智能焊接技术及应用 课件 2.3.2 激光寻位应用

智能焊接技术及应用传感技术在智能化焊接中的应用目录Contents学习目标01激光寻位应用02学习总结03一、学习目标理解激光寻位技术原理，掌握其利用激光传感器识别焊缝、规划路径的方法。学习目标熟悉激光寻位在汽车、电子、航空航天等领域的应用，明确其提升焊接质量和效率的作用。了解数据采集在激光寻位焊接中对焊缝扫描、质量控制等方面的数据支持作用。0204通过实际案例，学会激光寻位焊接系统的组成、传感器安装及参数设置，掌握高精度自动化焊接流程。0103二、激光寻位应用1.应用场景汽车制造行业白车身焊接与装配、新能源电池托盘定位、动力总成精密装配。PCB板元件贴装、柔性屏贴合工艺、半导体引线键合。飞机蒙皮自动钻铆、发动机叶片修复检测。电子设备制造航空航天领域​​二、激光寻位应用一汽解放青岛汽车有限公司曾设计过一种仪表横梁自动化焊接设备，其中包括对于激光寻位技术的应用。某车型仪表板横梁焊接总成，如图所示，由管梁和24个冲压件组成，焊接总成共有40处焊缝，采用弧焊焊接完成。2.实用案例仪表板横梁焊接总成仪表板横梁焊接总成的结构复杂、工件数量多，焊枪易与夹具和工件等发生干涉，弧焊机器人姿态受限，同时考虑具体实现和操作的便利性，采用激光寻位的方式对焊缝位置偏差进行补正，即传感器采用的是激光传感器。选用的激光传感器型号为i-CUBE100L通用机器人传感器，如图所示。二、激光寻位应用仪表板横梁焊接总成二、激光寻位应用激光传感器参数规格如下：光源为可见红色激光：661nm；Z1为到保护罩离开距离：240mm；Z2为视场深度：100mm；Z3为标称距离：275mm；H为标称平面（视场）：35mm；近平面（视场）：31mm；远平面（视场）：42mm；在标称距离位置的横向分辨率：0.04mm；在标称距离为止的垂直分辨率：0.08mm；接口：以太网。仪表板横梁焊接总成弧焊机器人激光寻位传感器（i-CUBE100L传感器内部集成控制系统）机器人控制柜接口盒（或存放于机器人控制柜内的接线组件）计算机激光寻位焊接系统的组成：二、激光寻位应用激光寻位焊接系统激光寻位传感器在安装注意事项：二、激光寻位应用（1）为保证激光寻位时焊缝能位于传感器视场的中央区域，传感器的具体安装高度需根据其视场深度确定；（3）为提高效率，节省激光寻位所需时间，激光寻位姿态和焊接姿态应尽量保持一致。（2）在激光寻位和机器人焊接过程中，需要满足传感器与工件和工装夹具等无干涉。传感器扫描焊缝前要先进行相关参数设置，因工件搭接方式不同，扫描算法和参数设置也有差异。该公司某车型仪表板横梁焊接过程中，主要涉及3种焊缝，如图所示。二、激光寻位应用在扫描焊缝前需设置焊缝种类、工件厚度、工件斜边角度、不匹配条件、间隙位置、间隙大小、焊接区域及焊接方式等参数。T型焊缝（直边与弧边）直边与弧边搭接半V槽型焊缝下图为该公司某车型仪表板横梁焊接总成一处焊缝，扫描前需要设置的参数。二、激光寻位应用焊缝扫描与参数设定​​；1动态轨迹调整​​；2质量控制与数据追溯​​。3仪表板横梁焊接总成某处焊缝激光寻位技术解决了由于制件尺寸稳定性及工装一致性欠佳等因素造成的焊缝位置偏移问题。二、激光寻位应用仪表板横梁焊接总成合格率优点：抗光线干扰能力强，精度高；焊接总成的整体合格率：提升到90%以上，为提升驾驶室内饰装配质量提供了有力保证，如图所示。三、学习总结学习总结激光寻位技术利用激光传感器快速识别焊缝特征并生成焊接路径，具有极高的分辨率和灵敏度，适用于多种材料和复杂结构的焊接。智能焊接技术及应用感谢聆听主讲:朱征宇课后习题1.下列哪个不属于激光寻位技术在汽车制造行业的典型应用场景（）A.白车身焊接与装配B.新能源电池托盘定位C.发动机叶片修复检测D.动力总成精密装配答案：C解析：发动机叶片修复检测属于航空航天领域应用；A、B、D均为汽车制造行业场景，故排除。课后习题2.i-CUBE100L激光传感器的光源类型及波长是（）A.可见蓝色激光，450nmB.可见红色激光，661nmC.红外激光，850nmD.紫外激光，365nm答案：B解析：

