світло дуги під час зварювання та матові темні матеріали призводять до втрати смуги та неповних даних хмари точок	Попереднє -сканування загальних контурів заготовки перед зварюванням, перевірка розмірів складних вигнутих компонентів і автономне моделювання зварювання.Не застосовується до-відстеження в реальному часі під час процесу зварювання
Бінокулярне стерео бачення	Дві синхронізовані промислові камери підбирають точки текстури на поверхнях заготовки та обчислюють 3D-координати на основі паралактичної тріангуляції	Низька точність: 0,3~1 мм за звичайних умов; не вдається реконструювати дані для безтекстурних поверхонь	Швидке однокадрове-зображення, активне джерело світла не потрібне	Надзвичайно низька стійкість; втрачається безпосередньо через спалах дуги, відбиття поверхні та не{0}}текстурні сталеві пластини	Приблизне позиціонування негабаритних заготовок, визначення наявності заготовки та попереднє позиціонування вхідного матеріалу на станціях.Суворо заборонено для високо{0}}завдань відстеження швів

Датчик реалізує лише оригінальний збір даних 3D хмари точок. Основою всієї системи є аналіз процесу 3D-даних і спільне керування рухом робота. Повний цикл-розбивається на 5 етапів:

Реконструкція три{0}}хмари точок реального об’єкта: візуальний датчик сканує реальну деталь робочої станції та генерує хмару точок повністю на основі фізичної морфології. Він автоматично збирає дані про фактичні робочі умови, такі як допуск на надходження матеріалів, зсув розміщення, зміщення перед-складання та зазор між пластинами, без прямого виклику ідеальної теоретичної моделі САПР;
Інтелектуальна класифікація та виділення ознак зварних з’єднань: алгоритм штучного інтелекту може автоматично розрізняти стикове з’єднання, кутове з’єднання, з’єднання внапуск, V/Y/U-канавки та інші форми з’єднань, вилучати ширину канавки, зазор, непридатність стикового з’єднання та 3D-координати початкової та кінцевої точок зварного з’єднання. Набір програм сумісний з кількома типами канавок без окремої програми;
Незалежне планування оптимальної траєкторії зварювання: поєднання обмеження руху робота, доступності зварювальної гармати та специфікації зварювального процесу, автоматичне планування повної траєкторії руху наближення секції, зварювальної секції та відведення та підйому пістолета, а також синхронний розподіл багато{0}}шарового багато-шляху зварювання;
Надсилання-треку в режимі реального часу до контролера робота: дані треку після аналізу хмари точок надсилаються у рідному форматі команди руху робота, підтримуючи синхронне керування шести-осьовим зварювальним роботом, портальним зварювальним роботом і позиціонером, а також сумісні з основним контролером бренду роботів і ПЛК;
Мілісекундна динамічна компенсація-замкнутого циклу під час зварювання: безперервно збирайте три{1}}вимірний контур канавки під час зварювання, визначте відхилення зварного шва, спричинене термічною деформацією, у режимі реального часу та динамічно коригуйте траєкторію руху робота; Одночасно зварювальний апарат регулює параметри процесу

Основою «адаптивного» є автоматичне налаштування візуальних вимірювань і параметрів процесу зварювання, а не просто зміна положення робота. Змінні процесу, що підлягають кількісному вимірюванню, включають: амплітуду/частоту повороту зварювального пістолета, швидкість переміщення зварювального пістолета, напругу дуги, зварювальний струм, швидкість подачі дроту, відстань між -шаровими зварювальними валиками, кути нахилу зварювального пістолета спереду та ззаду/ліворуч і праворуч. Високоякісна-система 3D-візуального зварювання, точність відстеження стабільності компенсації термічної деформації можна стабільно контролювати в межах 0,05~0,1 мм суб{7}}міліметрового рівня.

Довгий круговий зварний шов опорної труби, вхідне відхилення еліптичності труби, безперервна термічна деформація багато-шарового зварювання та диференціальне відхилення розмірів кожної труби.

Рішення для 3D бачення: лінійний лазер-відстеження зварювального шва в режимі реального часу, динамічна компенсація термічної деформації в усьому процесі кругового шва, автоматичне розташування зварювального валика при багато-шаровому та багато-зварюванні, відсутність ручної корекції траєкторії навчання для кожного шару та адаптація до виробничої заміни башт різного діаметру.

Відхилення формування вигнутих листових частин корпусу та палуби є великими, термічна деформація зварювання продовжує змінювати просторове положення канавки, а ручне навчання вигнутого шва надзвичайно складне.

Рішення для 3D бачення: безперервне сканування контуру процесу зварювання,-корекція траєкторії руху робота в реальному часі, безперервне фіксування канавки зігнутої поверхні за допомогою дуги зварювального пістолета, автоматичне зварювання довгого зварного шва на складній вигнутій поверхні та заміна ручного-висотного зварювання.

Важка зварна -сталева зварна конструкція з високою міцністю, з’єднання з кількома пазами та багато{1}}кутовими з’єднаннями, великі відхилення при штампуванні/з’єднанні вхідних матеріалів, часта зміна виробництва малих партій і кількох моделей.

Рішення для 3D бачення: штучний інтелект автоматично визначає різні з’єднання канавок і генерує-ключ повної зварювальної доріжки після візуального сканування. Набір базових процедур охоплює кілька структурних частин, що значно скорочує час на зміну інструкторів з демонстрації виробництва.

Розмір канавки та посилення зварного шва окружних і поздовжніх зварних швів, що несуть тиск, безпосередньо впливають на безпеку тиску обладнання. Стандарт перевірки якості промисловості є суворим, і дефекти геометричних розмірів не допускаються.

Рішення для 3D бачення: відстеження зварних швів у реальному-часі завершується синхронно під час зварювання, тривимірне{2}}виявлення контуру в реальному-часі завершується після зварювання, зварювання та перевірка якості завершені на тій самій станції, а заготовка з невідповідним розміром перехоплюється в режимі реального часу, щоб відповідати вимогам перед-перевіркою виявлення спеціального обладнання.

Якщо ваше підприємство зіткнеться зі зварювальними проблемами з важкими структурними компонентами, ми можемо налаштувати спеціалізовані рішення для оновлення виробничих ліній для швидкого розгортання інтегрованих зварювальних ліній з 3D-візором. Наші рішення допомагають підвищити ефективність зварювання, скоротити загальні виробничі витрати, побудувати замкнуту-цифрову систему контролю якості та підтримати заводи в модернізації до гнучкого інтелектуального виробництва.

Зв'язатися зараз