Лазерно-тріангуляційний комплекс машинного зору PL-LT Vision W-AM — апаратно-програмна система для адаптивного керування роботизованими процесами зварювання та 3D-друку металом: автоматичного слідкування за зварним стиком, контролю геометрії валиків і наплавленої деталі в адитивному виробництві.

Забезпечує стабільне позиціонування зварювального інструмента відносно стика та поверхні деталі в режимі реального часу, автоматично компенсуючи відхилення під час дугового, плазмового, лазерного зварювання, гібридних процесів на їх основі та адитивного наплавлення.

Принцип роботи

На маніпуляторі робота встановлюється лазер, що проектує тонку лінію на поверхню деталі та в зону стика. Камера високої роздільної здатності спостерігає за проекцією лазера під певним кутом. Будь-яка зміна рельєфу — зазор, злам, перепад висоти — зміщує лінію в кадрі, і за цим зміщенням система обчислює реальну геометрію стика.

Геометрія, яку розпізнає комплекс

За рахунок лазерної тріангуляції система визначає:

• координати стика та відхилення від заданої траєкторії;
• зміну висоти поверхні та висоти шару;
• зміну ширини шва, стика або валика;
• геометрію рельєфу зварних швів і наплавлених валиків.

Зображення обробляється в реальному часі на обчислювальному модулі, після чого координати кромок передаються роботу, який автоматично коригує своє положення. Так формується замкнений контур адаптивного керування процесом зварювання та наплавлення.

Склад комплексу

• обчислювальний модуль — обробка зображення на борту, без передавання відео на зовнішній ПК;
• високоточна камера з оптикою — телеоб'єктив із розрахунковим полем зору під конкретну задачу;
• лазер лінійної проекції — формування вимірювальної лінії на поверхні деталі;
• комплект оптичних фільтрів — вузькосмуговий і нейтральний, захист від засвічення дугою;
• модуль зв'язку RS-485 — передавання координат роботу або контролеру;
• спеціалізоване програмне забезпечення — алгоритми детекції, калібрування та діагностики.

Конфігурація підбирається під задачу замовника: робоча відстань, поле зору, тип оптики та протокол обміну визначаються на етапі проєктування.

Переваги та практичні результати

• підвищує якість зварювання та наплавлення;
• зменшує залежність від оператора;
• забезпечує стабільну геометрію виробів;
• дозволяє автоматично контролювати розміри деталей;
• знижує вимоги до точності складання та оснащення;
• підвищує рівень автоматизації виробництва.

Ключові можливості

• прецизійний геометричний контроль у режимі реального часу;
• автоматичне слідкування за зварним стиком під час руху;
• тривимірна корекція положення робота (X, Y, Z);
• підтримання стабільної висоти пальника або сопла над деталлю;
• виявлення стиків з мінімальним або нульовим зазором;
• автоматичне вимірювання геометрії шарів, стінок, канавок і складних контурів;
• контроль форми валика та загальної геометрії виробу під час адитивного формування;
• точність позиціонування — до 0,1 мм.

Компенсація відхилень і адаптація технологічного процесу

• компенсація геометричних відхилень зварних стиків у режимі реального часу;
• автоматична адаптація до змінного зазору, зміщення кромок і збільшення висоти шару;
• коригування траєкторії переміщення та параметрів тепловкладення;
• мінімізація накопичення похибок за віссю Z і забезпечення стабільної форми виробу;
• зниження вимог до точності складання та технологічного оснащення.

Стійкість до умов зварювання й наплавлення

• стійкість до засвічення дугою завдяки спеціалізованим оптичним фільтрам;
• стабільна робота в умовах інтенсивного випромінювання та аерозольного середовища.

Інтеграція

Комплекс інтегрується з промисловими роботами, системами керування зварювальним процесом та іншими виробничими інтерфейсами, адаптується під будь-який тип робота або верстата з ЧПК. Однаково ефективно працює для MIG/MAG, TIG, плазмового наплавлення, WAAM-друку та інших процесів.

Що це дає виробництву

• висока повторюваність розмірів зварних конструкцій та об'ємних виробів;
• стабілізація формування шарів під час адитивного наплавлення за складними просторовими траєкторіями;
• зниження кількості дефектів і браку;
• зменшення залежності результату від кваліфікації оператора;
• підвищення точності та масштабованості зварних конструкцій і адитивного виробництва;
• зниження вимог до точності складання та оснащення.

Можливості кастомізації

Комплекс може бути адаптований під: будь-який тип робота або верстата з ЧПК, різні технології зварювання та наплавлення, системи контролю якості, 3D-друк металом, автоматичне сканування геометрії деталей, інтеграцію з іншими промисловими інтерфейсами зв'язку.

Напрями розвитку

Паралельно з класичним алгоритмом розвивається нейромережевий модуль сегментації зварного стика — для складних і нетипових сценаріїв, які важко покрити класичними методами.