Trong quá trình tự động hóa công đoạn hàn, Robot hàn thường thực hiện đường hàn dựa trên chương trình đã được lập trình sẵn. Tuy nhiên, trong sản xuất thực tế, vị trí của phôi và mối hàn không phải lúc nào cũng đồng nhất. Sai số gá đặt, sai lệch kích thước, khe hở giữa các chi tiết hoặc biến dạng trong quá trình hàn có thể khiến đường hàn thực tế lệch khỏi quỹ đạo đã lập trình.
Khi đó, nếu Robot chỉ di chuyển theo một đường cố định, mỏ hàn có thể không còn nằm chính xác trên mối nối, ảnh hưởng đến chất lượng và độ ổn định của mối hàn.
Cảm biến dò đường hàn Seam Tracking là một trong những giải pháp được sử dụng để giúp Robot nhận biết vị trí thực tế của đường hàn và điều chỉnh quỹ đạo trong quá trình làm việc. Đặc biệt hữu ích đối với những sản phẩm có sai lệch nhất định giữa các lần gá hoặc khó đảm bảo vị trí mối hàn hoàn toàn đồng nhất.
Vậy Seam Tracking hoạt động như thế nào và khi nào Robot hàn nên sử dụng công nghệ này?
Seam Tracking là gì?
Seam Tracking hay công nghệ dò đường hàn/bám đường hàn là giải pháp sử dụng cảm biến kết hợp với hệ thống điều khiển để xác định vị trí thực tế của mối nối trong quá trình Robot hàn làm việc.
Với Robot hàn thông thường, mỏ hàn được điều khiển theo quỹ đạo đã lập trình. Nếu phôi sau khi gá bị lệch so với vị trí ban đầu, Robot vẫn có thể tiếp tục thực hiện đường đi cũ. Ví dụ, chương trình được lập trình để mỏ hàn đi đúng theo đường tâm của một mối nối. Nhưng khi đưa sản phẩm mới vào gá, đường nối bị dịch chuyển vài milimet do sai số lắp ráp hoặc định vị. Lúc này, nếu không có giải pháp dò đường hàn, mỏ hàn có thể bị lệch khỏi vị trí tối ưu.
Với Seam Tracking, cảm biến sẽ theo dõi khu vực mối nối, phát hiện sự sai lệch và truyền dữ liệu đến hệ thống điều khiển để Robot điều chỉnh chuyển động trong phạm vi cho phép.
Có thể hiểu:
- Robot hàn thông thường: Lập trình → Robot di chuyển theo quỹ đạo cố định → Hàn.
- Robot hàn có Seam Tracking: Lập trình → Cảm biến phát hiện mối hàn → Xác định sai lệch → Điều chỉnh quỹ đạo → Hàn.
Cảm biến dò đường hàn – Camera quét đường hàn Robot MEV BCW600P
Cảm biến Seam Tracking hoạt động như thế nào?
Phát hiện mối nối → xác định vị trí thực tế → tính toán sai lệch → truyền dữ liệu → Robot điều chỉnh quỹ đạo.
Cảm biến được bố trí trên cụm đầu hàn để theo dõi đường nối phía trước hoặc khu vực mối hàn. Khi phát hiện vị trí mối nối thay đổi, hệ thống điều khiển sẽ xử lý dữ liệu và đưa ra tín hiệu hiệu chỉnh cho Robot.
Video robot thực hiện quét xác định đường hàn trước khi hàn
Một số công nghệ có thể được sử dụng trong Seam Tracking gồm:
Cảm biến laser/quang học
Cảm biến laser có thể quét biên dạng khu vực mối nối và xác định vị trí tương đối của đường hàn. Đây là giải pháp được quan tâm trong các hệ thống Robot hàn tự động nhờ khả năng phát hiện mà không cần tiếp xúc trực tiếp với phôi.
Cảm biến tiếp xúc
Một số hệ thống sử dụng đầu dò tiếp xúc để xác định vị trí của chi tiết. Phương pháp này có thể phù hợp với một số ứng dụng cụ thể tùy theo hình dạng sản phẩm và yêu cầu hàn.
Camera và hệ thống thị giác
Camera hoặc hệ thống vision cũng có thể được sử dụng để nhận dạng vị trí, hình dạng sản phẩm và hỗ trợ quá trình tự động hóa. Tuy nhiên, cần lựa chọn công nghệ dựa trên yêu cầu thực tế thay vì mặc định mọi hệ thống camera đều là Seam Tracking.
