Системы слежения для сварки

Системы слежения для сварки — это датчики и интеллектуальные комплексы, которые в реальном времени отслеживают положение сварного шва и корректируют траекторию движения горелки робота. Применение систем слежения компенсирует отклонения, вызванные термической деформацией металла, неточностью заготовок и погрешностями сборки, обеспечивая стабильное качество сварного соединения. В линейку входят лазерный датчик слежения SMART VISION, датчик слежения за дугой CAW-V2, высоковольтный блок ощупывания GYXW-V2 и интеллектуальная система сварки без обучения FREEROBOT.

Зачем нужны системы слежения для сварки

При роботизированной сварке фактическое положение шва часто не совпадает с запрограммированной траекторией. Причины — термическая деформация металла в процессе сварки, разброс размеров заготовок, погрешности сборки и установки деталей в кондуктор. Без системы слежения робот ведёт горелку строго по программе и может пройти мимо стыка, что приводит к браку.

Системы слежения за сварным швом решают эту задачу: они определяют реальное положение стыка и корректируют движение горелки в реальном времени. Это повышает производительность сварки, снижает требования к точности заготовок и уменьшает долю брака.

Лазерный датчик слежения SMART VISION

Лазерный датчик слежения SMART VISION — это лазерно-визуальный интегрированный сенсор для полной автоматизации отслеживания сварного шва. Датчик объединяет лазерный проектор, оптический сенсор и центральный процессор. Лазерный луч сканирует зону шва, камера фиксирует его отражение, а алгоритмы в реальном времени определяют точное 3D-положение, геометрию и отклонения сварного соединения.

Ключевая особенность датчика — совмещение преимуществ лазерной технологии (точное измерение высоты и бокового смещения) и визуальной технологии (обнаружение сверхузких стыковых швов) в одном устройстве.

Типы швов и функции лазерного слежения

Лазерный датчик слежения поддерживает различные типы сварных швов: V-образные разделочные, угловые, тавровые, стыковые, нахлесточные и другие. Система обеспечивает коррекцию отклонений шва в реальном времени, интеллектуальное отслеживание и автоматическое ведение сварочной горелки, эффективно решая проблему термической деформации в процессе сварки.

• Высокая степень интеграции — камера и источник света в одном корпусе.
• Легкосменное защитное стекло для простого обслуживания датчика.
• Инфракрасный лазер, безопасный для глаз оператора.
• Степень защиты IP65 — устойчивость к пыли и влаге.
• Рабочее расстояние 180 мм или 260 мм в зависимости от модели.

Интеллектуальные функции лазерного датчика

• Калибровка «Рука-Глаз». Точная привязка системы координат датчика к системе координат робота.
• Поиск шва. Поиск по одной точке (компенсация для точечной сварки), по двум точкам (определение прямой линии) и по системе координат (расчёт положения детали через 3–4 точки вместо трудоёмкого обучения).
• Сканирование с воспроизведением. Предварительное сканирование сложной траектории с последующей сваркой по запомненным координатам.
• Адаптивная сварка. Автоматическая подстройка скорости, тока, напряжения и колебаний в реальном времени в зависимости от изменяющегося зазора.
• Многослойная и многопроходная сварка. Автоматическое отслеживание и наплавление швов при сварке толстых материалов.

Датчик слежения за дугой CAW-V2

Датчик слежения за дугой CAW-V2 — это универсальный датчик дугового слежения собственной разработки. Он обладает высокой надёжностью и не подвержен воздействию света дуги или пыли во время работы. Благодаря управлению средствами нечёткой логики датчик применяется в различных условиях сварки и отслеживает угловые, стыковые и кольцевые швы, координируясь с системой управления роботом. После установки датчик требует простой настройки без изменений в конструкции, после чего начинает отслеживать сварочный шов и повышает производительность сварки.

Принцип работы дугового слежения

Датчик CAW-V2 компенсирует траекторию сварного шва в реальном времени. Это инкрементальный метод слежения: компенсируется отклонение по положению по осям Y и Z системы координат колебаний; по направлению движения (ось X) компенсация не производится. Коррекция выполняется в каждом цикле колебаний, поэтому дуговое слежение работает даже при деформации в процессе сварки или несоответствии заготовок.

Условия применения датчика CAW-V2

• Тип сварки: MIG/MAG.
• Диаметр сварочной проволоки: 1,0–1,4 мм.
• Длина вылета электрода: 15–25 мм.
• Тип соединения: тавровое угловое (зазор до 2 мм), V-образная разделка кромок (30°, 45°).
• Условия сварки: ток более 220 А, скорость сварки до 15 мм/с, длина шва более 100 мм.
• Колебания: ширина 1,5–5 мм, частота 1,5–4 Гц, зигзагообразный тип (Z).
• Режим сварки: постоянный ток (импульсный режим в разработке).

