對于精密激光焊接工藝，影響焊接質(zhì)量的因子是多方面的。LWM 是一款集成在焊接設(shè)備上與激光光路同軸的實時焊接監(jiān)測系統(tǒng)，可以及時發(fā)現(xiàn)焊接不良的產(chǎn)生而報警，并通過數(shù)據(jù) AI 分析出焊接不良產(chǎn)生的原因。

下面我們以螺柱焊接工藝為例子，探討一下如何利用 LWM 來監(jiān)測焊接不良的產(chǎn)生，分析不良焊接產(chǎn)生的原因，從而提升焊接的質(zhì)量。

圖 1：焊接工藝參數(shù)

圖 2：LWM 信號和焊接離焦的關(guān)系

從上圖可以出，隨著焦點往正離或者負離焦點偏移時，Plasma 和 Temp 信號會下降，BR 信號會上升。產(chǎn)生這種信號現(xiàn)象的原因是當離焦發(fā)生時，焊接材料吸收的激光能量減少，更多激光能量被反射到 LWM 傳感器上，造成了 BR 信號的上升。與此同時，焊接的溫度會下降，Temp 信號也會隨之下降，焊接材料產(chǎn)生的金屬電離隨之減少。由此，Plasma 信號也會同時下降。根據(jù) LWM 的信號現(xiàn)象可以判斷當前焊接是否處于離焦狀態(tài)。

同理，當其他焊接不良產(chǎn)生時，如焊接功率變小、虛焊、焊穿、焊渣飛濺等等，LWM 的信號將會有相應(yīng)的變化。我們可以在每一個測量值上標記焊接不良的類型，定義對應(yīng)焊接不良的類型的信號變化量，并定義該焊接工藝對應(yīng)焊接不良產(chǎn)生的原因。

圖 3：標記焊接不良的類型

圖 4：定義對應(yīng)焊接不良的類型的信號變化量

圖 5：不良的類型的信號的趨勢分析

在正常焊接生產(chǎn)中，隨著標記的測量值越來越多，系統(tǒng) AI 會分析各種焊接不良的信號變化趨勢并設(shè)置 NG 報警的閾值。如果焊接不良在生產(chǎn)中再次發(fā)生，那么系統(tǒng)將會報警并輸出顯示焊接不良的類型以及可能引起該焊接不良產(chǎn)生的原因，這樣能夠指導技術(shù)人員快速排查原因并及時調(diào)整焊接工藝，避免持續(xù)生產(chǎn)不良品，從而提升焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效益。

普雷茨特解決方案

激光焊接監(jiān)控 LWM 4.0 是一款用于量產(chǎn)的實時質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)。LWM 4.0 的應(yīng)用范圍更加廣泛，可搭配不同的激光光源(紅外、藍光、綠光)，提供特殊版本。該系統(tǒng)在監(jiān)測鋁材、不銹鋼以及銅材等不同合金物質(zhì)的焊接中具有特殊的優(yōu)勢。

Precitec 通過 LWM 4.0 實現(xiàn)了重大的技術(shù)創(chuàng)新。首先，整體優(yōu)化的光學設(shè)計，讓傳感器單元具有更高的靈敏度。其次，LWM 4.0 通過“單電纜設(shè)計”和直接從傳感器頭部進行數(shù)據(jù)傳輸，提高了信噪比。此外，傳感器出廠前已預(yù)調(diào)整，以便傳感器頭中的光電二極管精準固定而且光路對中。最后，傳感器單元已用特定光源校準。該傳感器有兩個不同版本:高級對準單元 LWM 4.0，以及免工具對準的 LWM 4.0 C。

傳感器穩(wěn)定可靠,即使設(shè)備以非常高的加速度運行或者維護期間的無意輕微碰撞，都不會導致傳感器錯位。

緊湊版 LWM 4.0 C 傳感器是基于 LWM 4.0 技術(shù)設(shè)計的。主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，無需調(diào)整，即插即用。焊接異常檢出能力媲美標準傳感器。傳感器既可以安裝在激光源中，也可以安裝在加工光學器件上。

LWM 4.0 C 具備廣泛的機械適配范圍，簡單的集成很容易實現(xiàn)。這意味著現(xiàn)有的相機鏡頭接口也可以使用。

轉(zhuǎn)自：普雷茨特光學測量

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