i-CUBE100L激光传感器光源为可见红色激光，波长661nm；A、C、D与课件内容不符，故排除。课后习题3.激光寻位传感器安装时，需保证焊缝位于传感器视场的（）A.边缘区域B.中央区域C.近平面区域D.远平面区域答案：B解析：安装时需保证焊缝在传感器视场中央区域；A、C、D不符合安装要求，故排除。课后习题4.激光寻位焊接系统的组成部分包括（）（多选）A.弧焊机器人B.激光寻位传感器（含内部集成控制系统）C.机器人控制柜D.接口盒（或接线组件）E.计算机答案：ABCDE解析：系统组成含A、B、C、D、E所有组件，故全选。课后习题5.一汽解放青岛汽车有限公司的仪表横梁焊接过程中，涉及的焊缝类型有（）（多选）A.T型焊缝（直边与弧边）B.直边与弧边搭接C.半V槽型焊缝D.环缝焊缝E.角接焊缝答案：ABC解析：该焊接过程主要涉及A、B、C三种焊缝；D、E未提及，故排除课后习题6.激光寻位时，为节省时间，激光寻位姿态和焊接姿态应尽量保持一致。（）答案：正确解析：课件明确指出该安装注意事项，与题干表述一致。课后习题7.

i-CUBE100L激光传感器的视场深度（Z2）为（），标称距离（Z3）为275mm。答案：100mm解析：

i-CUBE100L激光传感器视场深度（Z2）为100mm，故填空处为100mm。课后习题8.简述激光寻位技术在仪表横梁焊接中的核心作用及主要优点。答案：核心作用：解决制件尺寸稳定性、工装一致性欠佳导致的焊缝位置偏移问题，补正焊缝偏差，提升焊接合格率；主要优点：抗光线干扰能力强、精度高（横向分辨率0.04mm），使焊接总成合格率提升至90%以上，保障驾驶室内饰装配质量。课后习题9.激光寻位技术在智能化焊接中可应用于以下哪些场景？（）​A.汽车车身焊接​B.航空航天零部件焊接​C.钢结构桥梁焊接​D.家电外壳焊接​答案：ABCD​解析：在汽车车身焊接中，激光寻位可保证焊接精度，提升车身质量；航空航天零部件对焊接精度要求极高，激光寻位能满足其需求；钢结构桥梁焊接时，可利用激光寻位定位大型构件焊缝；家电外壳焊接也可借助激光寻位实现自动化、高精度焊接。课后习题10.激光寻位系统的组成部分通常包括（）​A.激光发射装置​B.图像采集装置​C.数据处理单元​D.执行机构​答案：ABC​解析：激光发射装置发射激光束照射工件；图像采集装置接收反射光，采集图像信息；数据处理单元对采集到的图像信息进行分析处理，计算出焊缝位置等数据；执行机构不属于激光寻位系统的组成部分，它是根据寻位结果进行焊接操作的部件课后习题11.影响激光寻位精度的因素有（）​A.激光束的稳定性​B.环境光照强度​C.工件表面粗糙度​D.传感器安装位置​答案：ABCD​解析：激光束稳定性差会导致测量不准确；环境光照过强或不稳定，会干扰反射光信号；工件表面粗糙度过大，影响激光反射效果；传感器安装位置不准确，会使获取的焊缝信息存在偏差，这些都会影响激光寻位精度课后习题12.激光寻位