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激光焊接與釬焊質(zhì)量控制的工具
2012-12-25
在汽車工業(yè)中，較早采用激光焊接技術(shù)且已實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)的為不等厚板的激光拼焊技術(shù)。Soudronic汽車系統(tǒng)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“Soudronic”）系全球領(lǐng)先的激光拼焊設(shè)備與系統(tǒng)供應(yīng)商。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2004年全球的激光拼焊板產(chǎn)量為1.8億張，預(yù)計(jì)2005年將增漲到 2.5億張。由于激光拼焊板對(duì)于焊縫質(zhì)量要求特別嚴(yán)格，因此，Soudronic 較早開(kāi)發(fā)出了基于光學(xué)成像與激光感應(yīng)技術(shù)的用于拼焊板焊縫質(zhì)量監(jiān)控的第一代在線實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，并將該系統(tǒng)應(yīng)用于其激光拼焊設(shè)備與激光焊管設(shè)備上。該系統(tǒng)的采用極大地提高了Soudronic 在激光拼焊領(lǐng)域的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)通過(guò)與拼焊板供應(yīng)商及汽車制造商的不斷交流，Soudronic開(kāi)發(fā)出了新一代更加簡(jiǎn)易可靠的可視式焊縫質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)—— “SOUVIS(r) 5000”（SOUdronic VIsion System）。由于該系統(tǒng)獨(dú)到的技術(shù)特點(diǎn)及杰出的檢測(cè)性能，可廣泛應(yīng)用于汽車制造工業(yè)的激光焊接中，如轎車白車身激光焊接與激光釬焊及燃油噴射系統(tǒng)與變速箱齒輪焊接等。
由兩根等幅激光線按一定角度投射到待檢測(cè)焊縫上來(lái)獲取焊縫的三維數(shù)據(jù)，即焊縫幾何形面數(shù)據(jù)。 同時(shí)在一個(gè)閃光裝置持續(xù)20μs的閃光瞬間，CMOS攝像頭拍攝待檢測(cè)焊縫區(qū)的灰底照片。為獲取上述兩種方式在圖像上的最大對(duì)比度，攝像頭既有自適應(yīng)光學(xué)特點(diǎn)，也可通過(guò)專用軟件設(shè)定，因此，系統(tǒng)最終獲取的單一圖像中可反映出待檢測(cè)焊縫區(qū)的全部信息。系統(tǒng)獲取的標(biāo)準(zhǔn)圖像尺寸為10 mm×10 mm，分辨率為10μm。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，感應(yīng)頭或待檢測(cè)工件需在連續(xù)運(yùn)動(dòng)中取像，系統(tǒng)的取像觸發(fā)裝置可保證連續(xù)取像的兩個(gè)相鄰圖像有一定重疊，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)間斷取像檢測(cè)。受限于攝像頭取像速度及數(shù)據(jù)傳輸速度，系統(tǒng)的檢測(cè)速度為30m/min。由于系統(tǒng)取像與檢測(cè)速度快，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，影響檢測(cè)速度的瓶頸往往是其他生產(chǎn)裝置，如焊接機(jī)器人、工件穿梭裝置等。
焊縫特征提取分析
激光焊接的焊縫質(zhì)量檢測(cè)主要取決于兩方面的數(shù)據(jù)特征：焊縫幾何形面的絕對(duì)測(cè)量值和焊縫表面的均勻性。焊縫的局部缺陷會(huì)對(duì)焊縫強(qiáng)度及表面視覺(jué)美觀產(chǎn)生影響，因此，“SOUVIS(r) 5000”采用如下3種方式同步探測(cè)焊縫局部缺陷：焊縫形面三維數(shù)據(jù)分析、焊縫組織結(jié)構(gòu)分析和針孔分析。
焊縫組織結(jié)構(gòu)一般通過(guò)一個(gè)決定性的、隨機(jī)的、非均質(zhì)的纖維性結(jié)構(gòu)來(lái)反映，即"魚(yú)骨形" 結(jié)構(gòu)。為了對(duì)焊縫結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，系統(tǒng)根據(jù)纖維結(jié)構(gòu)的斜度、方向及多像素方式生成焊縫結(jié)構(gòu)特征。這些結(jié)構(gòu)特征可以僅通過(guò)少量的數(shù)字來(lái)反映焊縫表面質(zhì)量與平滑均勻性等特征。如果在每個(gè)焊縫區(qū)這些結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)變化很大，則說(shuō)明焊縫出現(xiàn)局部焊接缺陷，比如由于等離子保護(hù)造成的溶燒深入不足或者由于工件表面涂層造成的孔隙或焊坑。細(xì)小的焊接缺陷（如針孔）通過(guò)這種方式無(wú)法探測(cè)，因此，該系統(tǒng)利用第3種分析算法來(lái)發(fā)現(xiàn)小于幾百μm的細(xì)小焊接缺陷，如在激光釬焊焊縫上探測(cè)直徑僅為200μm的針孔，這種方法稱為針孔分析法。