Высоковольтный блок ощупывания GYXW-V2

Высоковольтный блок ощупывания GYXW-V2 предназначен для поиска заготовки касанием в задачах автоматизированной сварки. Поиск касанием позволяет существенно повысить качество сварных соединений за счёт нивелирования проблем точности заготовок, их сборки и установки в кондуктор. Блок работает в сочетании с базовой функцией поиска касанием, которая по умолчанию имеется на сварочных роботах GROBOTP. Главные особенности устройства — высокое рабочее напряжение и помехоустойчивость: в отличие от обычного низковольтного поиска, высоковольтный поиск достигает до 400 В, что позволяет ощупать заготовку даже при наличии небольшого количества масла, оксидов и загрязнений, выдавая стабильный сигнал определения положения.

Особенности блока ощупывания GYXW-V2

• Выходное напряжение 425 В ± 5%, эффективно разрушающее масляную плёнку, ржавчину и другие загрязнения.
• Уменьшение времени поиска по сравнению с базовой функцией поиска касанием роботов GROBOTP.
• Ограниченность выходного тока делает прибор абсолютно безопасным.
• В процессе не задействован сварочный источник, что делает использование функции безопасным для источника.

Интеллектуальная система сварки FREEROBOT (сварка без обучения)

Интеллектуальная система сварки FREEROBOT реализует сварку без обучения: она отказывается от традиционного ручного программирования робота с помощью teach-пульта в пользу интеллектуального программирования на компьютере. Система автономно выполняет планирование траектории сварки, определяет последовательность операций и настраивает параметры. Цель — реализовать принцип «подал материал — получил сварку» и минимизировать человеческий фактор.

Состав системы FREEROBOT

В состав интеллектуальной системы сварки входят 3D-камера, мини-компьютер и специализированное программное обеспечение. Периферия включает монитор, клавиатуру, мышь и калибровочное оборудование для системы технического зрения.

Для каких задач подходит сварка без обучения

Технология FREEROBOT наиболее эффективна для изделий простой и однотипной конструкции, с высокой долей сварочных швов и плоской (планарной) геометрией деталей. Рекомендуемые сферы применения — строительные металлоконструкции, крупноячеистые конструкции с размером ячеек от 200×200 мм и плоскостные элементы с рёбрами жёсткости (например, Т-образные пластины).

Требования и ограничения системы

• Входные данные: 3D-модель детали в формате IFC или STEP.
• Типы траекторий: прямолинейные и круговые (диаметр не менее 300 мм).
• Типы швов: угловые (минимальная длина 100 мм) и нахлесточные (толщина листа от 4 мм).
• Материалы: углеродистая сталь без полировки и шлифовки поверхности.
• Условия эксплуатации: исключение прямого солнечного света, наличие защитного ограждения.

Часто задаваемые вопросы

Чем отличается лазерное слежение от дугового слежения за швом?

Лазерный датчик слежения SMART VISION определяет положение шва оптически — лазерным лучом и камерой — ещё до и во время сварки, подходит для большинства типов швов. Датчик слежения за дугой CAW-V2 отслеживает шов по параметрам самой сварочной дуги во время колебаний горелки и применяется для угловых, стыковых и кольцевых швов в режиме MIG/MAG.

Зачем нужен высоковольтный блок ощупывания, если есть базовый поиск касанием?

Базовый поиск касанием работает на низком напряжении и чувствителен к загрязнениям поверхности. Высоковольтный блок ощупывания GYXW-V2 выдаёт до 425 В, разрушает масляную плёнку и ржавчину, ускоряет поиск и даёт стабильный сигнал положения даже на неподготовленных заготовках, не задействуя сварочный источник.

Что такое сварка без обучения и чем она отличается от обычной?

При обычной роботизированной сварке оператор вручную обучает робота точкам траектории с помощью teach-пульта. Система FREEROBOT планирует траекторию автоматически на основе 3D-модели детали, что реализует принцип «подал материал — получил сварку» и снижает влияние человеческого фактора.

Какие типы швов поддерживает лазерный датчик слежения SMART VISION?

Лазерный датчик поддерживает V-образные разделочные, угловые, тавровые, стыковые, нахлесточные и другие типы швов с коррекцией отклонений в реальном времени.

Можно ли установить системы слежения на действующий сварочный робот?

Да. Датчики слежения за швом монтируются на сварочную горелку или интегрируются в систему управления существующего робота. После установки требуется калибровка и простая настройка, после чего система начинает отслеживать шов.

Как системы слежения помогают при термической деформации металла?

В процессе сварки металл деформируется, и положение шва смещается относительно исходной программы. Системы слежения определяют фактическое положение стыка и корректируют траекторию горелки в реальном времени, компенсируя деформацию и сохраняя качество шва.