激光焊接——完美契合工业 4.0 的工艺

来源:国际工业激光商情

发布时间:2020年3月6日上午 09:03:59

——访 Abicor Binzel USA 宾采尔美国激光集团大客户经理 Jason Woolley
 
Abicor Binzel USA 宾采尔美国激光集团大客户经理 Jason Woolley
 
历代以来,技术革命一直在不停重塑着制造业的生产历史。18世纪后期,第一次工业革命给世界带来了纺织工业的机械化和蒸汽机,随后的150年里,装配线的发明被推颂至今,制造业科技的变化不仅使生产速大幅提高,而且也带来了劳动力与工作流程的全新变化。二战之后,随着计算机科技的发展,计算机也越来越多地参与到工作进程之中,带来了第三次科技革命。
 
如今的劳动力情况没有什么不同,现在正面临着名为“工业4.0”的技术革命,代表了制造业发生的第四次有记录的革新。工业4.0将通过新的数字化技术为生产运营和劳动力需求带来新的变化。
 
第三次科技革命之后出现了采用计算机和自动化的工厂,而工业4.0将通过以数据和机器学习为动力的智能和自动化系统增强这些体系,从而使第三次科技革命的成果更进一步。尽管工业4.0带来的技术冲击可能不如前代那么多,但是却依然对行业产生了深远的影响,计算机之间如何相互连接,无需人工干预情况下如何来使通信快速做出最终决策?这些可能是工业4.0中最大的问题。而网络物理系统,物联网(IoT)和系统互联网成果的应用,则使“智能工厂”成为现实。随着工厂机器的不断智能化,它们将继续获得更多数据的访问权,这将使工厂变得更高效、生产率更高、废品更少。最终,这些机器之间的通信以数字方式彼此连接,从而可以创建和共享信息,让工业4.0的真正威力显示出来。
 
为了让制造业能够真正地从工业4.0中获益,就应该朝着数字化平台转变。数字化可以从多角度影响到一个工厂的运营情况,常见的应用有:
 
先进的自动化和机器人技术
人工智能和机器学习
云计算
物联网或连接的设备
智能实时数据传感器
3D打印和数字制造介质
数据采集,软件分析和处理
移动技术和平台
智能车辆和运输
实时数据处理与通讯
 
尽管许多行业对其中一些技术的概念还处于探索过程中,但制造商似乎已准备好真正拥抱工业4.0。为适应这种变化,首先要采取一项可充分解决可用的技术和选项,并同时可以审查维护智能工厂所需的新技能和新人员(例如软件界面设计师,数字创新经理,数据科学家等)的战略。此外,对上述技术的采购和实施、新数据录用以及人员培训,还必须有一个详细的计划。
 
激光焊接变得“智能”
 
随着制造商拥抱新技术时代并开始战略评估,他们发现把数字化技术引入激光焊接工艺中是工业4.0的成功领域之一。成功的激光焊接取决于对工艺参数及其要求的仔细琢磨。例如,在用激光束加热金属板时,需要了解工件的预期温度是否升高,因为温度升高会影响焊缝的几何形状、焊接速度、气体流速、工件硬度和微观结构。
 
许多过程参数在激光焊接应用中起作用,从历史上看,知识渊博的工厂工人手中拥有大量的成功经验,所以可以在整个焊接过程中手动确定并做出决定。某种程度上来说,由于工业4.0的革命的原因,激光焊接技术变得更加智能,从而使焊接质量确定过程变得更加容易。
 
宾采尔远程激光焊接(RLW-A),即使用一种自适应技术,RLW-A使用接头识别和光学接缝跟踪来减少处理时间,无需焊丝便可以填满间隙,且适用于具有三维轮廓工件的加工。
 
利用数据飞跃未来
 
工业4.0时代,制造业将严重依赖数据分析,复杂的算法,智能,灵活的零件流程,互联的生产线和机器,因此唯一需要考虑的就是制造工具本身。作为一种快速而灵活的技术,激光焊接是数字化技术的先驱,如今工厂车间正在迅速变化,并逐渐适应这些新技术。工厂将不再依赖机械工具站,而是使用可编程激光焊接站来填充底板。这些建立在数据之上站点具有相互通信的能力,来适应它们遇到的各种数据集和参数。
 
 
为了保持竞争优势,制造商正在拥抱这些新技术,从而确保其产品以破纪录的时间流出生产线,并降低废品率。焊接电源,软件,和工人之间的互联互通,使这一切成为可能。在焊接过程中访问的数据可确保实时做出决策,从而快速做出反应来提供更好的输出。激光焊接涉及动态电源,自动化设备,高度专业的数据收集和存储系统,以及能够将信息立即馈送到各种平台的焊接监控软件。所有这些都集成在一起,从而给制造工人提供整个焊接过程的完整概况。
 
实际上,工业4.0正带领许多制造业工厂走向未来,并带来提高生产效率的机会。集成的过程中同时使用摄像头和传感器,基于实时数据和技术的监测,能够帮助各种规模的制造商迈向工业4.0未来。
 
铺平前进的道路
 
工业4.0可能仍在发展。然而,已经采用工业4.0技术的公司们开始意识到了工业4.0的潜力,包括让制造商有机会了解需要注意的事项以及如何最大程度地汲取教训,从而快速有效地优化运营。
 
上世纪六十年代激光被发明时,许多人都不知道这种发明会带来什么样的应用。但从那时起,激光已被不断证明在全球各个行业的应用中发挥了重要作用。激光焊接与工业4.0中实现的技术的自然吻合,仅仅是激光焊接的灵活性和适应性的又一个例子。
 
工业4.0确实为未来的智能工厂铺平了道路。随着我们不断发现和探索这项新革命的优势,制造商将越来越需要采用工具和技术,从而在这种环境下保持敏捷和竞争力。
 
虽然我们的确不确定随着智能工厂的发展会出现哪些额外的要求,但是很明显,激光系统是拥抱未来的一个好方法之一。
 
 
 

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