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激光视觉传感技术及其在焊接中的应用-网络转载-中国传动网应用案例

信息来源:chuandong.biz  时间:2009-11-14  浏览次数:81

  摘要:简要介绍了激光视觉传感的发展及其工作原理,综述了近几年激光视觉传感技术在数字化、抗反光、焊缝检测、双传感、集成化、小型化和网络化等方面的最新进展及应用。这些新技术将为自动化焊接制造过程提供一些新的解决方案或思路。
  简单地说,焊接的操作过程就是控制能量或热源作用在两块或多块材料上,使之形成一个完整的接头。例如,对电弧焊来说,其操作过程是由人、机器人或专用机器把持焊枪,以一定的速度沿着焊缝运动,同时以一定的工艺参数施加能量。除了正确的工艺参数外,焊枪是否准确地跟踪焊缝是保证焊接质量的重要环节。
  手工或半自动焊接是依靠操作者肉眼的观察和手工的调节来实现对焊缝的跟踪。对于机器人或自动焊接专机等全自动化的焊接应用,主要靠机器的编程和记忆能力、工件及其装配的精度和一致性来保证焊枪能在工艺许可的精度范围内对准焊缝。通常,机器的重复定位精度、编程和记忆能力等已能满足焊接的要求。然而,在很多情况下,工件及其装配的精度和一致性不易满足大型工件或大批量自动焊接生产的要求,其中还存在因过热而导致的应力和变形的影响。因此,一旦遇到这些情况,就需要有自动跟踪装置,用来执行类似于手工焊中人眼与手的协调跟踪与调节的功能。
  在诸多焊接过程信息传感方法中,视觉方法是当前公认的信息量最大、效果最好的传感方法。早在20 世纪80 年代初,国内外的很多研究人员就已开始研究视觉传感方法,包括以电弧光为光源的被动视觉传感和采用激光辅助照明的主动视觉传感。被动视觉方法中,电弧本身就是监测位置,没有因热变形等因素所引起的超前检测误差,能够直接获取焊缝接头和熔池的信息,有利于焊接质量的自适应控制。然而,直接观测易受到电弧的严重干扰,至今还没有成熟的工业应用的报道。因而,主动光视觉特别是基于激光三角测量原理的结构光或扫描方法已成为目前焊接工业应用中主要的视觉传感方法。激光视觉传感的最大特点是能够获取焊缝截面的精确几何形状和空间位置的信息,适合实时焊缝跟踪和自适应工艺参数控制。
  

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