Vai trò của Seam Tracking trong sản xuất
Công nghệ dò đường hàn có thể hỗ trợ Robot xử lý một số dạng sai lệch thường gặp.
| Vấn đề trong sản xuất | Seam Tracking hỗ trợ |
| Phôi bị lệch vị trí sau khi gá | Phát hiện và hỗ trợ bù sai lệch |
| Sai số lắp ráp giữa các chi tiết | Theo dõi vị trí thực tế của mối nối |
| Khe hở mối hàn thay đổi | Hỗ trợ Robot thích ứng với sự thay đổi |
| Đường hàn dài | Duy trì khả năng bám theo đường hàn |
| Phôi bị biến dạng | Hỗ trợ điều chỉnh quỹ đạo trong phạm vi cho phép |
Điều này đặc biệt có ý nghĩa khi doanh nghiệp sản xuất hàng loạt nhưng không thể đảm bảo vị trí mối hàn giống nhau tuyệt đối sau mỗi lần gá.
Thay vì phải liên tục chỉnh sửa chương trình Robot cho từng sản phẩm, Seam Tracking có thể giúp hệ thống thích ứng tốt hơn với những sai lệch nằm trong phạm vi hoạt động của cảm biến.
Khi nào Robot hàn nên sử dụng Seam Tracking?
Không phải mọi hệ thống Robot hàn đều cần trang bị cảm biến dò đường hàn. Việc lựa chọn cần dựa trên đặc điểm sản phẩm và quy trình sản xuất.
Phôi có sai lệch giữa các lần gá
Nếu vị trí mối hàn thay đổi đáng kể giữa các lần đưa phôi vào đồ gá, Seam Tracking có thể giúp Robot thích ứng tốt hơn.
Sản phẩm có kích thước lớn
Các cấu kiện lớn thường khó duy trì vị trí hoàn toàn đồng nhất trên toàn bộ chiều dài, đặc biệt khi có nhiều công đoạn gia công và lắp ráp trước khi hàn.
Đường hàn dài hoặc phức tạp
Sai lệch nhỏ có thể xuất hiện ở nhiều vị trí khác nhau trên đường hàn. Trong trường hợp phù hợp, việc theo dõi liên tục giúp Robot bám đường tốt hơn.
Khe hở mối hàn thay đổi
Khi khoảng cách giữa các chi tiết không đồng đều, vị trí thực tế của mối nối có thể thay đổi theo từng khu vực.
Yêu cầu cao về tính ổn định
Với những dây chuyền sản xuất lặp lại, khả năng duy trì vị trí mỏ hàn ổn định là yếu tố quan trọng để kiểm soát chất lượng.
Seam Tracking có thay thế được đồ gá chính xác không?
Không. Seam Tracking có nhiệm vụ hỗ trợ Robot nhận biết và bù một phần sai lệch của đường hàn, chứ không biến một phôi có sai số lớn thành một phôi hoàn toàn chính xác.
Đồ gá vẫn cần đảm bảo khả năng định vị và giữ sản phẩm ổn định trong quá trình hàn. Nếu phôi bị dịch chuyển quá lớn, biến dạng nghiêm trọng hoặc đường hàn nằm ngoài phạm vi nhận biết của cảm biến, Seam Tracking cũng không thể xử lý toàn bộ vấn đề.
Một hệ thống Robot hàn hiệu quả cần được thiết kế đồng bộ giữa: Robot + đồ gá + nguồn hàn + cảm biến + bộ điều khiển + phôi.
Vì vậy, Seam Tracking nên được xem là một phần của giải pháp tự động hóa, không phải thiết bị thay thế cho đồ gá.
Seam Tracking kết hợp với Robot hàn và gá lật như thế nào?
Đối với những sản phẩm có nhiều mặt hoặc nhiều vị trí cần hàn, Robot có thể được kết hợp với gá lật/bộ định vị phôi (Positioner).
Trong hệ thống này, mỗi thiết bị đảm nhiệm một vai trò khác nhau:
- Đồ gá: Cố định sản phẩm.
- Gá lật/Positioner: Thay đổi góc độ phôi, đưa vị trí cần hàn về góc thuận lợi.
- Seam Tracking: Theo dõi vị trí thực tế của đường hàn.
- Robot: Điều khiển mỏ hàn và thực hiện đường hàn.
Đây là cấu hình phù hợp để xem xét với những sản phẩm có nhiều vị trí hàn hoặc có sai lệch nhất định giữa các lần gá.