憑借在焊接質(zhì)量同步可視監(jiān)控領(lǐng)域10多年的經(jīng)驗(yàn)，Soudronic開(kāi)發(fā)出了具有獨(dú)到技術(shù)的“SOUVIS(r) 5000”焊縫質(zhì)量在線實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，用于檢測(cè)激光焊接或激光釬焊的焊縫質(zhì)量。由于采用了激光感應(yīng)與μm級(jí)高分辨率取像技術(shù)，該系統(tǒng)具有杰出的探測(cè)與分辨功能。整個(gè)系統(tǒng)集成于一個(gè)單元中，便于其在焊接生產(chǎn)設(shè)備上安裝，并可通過(guò)遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行系統(tǒng)故障診斷。該在線實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)具有操作界面友好、要求設(shè)置參數(shù)少、操作簡(jiǎn)單方便等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)該系統(tǒng)硬件堅(jiān)固，可完全滿足車間環(huán)境3班連續(xù)生產(chǎn)的要求
來(lái)源 電能質(zhì)量分析儀 http://www.91zenqing.cn/
由兩根等幅激光線按一定角度投射到待檢測(cè)焊縫上來(lái)獲取焊縫的三維數(shù)據(jù)，即焊縫幾何形面數(shù)據(jù)。 同時(shí)在一個(gè)閃光裝置持續(xù)20μs的閃光瞬間，CMOS攝像頭拍攝待檢測(cè)焊縫區(qū)的灰底照片。為獲取上述兩種方式在圖像上的最大對(duì)比度，攝像頭既有自適應(yīng)光學(xué)特點(diǎn)，也可通過(guò)專用軟件設(shè)定，因此，系統(tǒng)最終獲取的單一圖像中可反映出待檢測(cè)焊縫區(qū)的全部信息。系統(tǒng)獲取的標(biāo)準(zhǔn)圖像尺寸為10 mm×10 mm，分辨率為10μm。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，感應(yīng)頭或待檢測(cè)工件需在連續(xù)運(yùn)動(dòng)中取像，系統(tǒng)的取像觸發(fā)裝置可保證連續(xù)取像的兩個(gè)相鄰圖像有一定重疊，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)間斷取像檢測(cè)。受限于攝像頭取像速度及數(shù)據(jù)傳輸速度，系統(tǒng)的檢測(cè)速度為30m/min。由于系統(tǒng)取像與檢測(cè)速度快，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，影響檢測(cè)速度的瓶頸往往是其他生產(chǎn)裝置，如焊接機(jī)器人、工件穿梭裝置等。
焊縫特征提取分析
激光焊接的焊縫質(zhì)量檢測(cè)主要取決于兩方面的數(shù)據(jù)特征：焊縫幾何形面的絕對(duì)測(cè)量值和焊縫表面的均勻性。焊縫的局部缺陷會(huì)對(duì)焊縫強(qiáng)度及表面視覺(jué)美觀產(chǎn)生影響，因此，“SOUVIS(r) 5000”采用如下3種方式同步探測(cè)焊縫局部缺陷：焊縫形面三維數(shù)據(jù)分析、焊縫組織結(jié)構(gòu)分析和針孔分析。
焊縫組織結(jié)構(gòu)一般通過(guò)一個(gè)決定性的、隨機(jī)的、非均質(zhì)的纖維性結(jié)構(gòu)來(lái)反映，即"魚(yú)骨形" 結(jié)構(gòu)。為了對(duì)焊縫結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，系統(tǒng)根據(jù)纖維結(jié)構(gòu)的斜度、方向及多像素方式生成焊縫結(jié)構(gòu)特征。這些結(jié)構(gòu)特征可以僅通過(guò)少量的數(shù)字來(lái)反映焊縫表面質(zhì)量與平滑均勻性等特征。如果在每個(gè)焊縫區(qū)這些結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)變化很大，則說(shuō)明焊縫出現(xiàn)局部焊接缺陷，比如由于等離子保護(hù)造成的溶燒深入不足或者由于工件表面涂層造成的孔隙或焊坑。細(xì)小的焊接缺陷（如針孔）通過(guò)這種方式無(wú)法探測(cè)，因此，該系統(tǒng)利用第3種分析算法來(lái)發(fā)現(xiàn)小于幾百μm的細(xì)小焊接缺陷，如在激光釬焊焊縫上探測(cè)直徑僅為200μm的針孔，這種方法稱為針孔分析法。
憑借在焊接質(zhì)量同步可視監(jiān)控領(lǐng)域10多年的經(jīng)驗(yàn)，Soudronic開(kāi)發(fā)出了具有獨(dú)到技術(shù)的“SOUVIS(r) 5000”焊縫質(zhì)量在線實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，用于檢測(cè)激光焊接或激光釬焊的焊縫質(zhì)量。由于采用了激光感應(yīng)與μm級(jí)高分辨率取像技術(shù)，該系統(tǒng)具有杰出的探測(cè)與分辨功能。整個(gè)系統(tǒng)集成于一個(gè)單元中，便于其在焊接生產(chǎn)設(shè)備上安裝，并可通過(guò)遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行系統(tǒng)故障診斷。該在線實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)具有操作界面友好、要求設(shè)置參數(shù)少、操作簡(jiǎn)單方便等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)該系統(tǒng)硬件堅(jiān)固，可完全滿足車間環(huán)境3班連續(xù)生產(chǎn)的要求
來(lái)源 電能質(zhì)量分析儀 http://www.91zenqing.cn/
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