汽车制造中高低板激光拼焊是汽车车身轻量化制造的关键技术之一,旨在将不同厚度的钢板精准焊接在一起,形成结构件(如车门内板、门环、天窗、B柱加强板、纵梁等),以达到在保证强度和安全性的前提下,减轻重量、优化性能、降低成本的目的。
高低板激光拼焊的核心挑战:
台阶差(高度差): 两块待焊板材厚度不同,必然存在一个高度差(台阶)。焊枪需要精确地在这个台阶上进行焊接。
焊缝间隙控制: 拼焊对缝间隙要求非常严格,过大或过小都会影响焊接质量和强度。板材边缘的加工精度、装夹定位都会影响间隙。
焊缝位置精度: 由于板材边缘可能存在微小的毛刺、变形或装夹误差,实际焊缝位置可能与预设路径存在偏差。
高速稳定跟踪: 汽车生产线节拍快,焊接速度高(可达数米/分钟),要求跟踪系统响应迅速、稳定。
抗干扰能力: 焊接过程中产生强烈的弧光、飞溅、烟尘和高温,会对光学传感器造成严重干扰。
镭烁光电激光焊缝跟踪系统可以高效的解决这些问题:
镭烁光电的激光焊缝跟踪系统采用先进的激光三角测量法和智能图像处理算法,专为应对高要求的工业焊接环境设计,尤其适合汽车行业的高低板激光拼焊。
系统组成与工作原理:
传感器探头: 核心部件,通常安装在焊枪前方。它发射一束高精度结构激光线照射到焊缝区域。
高速工业相机: 内置在传感器中,以高帧率(数千赫兹)拍摄激光线在工件表面的形貌。
图像处理单元: 系统的大脑。实时处理相机采集的图像:
识别焊缝特征: 精确提取焊缝坡口或搭接缝的边缘位置、宽度、深度信息。对于高低板拼焊,它能清晰识别出板材的台阶边缘和焊缝间隙。
计算偏差: 将识别到的实际焊缝位置与预设的理论焊接路径进行比较,计算出焊枪在X(横向)、Y(纵向)、Z(高度) 三个方向上的偏差量。
实时补偿控制: 系统将计算出的偏差量实时发送给焊接机器人的运动控制系统或焊枪摆动器。控制系统根据这些信息动态调整焊枪的位置和姿态,使其始终精确地对准实际焊缝的中心,并保持合适的焊接高度(对于高低板过渡区域至关重要)。
镭烁光电激光焊缝跟踪系统在汽车高低板激光拼焊中的具体应用与优势:
精确跟踪台阶焊缝:
系统能清晰分辨出薄板和厚板形成的高度台阶。
在焊接经过台阶时,系统能精确控制焊枪的Z轴高度,确保激光焦点始终处于最佳工作距离,避免因高度变化导致的熔深不足或焊穿。
同时精确控制焊枪在X轴方向的位置,确保焊缝始终位于两块板的结合线上,即使在台阶过渡区也不会跑偏。
实时检测并适应间隙变化:
系统能精确测量两块板之间的实际间隙。
可以将间隙信息反馈给焊接电源,动态调整激光功率、焊接速度或送丝速度(如果使用填丝焊),以保证在不同间隙下都能获得一致的熔深和良好的焊缝成形,避免未熔合或烧穿。
对于间隙过大的异常情况,系统可以报警或触发相应处理机制。
补偿工件与装夹误差:
自动补偿因板材来料边缘切割精度、冲压变形、工装夹具定位偏差等原因造成的焊缝位置偏移,显著提高焊接的一致性和合格率,减少因定位不准导致的废品。
实现高速稳定焊接:
系统响应时间极短(通常小于1毫秒),采样频率高,能够满足汽车生产线高速焊接的要求,确保在高速度下也能实现稳定、精准的跟踪。
强大的抗干扰能力:
采用特殊波长的激光(如蓝光)和优化的光学滤光系统,有效抑制焊接弧光、飞溅和烟尘的干扰,在恶劣的焊接环境下也能获得清晰的焊缝图像。
坚固的外壳设计,具备良好的防尘、防飞溅和耐高温性能。
提升自动化水平与质量稳定性:
减少甚至消除对高精度工装夹具的依赖,降低工装成本和维护难度。
大幅降低对操作工人经验的依赖,实现焊接过程的智能化、标准化。
显著提高焊缝质量的一致性和可靠性,减少返修率和废品率,提高生产效率和良品率。
提供焊接过程数据记录,便于质量追溯和工艺分析优化。
兼容性强:
易于集成到主流品牌的工业机器人和自动化焊接系统中。
适用于多种激光焊接工艺(纯激光焊、激光-MIG复合焊等)和不同材料(钢、铝等)的高低板拼焊。
镭烁光电的激光焊缝跟踪系统是解决汽车高低板激光拼焊中台阶跟踪、间隙控制、位置补偿等核心挑战的理想解决方案。它通过高精度、高速度、高抗干扰性的实时检测与控制,显著提升了拼焊过程的自动化程度、焊接质量稳定性、生产效率和良品率,同时降低了对工装精度和人工操作的依赖,为汽车轻量化制造提供了强有力的技术保障。其稳定可靠的表现使其成为现代化汽车车身焊装生产线上的关键智能装备之一。