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Familia de software TIANYI Core

La construcción de un modelo de fábrica de soldadura del futuro que incorpore "un gemelo digital como espejo, un algoritmo de IA como cerebro y equipos inteligentes como manos", no solo aborda los puntos débiles de la soldadura tradicional, sino que también logra múltiples avances en la eficiencia de la producción, la calidad y la atención humanística a través de la innovación tecnológica, proporcionando una vía práctica y replicable para la implementación de la fabricación inteligente.

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Solución integral para fábricas de soldadura con IA

Los talleres de soldadura tradicionales llevan mucho tiempo lidiando con problemas persistentes, como entornos laborales deficientes, alta intensidad de trabajo físico, riesgos significativos para la salud y una eficiencia y calidad inconsistentes. Con el objetivo de lograr la automatización completa, operaciones no tripuladas y control inteligente, la Fábrica de Soldadura Smart Lighthouse construye líneas de producción de soldadura con estándares de "fábrica oscura". Al aprovechar tecnologías como gemelos digitales, IA y sensores inteligentes, libera a los trabajadores de entornos operativos peligrosos, al tiempo que logra una mejora integral en eficiencia, calidad y gestión, estableciendo así un nuevo referente para la fabricación inteligente.

Arquitectura técnica central: Siete estaciones de trabajo inteligentes

Centrado en operaciones digitales y control inteligente, abarca un proceso completo de circuito cerrado que va desde el diseño hasta la inspección, con siete secciones de trabajo principales que operan en perfecta colaboración.

  • 1. Monitoreo y control remoto del gemelo digital

    • Construir una réplica virtual a escala 1:1 de la línea de producción, sincronizando en tiempo real los equipos, el progreso y los datos ambientales.
    • Supervisión, despacho y emisión de órdenes a distancia desde la oficina, sin necesidad de entrar al taller.

  • 2. Diseño de procesos de simulación digital

    • Simulación termodinámica/de elementos finitos, ensayo de soldadura virtual, predicción temprana de la profundidad de penetración y la deformación.
    • Reemplazar el método empírico de ensayo y error, obtener rápidamente el proceso óptimo, reducir los costos de las pruebas de soldadura.

  • 3. Detección inteligente y modelado 3D

    • Escaneo de alta precisión mediante láser lineal y visión 3D, generando datos de nube de puntos de la pieza de trabajo.
    • Extrae automáticamente características geométricas, huecos y biseles, y planifica con precisión la trayectoria de soldadura.

  • 4. Generación y distribución de procesos inteligentes mediante IA

    • El aprendizaje automático entrena el modelo de toma de decisiones del proceso, ajustando automáticamente los parámetros de material/espesor/bisel.
    • Suministro de energía y alimentación al robot con un solo clic, logrando una adaptación inteligente del proceso.

  • 5. Corrección dinámica y control de procesos

    • Detección en línea en tiempo real de baño de fusión, luz de arco y arco
    • Soldadura durante el ajuste, control de bucle cerrado, visualización de sincronización de gemelos digitales, trazabilidad completa en todo momento.

  • 6. Eliminación inteligente del estrés

    • Tratamiento térmico automatizado / envejecimiento por vibración, procesamiento automático después de la soldadura
    • Basado en datos de simulación, parámetros preestablecidos, sin intervención durante todo el proceso.

  • 7. Detección dimensional completa y trazabilidad de la calidad

    • Detección de defectos multidimensional mediante ultrasonidos, rayos X y visión.
    • Los datos están vinculados, forman un archivo de calidad completo y son rastreables a lo largo de todo el ciclo de vida.

Seguimiento de cordones de soldadura

Visión láser inteligente, posicionamiento preciso de la costura y soluciones de soldadura automatizadas: aprovechando la visión artificial y la triangulación láser, este sistema logra el reconocimiento automatizado de la costura, la planificación de la trayectoria y el seguimiento en tiempo real, resolviendo así problemas críticos de la industria como la baja precisión, la escasa eficiencia y la insuficiente estabilidad inherentes a los procesos de soldadura tradicionales.

Descripción técnica | El núcleo de la soldadura en la fabricación inteligente

Técnicamente, el seguimiento de la costura de soldadura es una tecnología inteligente de asistencia a la soldadura basada en visión artificial. Mediante sensores que escanean la ubicación de la costura, planifica automáticamente la trayectoria de soldadura, asegurando que la antorcha permanezca alineada con precisión con dicha trayectoria. Se trata de una tecnología de apoyo fundamental para la automatización de la soldadura industrial.

  • Ventajas tecnológicas clave

    • Posicionamiento de alta precisión: precisión de guiado de ±0,5 mm
    • Procesamiento de alta velocidad: Procesamiento de un solo fotograma en 50–100 ms.
    • Respuesta rápida: Tiempo de respuesta del sistema inferior a 500 ms.
    • Gran adaptabilidad: compatible con múltiples materiales y métodos de soldadura.

