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，2004年全球的激光拼焊板產(chǎn)量為1.8億張，預計2005年將增漲到 2.5億張。由于激光拼焊板對于焊縫質(zhì)量要求特別嚴格，因此，Soudronic 較早開發(fā)出了基于光學成像與激光感應(yīng)技術(shù)的用于拼焊板焊縫質(zhì)量監(jiān)控的第一代在線實時監(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)競爭力，同時通過與拼焊板供應(yīng)商及汽車制造商的不斷交流，Soudronic開發(fā)出了新一代更加簡易可靠的可視式焊縫質(zhì)量檢測系統(tǒng)—— “SOUVIS(r) 5000”（SOUdronic VIsion System）。由于該系統(tǒng)獨到的技術(shù)特點及杰出的檢測性能，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焊縫上來獲取焊縫的三維數(shù)據(jù)，即焊縫幾何形面數(shù)據(jù)。 同時在一個閃光裝置持續(xù)20μs的閃光瞬間，CMOS攝像頭拍攝待檢測焊縫區(qū)的灰底照片。為獲取上述兩種方式在圖像上的最大對比度，攝像頭既有自適應(yīng)光學特點，也可通過專用軟件設(shè)定，因此，系統(tǒng)最終獲取的單一圖像中可反映出待檢測焊縫區(qū)的全部信息。系統(tǒng)獲取的標準圖像尺寸為10 mm×10 mm，分辨率為10μm。在實際生產(chǎn)過程中，感應(yīng)頭或待檢測工件需在連續(xù)運動中取像，系統(tǒng)的取像觸發(fā)裝置可保證連續(xù)取像的兩個相鄰圖像有一定重疊，從而實現(xiàn)無間斷取像檢測。受限于攝像頭取像速度及數(shù)據(jù)傳輸速度，系統(tǒng)的檢測速度為30m/min。由于系統(tǒng)取像與檢測速度快，因此，在實際應(yīng)用中，影響檢測速度的瓶頸往往是其他生產(chǎn)裝置，如焊接機器人、工件穿梭裝置等。
焊縫特征提取分析
激光焊接的焊縫質(zhì)量檢測主要取決于兩方面的數(shù)據(jù)特征：焊縫幾何形面的絕對測量值和焊縫表面的均勻性。焊縫的局部缺陷會對焊縫強度及表面視覺美觀產(chǎn)生影響，因此，“SOUVIS(r) 5000”采用如下3種方式同步探測焊縫局部缺陷：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)一般通過一個決定性的、隨機的、非均質(zhì)的纖維性結(jié)構(gòu)來反映，即"魚骨形" 結(jié)構(gòu)。為了對焊縫結(jié)構(gòu)進行分析，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)特征可以僅通過少量的數(shù)字來反映焊縫表面質(zhì)量與平滑均勻性等特征。如果在每個焊縫區(qū)這些結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)變化很大，則說明焊縫出現(xiàn)局部焊接缺陷，比如由于等離子保護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。細小的焊接缺陷（如針孔）通過這種方式無法探測，因此，該系統(tǒng)利用第3種分析算法來發(fā)現(xiàn)小于幾百μm的細小焊接缺陷，如在激光釬焊焊縫上探測直徑僅為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，Soudronic開發(fā)出了具有獨到技術(shù)的“SOUVIS(r) 5000”焊縫質(zhì)量在線實時監(jiān)控系統(tǒng)，用于檢測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級高分辨率取像技術(shù)，該系統(tǒng)具有杰出的探測與分辨功能。整個系統(tǒng)集成于一個單元中，便于其在焊接生產(chǎn)設(shè)備上安裝，并可通過遠程服務(wù)器進行系統(tǒng)故障診斷。該在線實時監(jiān)控系統(tǒng)具有操作界面友好、要求設(shè)置參數(shù)少、操作簡單方便等優(yōu)點，同時該系統(tǒng)硬件堅固，可完全滿足車間環(huán)境3班連續(xù)生產(chǎn)的要求
來源 電能質(zhì)量分析儀 http://www.mqmlro.cn/
由兩根等幅激光線按一定角度投射到待檢測焊縫上來獲取焊縫的三維數(shù)據(jù)，即焊縫幾何形面數(shù)據(jù)。 同時在一個閃光裝置持續(xù)20μs的閃光瞬間，CMOS攝像頭拍攝待檢測焊縫區(qū)的灰底照片。為獲取上述兩種方式在圖像上的最大對比度，攝像頭既有自適應(yīng)光學特點，也可通過專用軟件設(shè)定，因此，系統(tǒng)最終獲取的單一圖像中可反映出待檢測焊縫區(qū)的全部信息。系統(tǒng)獲取的標準圖像尺寸為10 mm×10 mm，分辨率為10μm。在實際生產(chǎn)過程中，感應(yīng)頭或待檢測工件需在連續(xù)運動中取像，系統(tǒng)的取像觸發(fā)裝置可保證連續(xù)取像的兩個相鄰圖像有一定重疊，從而實現(xiàn)無間斷取像檢測。受限于攝像頭取像速度及數(shù)據(jù)傳輸速度，系統(tǒng)的檢測速度為30m/min。由于系統(tǒng)取像與檢測速度快，因此，在實際應(yīng)用中，影響檢測速度的瓶頸往往是其他生產(chǎn)裝置，如焊接機器人、工件穿梭裝置等。
焊縫特征提取分析
激光焊接的焊縫質(zhì)量檢測主要取決于兩方面的數(shù)據(jù)特征：焊縫幾何形面的絕對測量值和焊縫表面的均勻性。焊縫的局部缺陷會對焊縫強度及表面視覺美觀產(chǎn)生影響，因此，“SOUVIS(r) 5000”采用如下3種方式同步探測焊縫局部缺陷：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)一般通過一個決定性的、隨機的、非均質(zhì)的纖維性結(jié)構(gòu)來反映，即"魚骨形" 結(jié)構(gòu)。為了對焊縫結(jié)構(gòu)進行分析，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)特征可以僅通過少量的數(shù)字來反映焊縫表面質(zhì)量與平滑均勻性等特征。如果在每個焊縫區(qū)這些結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)變化很大，則說明焊縫出現(xiàn)局部焊接缺陷，比如由于等離子保護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。細小的焊接缺陷（如針孔）通過這種方式無法探測，因此，該系統(tǒng)利用第3種分析算法來發(fā)現(xiàn)小于幾百μm的細小焊接缺陷，如在激光釬焊焊縫上探測直徑僅為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，Soudronic開發(fā)出了具有獨到技術(shù)的“SOUVIS(r) 5000”焊縫質(zhì)量在線實時監(jiān)控系統(tǒng)，用于檢測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級高分辨率取像技術(shù)，該系統(tǒng)具有杰出的探測與分辨功能。整個系統(tǒng)集成于一個單元中，便于其在焊接生產(chǎn)設(shè)備上安裝，并可通過遠程服務(wù)器進行系統(tǒng)故障診斷。該在線實時監(jiān)控系統(tǒng)具有操作界面友好、要求設(shè)置參數(shù)少、操作簡單方便等優(yōu)點，同時該系統(tǒng)硬件堅固，可完全滿足車間環(huán)境3班連續(xù)生產(chǎn)的要求
來源 電能質(zhì)量分析儀 http://www.mqmlro.cn/
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