→ Xem thêm: chi tiết Robot hàn tự động kết hợp gá lật phôi
Seam Tracking trên Robot hàn Gantry (cổng hàn tự động) có gì khác?
Với những cấu kiện có kích thước lớn, Robot hàn Gantry có thể được sử dụng để mở rộng phạm vi hoạt động của Robot.
Gantry đảm nhiệm việc đưa Robot đến các khu vực khác nhau trên phôi, trong khi Seam Tracking hỗ trợ xác định vị trí thực tế của đường hàn.
Một hệ thống có thể hoạt động theo nguyên lý:
- Gantry → đưa Robot đến khu vực cần hàn
- Robot → điều khiển hướng và tư thế mỏ hàn
- Seam Tracking → phát hiện sai lệch đường hàn
- Bộ điều khiển → hiệu chỉnh chuyển động
Đặc biệt phù hợp với các cấu kiện lớn, đường hàn dài hoặc những sản phẩm khó đảm bảo vị trí mối nối đồng nhất trên toàn bộ phạm vi làm việc.
→ Xem thêm: Hệ thống Cổng hàn Robot hàn tự động
Lợi ích khi tích hợp Seam Tracking cho Robot hàn
Tùy từng ứng dụng, việc tích hợp cảm biến dò đường hàn có thể mang lại một số lợi ích:
- Hỗ trợ xử lý sai lệch vị trí phôi giữa các lần gá.
- Duy trì vị trí mỏ hàn ổn định hơn trong quá trình làm việc.
- Giảm nhu cầu hiệu chỉnh chương trình khi xuất hiện những sai lệch nhỏ.
- Hỗ trợ kiểm soát chất lượng đường hàn ổn định hơn.
- Mở rộng khả năng tự động hóa đối với những sản phẩm khó đảm bảo độ chính xác tuyệt đối.
Những yếu tố cần xem xét khi lựa chọn Seam Tracking
Trước khi tích hợp cảm biến dò đường hàn, cần đánh giá:
- Loại mối hàn: Hình dạng và vị trí mối nối ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng nhận biết của cảm biến.
- Vật liệu và bề mặt phôi: Đặc điểm bề mặt, độ phản xạ và điều kiện môi trường có thể ảnh hưởng đến cảm biến quang học hoặc laser.
- Mức độ sai lệch: Cần xác định phôi thường lệch bao nhiêu và sai lệch theo phương nào.
- Tốc độ hàn: Cảm biến và hệ thống điều khiển phải đáp ứng được tốc độ làm việc của Robot.
- Vị trí lắp cảm biến: Khoảng cách giữa cảm biến, mỏ hàn và phôi cần được tính toán phù hợp.
- Khả năng tích hợp: Cảm biến phải tương thích với Robot, bộ điều khiển và phần mềm của hệ thống.
MEV tư vấn giải pháp Robot hàn tích hợp Seam Tracking
Mỗi sản phẩm có đặc điểm mối hàn và mức độ sai lệch khác nhau. MEV có thể dựa trên bản vẽ, hình ảnh sản phẩm, vị trí mối hàn và yêu cầu sản xuất để tư vấn phương án tự động hóa phù hợp.
Quy trình:
Tiếp nhận thông tin sản phẩm → phân tích mối hàn → đánh giá sai lệch → lựa chọn cảm biến → tích hợp Robot → lập trình và chạy thử.
Tùy theo yêu cầu sản xuất, hệ thống tự động hóa có thể lựa chọn với Robot hàn, đồ gá, gá lật/Positioner, Gantry, cảm biến Seam Tracking và các thiết bị phụ trợ khác.
Kết luận
Cảm biến dò đường hàn Seam Tracking giúp phát hiện vị trí thực tế của mối nối và hỗ trợ Robot điều chỉnh quỹ đạo hàn. Phù hợp khi sản phẩm có sai số gá đặt, đường hàn dài, khe hở thay đổi hoặc yêu cầu cao về tính ổn định.
Để đạt hiệu quả cao, cần lựa chọn đồng bộ Robot, cảm biến, đồ gá, nguồn hàn và hệ thống điều khiển dựa trên sản phẩm thực tế.
Nếu Quý khách hàng đang muốn tìm hiểu giải pháp Robot hàn, Seam Tracking hãy liên hệ với MEV để được tư vấn phương án phù hợp. Hotline: 0971 340 668.
