雷射焊接的焊縫尋位與追蹤

精準辨識接合位置、引導雷射光束並穩定焊接製程

在自動化雷射焊接中，雷射光束必須沿著工件的實際接合位置精準移動。然而在量產過程中，實際焊縫位置經常與預先設定的路徑有所偏差，例如受到元件公差、夾持誤差、成形製程或焊縫幾何形狀變化的影響。

焊縫尋位、焊縫引導與焊縫追蹤技術可辨識這些偏差，並使焊接製程精準對準實際接合位置。

焊縫尋位可在焊接開始前或焊接過程中偵測接合位置。焊縫引導則利用所取得的位置資訊，引導雷射光束沿著實際焊縫移動，或即時修正原先設定的加工路徑。

即使在高速製程或複雜元件幾何形狀的條件下，也能有效降低焊縫偏移、接合不完整及不良品的風險。

針對接合處的光學偵測，目前有兩種成熟的方法：利用灰階影像進行 2D 偵測，以及利用雷射線進行 3D 偵測，藉此分析接縫的幾何特徵。

Precitec 將這兩種方法整合於單一感測器中，使系統能夠同時生成焊縫幾何形狀的精確 3D 輪廓，以及工件表面的高解析度 2D 灰階影像。如此便可綜合評估實際焊縫位置、幾何形狀及可見特徵，即使面對複雜的元件表面或嚴苛的工業環境，也能可靠運作。

這項技術為靈活處理不同的焊縫幾何形狀、元件公差及接合條件奠定基礎，並確保雷射光束能可靠地沿著實際接合位置移動。

在焊接製程開始前或進行期間，系統會偵測接合處的實際位置。這些位置資料可作為精準調整雷射光束、加工頭位置或掃描路徑的依據。

在製程進行期間，系統可持續追蹤已辨識的焊縫位置。因此，即使存在元件公差、幾何形狀變化或動態位移，雷射光束仍能精準對準實際接合位置。

其結果是可重複的焊縫品質、更少的返工，以及更高的製程可靠性，尤其適用於同時要求高速、高品質及多樣化元件加工的應用。

根據應用需求，焊縫追蹤可應用於傳統機器人輔助焊接製程、基於掃描器的遠端雷射焊接製程，或自適應焊接系統中。關鍵在於可靠辨識實際接合位置，並使焊接製程精準對準該位置。

在遠端雷射焊接製程中，快速且精準的光束引導尤其重要。對於複雜元件或不斷變化的接合條件，焊縫追蹤還可與製程監控、品質評估或自適應控制相結合。在使用填充焊絲的應用中，焊縫與間隙資訊亦可協助依據實際接合條件調整送絲量。