28、自动焊接特征识别与焊接质量提升及车辆机械故障检测

自动焊接特征识别与焊接质量提升及车辆机械故障检测

自动焊接特征识别与焊接质量提升

在工业生产中，焊接任务的生产效率常受多种因素影响。目前用于焊缝跟踪的传感器在航空航天、汽车、管道焊接和核电站等行业的应用非常有限，且市场上现有传感器成本高，难以提高中大型企业的生产效率。为此，研究采用了价格相对便宜的点激光传感器，安装在焊炬上，用于获取焊缝位置偏差、自动调整机器人末端执行器以及测量每个焊接周期的焊缝宽度。

实验方案

使用了一台 6 轴弧焊机器人 YASKAWA MOTOMAN 进行实验。焊接机械手与金属气体活性弧焊实验装置（规格：ArcWorld，C - 50 系列）集成，同时将 MOTOMAN 的单点激光焊缝查找器集成到机器人焊炬上，实现机器人的自动化操作。实验执行的流程图展示了整体的实验方法。

点激光传感器检测焊缝位置和宽度

• 检测的必要性 ：确定焊缝位置后，焊接机械手可按重复模式沿这些位置移动，避免每次焊接都重新教导机器人。但由于工件位置误差或边缘准备差异，可能导致焊缝偏差，产生焊接缺陷。此外，焊缝宽度变化时，多数文献未相应调整焊接参数。热量输入影响焊缝成型和机械性能，公式如下：
  • 热量输入公式：$H=\frac{V\times I\times\eta}{v}$，其中$H$为总热量输入，$V$为焊接电压，$I$为焊接电流，$v$为每次焊接运行速度，$\eta$根据所选焊接工艺取值。
  • 焊缝横截面积理论公式：$W_{cs}=\frac{W_{ef}\times\frac{\pi}{4}d^{2}\times WFR}{v}$，其