मध्यम रेंज लेजर वेल्ड ट्रैकिंग सेंसर

मध्यम श्रेणी के लेजर वेल्ड ट्रैकिंग सेंसर वेल्ड सीम की सतह को विकिरणित करने के लिए लेजर का उपयोग करते हैं, जिससे लेजर लाइट बैंड बनता है, जिसे एक उच्च परिभाषा कैमरे द्वारा प्राप्त और चित्रित किया जाता है। एल्गोरिदमिक प्रसंस्करण द्वारा, वेल्ड सीम की त्रि-आयामी विशेषताओं को संरचित जानकारी में बदल दिया जाता है, जिसमें वेल्डिंग संयुक्त निर्देशांक, मिसलिग्न्मेंट, अंतराल आदि शामिल हैं। यह जानकारी रोबोट नियंत्रक को प्रेषित की जाती है, जो रोबोट को वेल्डिंग के लिए आवश्यक प्रक्षेपवक्र और प्रक्रिया मापदंडों के साथ प्रदान करती है, रोबोट को वास्तविक समय में वेल्ड करने या वर्कपीस विचलन को सही करने और सही वेल्डिंग कार्य प्राप्त करने के लिए मार्गदर्शन करती है। अन्य समाधानों की तुलना में, लेजर सीम ट्रैकिंग में गैर-संपर्क, उच्च सटीकता, तेज गति और अच्छी अनुकूलनशीलता के फायदे हैं।

मध्यम श्रेणी के लेजर वेल्ड ट्रैकिंग सेंसर में मुख्य रूप से एक सीसीडी कैमरा, एक सेमीकंडक्टर लेजर, एक लेजर प्रोटेक्शन लेंस, एक स्प्लैश-प्रूफ बैफल और एक विंड कूलिंग डिवाइस शामिल है। त्रिकोणासन के सिद्धांत का उपयोग करके, लेजर स्कैनिंग क्षेत्र में प्रत्येक बिंदु की समन्वय जानकारी प्राप्त की जाती है, और जटिल प्रोग्राम एल्गोरिदम के माध्यम से सामान्य वेल्डिंग सीम का ऑनलाइन वास्तविक समय का पता लगाया जाता है, और रोबोट को स्कैनिंग डेटा के अनुसार कार्य प्रक्षेपवक्र को समायोजित करने के लिए निर्देशित किया जाता है।

मैनुअल या मध्यम श्रेणी के लेजर वेल्ड ट्रैकिंग सेंसर वेल्डिंग सीम की ट्रैकिंग को पूरा करने के लिए वेल्डिंग श्रमिकों के निर्णय और प्रक्रिया मापदंडों के समायोजन पर निर्भर करता है। औद्योगिक रोबोट को वेल्ड सीम ट्रैकिंग सिस्टम से लैस करने के बाद, उपकरण सेंसर के माध्यम से पता लगाए गए वेल्ड सीम और रोबोट शिक्षण प्रक्षेपवक्र के बीच त्रुटि की गणना कर सकता है, और त्रुटि डेटा आउटपुट कर सकता है, जिसे फिर स्वचालित वेल्डिंग करने के लिए वेल्डिंग गन को सटीक रूप से निर्देशित करने के लिए गति निष्पादन तंत्र द्वारा वास्तविक समय में ठीक किया जाता है। यह रोबोट को आंखें देने जैसा है।

मध्यम श्रेणी के लेजर वेल्ड ट्रैकिंग सेंसर उपकरण जैसे कि रोबोट या स्वचालित वेल्डिंग मशीन के लिए, वे काम करने के लिए ज्यादातर रोबोट के शिक्षण प्रोग्रामिंग और प्रक्षेपवक्र प्रजनन पर निर्भर करते हैं, इसलिए यह सुनिश्चित करने के लिए कि वेल्डिंग बंदूक प्रक्रिया की अनुमत परिशुद्धता सीमा के भीतर वेल्डिंग सीम को संरेखित कर सकती है, वर्कपीस और इसकी असेंबली की सटीकता सुनिश्चित करना आवश्यक है।

