形状识别新兴技术扩展激光焊接应用

随着产品和应用的发展，激光焊接的材料和焊缝要求已经从钢的标准重叠样式配置变为使用具有离散焊接位置要求的更多特殊材料的焊接。此外，零件的形状和尺寸变化更大，极大地增加了激光焊接过程的复杂性。

激光焊接应用的主要增长点与电动汽车的发展及其普及程度相吻合的。这些车辆（即电池组和电动机）在生产中的挑战在于，它们使用的材料和焊缝构造通常不易用标准技术焊接。焊接深度控制、激光源和集成过程监控、光学焊缝跟踪的技术发展极大地帮助了汽车制造领域。但是，某些零件由于其形状、堆叠和方向的因素而超出了这些技术的能力。在这种情况下，需要用到形状识别技术。

形状识别是一种使用基于相机方法的技术，其中像素化、图像的明暗部分的识别以及高级机器算法的使用不仅用于识别零件形状，还用于指示关节在多轴上的位置。这项技术的开发旨在解决焊接电动机中使用的铜发夹的复杂性。


如图所示，越来越多的制造商在定子的生产中使用铜制发夹而不是铜绕组。这些发夹形状的零件的头部插入到定子中并通过激光束焊接在一起。每个定子具有160到220个该零件，这些零件在60秒到120秒的时间范围内进行处理，该技术减小了电动机的整体尺寸并提高了性能。

最大的挑战是可靠地检测发夹的位置。这是因为发夹表面的机械预处理导致不同级别的反射率，这使图像处理更加复杂。激光焊接工艺非常苛刻，因为铜在室温下的吸收率非常低。在焊接过程中，吸收率和温度随着材料的高导热性和低熔池粘度而急剧增加。

集成的形状识别具有许多关键优势。将形状识别技术集成到激光焊缝跟踪系统中，既可以准确地检测焊缝点并根据预定方案进行焊接，还可以确保连续过程监控和高过程可靠性。