自動溶接では、トーチは継手を正しい位置で追跡しなければなりません。しかし、実際の部品が完全であることは稀です。板材はたわむことがあり、円筒には小さな真円度誤差があり、タック溶接によってシームがずれることもあります。そのため、多くの場合、溶接シームトラッキングシステムが必要となります。

シームトラッキングは、溶接中に溶接トーチが継手を見つけて追従するのを支援します。これにより、溶接品質が向上し、補修作業が減り、生産がより安定します。タンク、配管、圧力容器、金属構造物にとって、これは非常に重要です。

Juchuangは、産業生産向けのカスタム溶接自動化設備を提供しており、縦継ぎ溶接機、円周継ぎ溶接システム、溶接マニピュレータ、自動溶接ソリューションを含みます。多くのプロジェクトにおいて、シームトラッキングを追加することで、装置が実際の部品のバラつきに対応できるようになります。

溶接シームトラッキングとは何か？

溶接シームトラッキングは、トーチを溶接継手に沿って正しく位置合わせするための制御方法です。システムはシーム位置を検出し、その後、トーチまたは溶接ヘッドを調整します。

簡単に言うと、自動溶接システムの「目」や「感覚」のように機能します。これがなければ、装置は固定された経路をたどります。これがあれば、シームがわずかに動いたときに装置が対応できます。

シームトラッキングシステムは、装置の設計に応じて、トーチを1方向、2方向、またはそれ以上の方向に補正できます。直線シーム、円形シーム、曲線シーム、複雑な溶接経路に使用できます。

なぜシームトラッキングが重要なのか？

良好な治具を使用しても、ある程度のバラつきは正常です。例えば、巻いた円筒が完全に真円でない場合があります。長い板材に小さな縁の隙間がある場合があります。配管継手が回転中に動く場合があります。また、溶接中に熱によって歪みが発生することもあります。

トーチが継手を追従しない場合、一般的な問題が発生することがあります：

• 融合不良
• 溶接ビードの不均一
• 過剰なアンダーカット
• 溶け込み不良
• 溶落ち
• 過剰なスパッタ
• 手直しと不良

したがって、シームトラッキングは単なる高級オプションではありません。多くの場合、溶接品質を守り、手動での補正を減らすための実用的な方法です。

レーザーシームトラッキング溶接

レーザーシームトラッキング溶接は、レーザーセンサーを使用して、溶接点の前または近くの継手をスキャンします。センサーはシームの形状と位置を読み取り、補正データを制御システムに送信します。

この方法は正確で高速なため、人気があります。隙間、縁の位置、高低差、開先形状などの継手特徴を測定できます。その結果、レーザートラッキングは多くの自動溶接システムに適しています。

レーザーシームトラッキング溶接は、以下によく使用されます：

• 縦継ぎ溶接
• 円周継ぎ溶接
• タンクおよび容器の溶接
• 配管溶接
• ロボット溶接
• 厚板開先溶接

ただし、レーザーセンサーはクリーンな視線を必要とします。強いアーク光、煙、スパッタ、反射面は、システムが適切に設計されていない場合、性能に影響を与える可能性があります。そのため、センサーの位置、遮蔽、ソフトウェアフィルタリングが重要です。

ビジョン誘導溶接

ビジョン誘導溶接は、カメラと画像処理を使用してシームを位置決めします。カメラは、溶接前、溶接中、または溶接工程間に継手を確認できます。

このオプションは、システムが部品の特徴、縁、穴、マーク、または溶接経路を識別する必要がある場合に有用です。また、部品の種類が変わる柔軟な生産にも対応できます。

レーザートラッキングと比較して、ビジョンシステムは部品のより広い視野を提供できます。これは部品認識と経路補正に役立ちます。ただし、ビジョン誘導溶接は、照明、表面状態、コントラスト、カメラ保護にも依存します。

これは以下によく使用されます：

• ロボット溶接誘導
• 部品位置補正
• 多品種生産
• 溶接経路ティーチング支援
• 溶接前のシーム探索

安定した結果のために、システムは制御された照明と強力な画像処理を使用する必要があります。汚れや煙の多い溶接エリアでは、カメラはエア保護または安全な取り付け位置を必要とする場合もあります。

アークセンシングシームトラッキング

アークセンシングは、溶接アーク信号を使用してシーム位置を推定します。カメラやレーザーを使用する代わりに、トーチが移動する際の電流、電圧、またはアークの挙動の変化を読み取ります。

この方法は、アーク溶接プロセスでよく使用され、特に継手形状によってアーク信号が明確に変化する場合に有効です。開先溶接や一部の厚板用途に役立ちます。

主な利点は、アークセンシングが溶接部付近に外部光学センサーを必要としないことです。したがって、粉塵、煙、スパッタに対してより耐性があります。

それでも、アークセンシングには限界があります。非常に薄い材料、小さなシーム、低電流放電、または信号変化の弱い継手には適さない場合があります。また、シーム位置を検出するためにウィービング動作を必要とすることが多いです。これはすべての製品に適合するわけではありません。

適切なトラッキング方法の選び方

最適なシームトラッキングオプションは、ワークピース、溶接プロセス、生産目標によって異なります。すべての工場に当てはまる単一の答えはありません。

レーザーシームトラッキングは、高精度が必要で、継手形状が明確にスキャンできる場合に適した選択肢となることが多いです。多くの自動シーム溶接機やロボットシステムに適しています。

ビジョン誘導溶接は、システムが部品を見つけたり、位置を補正したり、多品種に対応したりする必要がある場合に有用です。また、溶接前により広い視野が必要な場合にも役立ちます。

アークセンシングは、一部の重負荷アーク溶接作業、特に光学センサーの保護が難しい場合に実用的です。アーク付近のセンサーハードウェアを減らすことができますが、適切な継手とプロセス条件が必要です。

選択する前に、工場は以下を確認する必要があります：

• 材料の種類と表面状態
• 継手形状と隙間のバラつき
• 溶接プロセスと電流範囲
• シーム長さと経路の種類
• 必要な溶接品質
• 煙、スパッタ、光の条件
• 機械構造とトーチのアクセス
• データ記録のニーズ
• 予算とメンテナンススキル

自動溶接システムにおけるシームトラッキング

溶接シームトラッキングシステムは単独で選択されるべきではありません。それは装置全体と連携する必要があります。これには、溶接電源、モーション制御、治具、トーチホルダー、HMI、安全システムが含まれます。

例えば、縦継ぎ溶接機では、センサーが直線に沿ってシームを追跡します。円周継ぎ溶接システムでは、部品が回転している間にトラッキングが機能する必要があります。ロボットセルでは、トラッキングデータがロボット経路をリアルタイムで補正する場合があります。

したがって、システム統合が重要です。センサーは有用なデータを送信する必要がありますが、装置もスムーズに応答する必要があります。

なぜJuchuangと連携するのか？

Juchuangは、産業製造向けの溶接自動化ソリューションに注力しています。その装置は、タンク、配管、圧力容器、シリンダー、その他の金属部品向けにカスタマイズできます。

シームトラッキングが必要なプロジェクトでは、Juchuangが溶接継手の確認、適切なトラッキング方法の選択、センサーと制御システムの統合、サンプル部品のテスト、設置支援を行います。これにより、顧客は単に自動化されているだけでなく、実際の生産で安定した溶接システムを構築できます。

結論

溶接シームトラッキングは、自動溶接システムが実際の部品のバラつきに対応するのを支援します。レーザーシームトラッキング溶接は高精度を提供します。ビジョン誘導溶接は、柔軟な部品探索と経路補正を支援します。ア