हालांकि, कई मामलों में, वर्कपीस और इसकी असेंबली की सटीकता और स्थिरता बड़े पैमाने पर वर्कपीस या स्वचालित वेल्डिंग के बड़े पैमाने पर उत्पादन की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती है। साथ ही, वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, वर्कपीस के अधिक गर्म होने के कारण तनाव और विकृतियों के अनियंत्रित प्रभाव होते हैं। इसलिए, इन स्थितियों का सामना करने के बाद, मैनुअल वेल्डिंग श्रमिकों की आंखों और हाथों के समान संचालन करने के लिए एक सक्रिय ट्रैकिंग डिवाइस की आवश्यकता होती है, यानी मध्यम श्रेणी के लेजर वेल्ड ट्रैकिंग सेंसर उपकरण को काम करने के लिए मार्गदर्शन करते हैं।

वेल्ड अपूर्णताओं का अनुकरण
मध्यम श्रेणी के लेजर वेल्ड ट्रैकिंग सेंसर और हाइब्रिड लेजर वेल्डिंग के ज्ञान और लेजर वेल्डिंग के अंतिम उपयोगकर्ताओं के साथ चर्चा के आधार पर, संभावित पैरामीटर भिन्नताएं, जो उत्पादन में उत्पन्न होने की उम्मीद की जा सकती हैं, स्थापित की गईं। प्रक्रिया मापदंडों, संयुक्त तैयारी और फिट-अप से जुड़े ये कारक विभिन्न वेल्ड खामियों के संभावित कारण हैं।
 

प्रयोगात्मक स्थापना
स्वदेशी लेजर वेल्डिंग परीक्षण एक मध्यम श्रेणी के लेजर वेल्ड ट्रैकिंग सेंसर का उपयोग करके किए गए थे, जिसे निर्मित किया गया था। लेजर बीम को स्टेप इंडेक्स ऑप्टिकल फाइबर, 600µm व्यास के माध्यम से, 200 मिमी फोकसिंग लेंस का उपयोग करने वाले आउटपुट हाउसिंग में वितरित किया गया था, ताकि 0.6 मिमी व्यास का नाममात्र न्यूनतम स्पॉट आकार उत्पन्न किया जा सके। वेल्डिंग के दौरान संयुक्त सीम का पालन करने के लिए एक सर्वो-रोबोट सीम ट्रैकर का उपयोग किया गया था। लेजर बीम के पीछे, वर्कपीस की सतह पर 40 डिग्री के कोण पर एक प्लम दमन गैस जेट (आर्गन) को लेजर बीम फोकस से 1 मिमी ऊपर एक इंपिंगमेंट पॉइंट के साथ रखा गया था। वेल्डिंग के दौरान लेजर ऑप्टिक्स की सुरक्षा के लिए एक उच्च दबाव वाले एयर नाइफ का उपयोग किया गया था। वास्तविक आवास और सीम ट्रैकर को एक रोबोट पर रखा गया था, जो वेल्डिंग के दौरान एक स्थिर जिग में रखे गए नमूने पर व्यवस्था को पार करता था।
 

वेल्डिंग की प्रक्रिया की निगरानी
मध्यम श्रेणी के लेजर वेल्ड ट्रैकिंग सेंसर द्वारा वर्णित पहला सेंसर 600nm से कम तरंगदैर्ध्य रेंज में विकिरण का पता लगाता है। लेजर प्रकाश के साथ स्टील वेल्डिंग करते समय आयनित प्लाज्मा के बजाय उच्च तापमान, ऊष्मीय रूप से उत्तेजित गैस या 'प्लम' की अपेक्षा की जाती है। व्यवहार में, ये प्लम स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग में बहुत ऊर्जावान होते हैं और इसलिए यह आशा की जाती थी कि वेल्डिंग के दौरान समस्याओं के कारण मध्यम श्रेणी के लेजर वेल्ड ट्रैकिंग सेंसर में कोई भी उतार-चढ़ाव प्लाज्मा सेंसर का उपयोग करके दिखाई देगा। दूसरा सेंसर, जिसे 'तापमान' सेंसर के रूप में संदर्भित किया जाता है, स्पेक्ट्रम के अवरक्त भाग (1100-1800nm) में संवेदनशील है और पिघले हुए वेल्ड पूल से संकेतों को लेने के लिए व्यवस्थित किया गया था। तीसरा सेंसर, जिसे 'बैक रिफ्लेक्शन' या 'रिफ्लेक्टिविटी' सेंसर के रूप में संदर्भित किया जाता है, प्रसंस्करण के दौरान वर्कपीस से परावर्तित 1.06µm (यानी लेजर तरंगदैर्ध्य) की तरंगदैर्ध्य के आसपास केंद्रित विकिरण के एक संकीर्ण बैंड का पता लगाता है।

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