  • Problemas comunes en la soldadura tradicional

    • La enseñanza manual es ineficiente y requiere mucho tiempo de programación.
    • Los errores en el montaje de las piezas provocan desalineación en la soldadura.
    • La deformación térmica compromete la estabilidad de la calidad de la soldadura.
    • Las soldaduras complejas son difíciles de automatizar.

Algoritmos básicos | Reconocimiento y calibración precisos

Flujo de trabajo del algoritmo de procesamiento de imágenes: Preprocesamiento de la imagen → Extracción del centro de la franja láser → Cálculo del punto característico de la soldadura → Seguimiento de la soldadura en tiempo real.
    Ventajas algorítmicas:
    • Maduro y estable; alta velocidad de cálculo
    • No se requieren datos de entrenamiento; funcionalidad plug-and-play.
    • Bajo consumo de recursos; adecuado para sistemas embebidos
    • Alta interpretabilidad; facilita la depuración.
     
    Sistema de calibración mano-ojo:
    • Cadena de coordenadas: Coordenadas de la imagen → Coordenadas de la cámara → Coordenadas de la base del robot
    • Dos configuraciones de montaje: Ojo en la mano / Ojo a mano
    • Precisión de calibración: Error de reproyección < 0,5 mm

Robot de soldadura sin necesidad de aprendizaje

Gracias a la visión 3D y a algoritmos inteligentes, este sistema permite una soldadura de alta precisión, totalmente automatizada y sin necesidad de programación previa para piezas de trabajo ultralargas y componentes acanalados, lo que reduce significativamente los costes de programación manual.

Sistema inteligente de soldadura robótica

Programación sin aprendizaje | Detección inteligente de costuras guiada por visión | Simulación de gemelo digital | Operación con un solo toque

  • Programación y simulación fuera de línea

    Planificación de trayectorias de herramientas, simulación de procesos y previsualización de gemelos digitales.

  • Sistema de control de soldadura robótica

    Control de autobuses, algoritmos en tiempo real, coordinación multieje

  • Módulo de guía de visión 3D

    Posicionamiento inicial + Rastreador de costura láser + Cámara de escaneo lineal

Fortalezas principales

Inteligencia de sistemas

  • • Gemelo digital: El primer gemelo digital de soldadura del país, que permite la simulación y el ensayo de todo el proceso.
    • Funcionamiento con un solo toque: Extracción de cordones de soldadura, ajuste de parámetros de proceso y planificación de trayectorias con un solo clic.
    • Visión e inteligencia integradas: Posicionamiento visual automático y modelado inverso sin necesidad de planos.
    • Calibración automatizada: Calibración rápida con un solo toque para restaurar la precisión del robot.

Aprendizaje y uso simplificados

  • • Apto para principiantes: Los algoritmos sustituyen la programación manual; no se requieren conocimientos especializados.
    • Biblioteca de procesos expertos integrada: Ajusta automáticamente los parámetros para garantizar una calidad de soldadura estable.

Digitalización de la producción

  • • Conectividad en la nube: Monitorización multidispositivo, mapeo remoto, gestión móvil.
    • Pantalla inteligente: Adquisición del estado del dispositivo en tiempo real, visualización de datos.

Programación fuera de línea y gemelo digital

Desarrollo, aplicación y optimización de tecnologías de VC, Simufact Welding, Ignition SCADA e IA; programación fuera de línea, puesta en marcha virtual, gemelos digitales, simulación de procesos de soldadura y aplicaciones inteligentes; optimización de la integración de equipos multimarca y sistemas de visión; construcción de una biblioteca de procesos WPS inteligente; y establecimiento de capacidades de servicio de fabricación inteligente de extremo a extremo.

    • Programación fuera de línea: Adaptación eficiente, optimización inteligente.

      Optimizar el programa de posprocesamiento de VC para garantizar la compatibilidad con diversas marcas de equipos, eliminando así las barreras entre ellos. Desarrollar un módulo de programación de VC multiplataforma que integre los parámetros WPS de Simufact Welding y aproveche la tecnología de IA para recomendar rutas de programación optimizadas. Establecer una biblioteca de procesos WPS inteligente para facilitar la vinculación eficiente entre la programación y los parámetros del proceso, mejorando así la eficiencia y la precisión de la programación.

    • Puesta en marcha virtual: Reduzca costes, aumente la eficiencia y estandarice la entrega.

      Simule el funcionamiento colaborativo de equipos multimarca en una plataforma de puesta en marcha virtual para validar los programas de los robots y la lógica de interacción de los sensores. Integre la IA para optimizar el flujo de trabajo de depuración, reduciendo significativamente el tiempo de puesta en marcha in situ y los costes de entrega del proyecto. Establezca un proceso de puesta en marcha virtual estandarizado para garantizar la calidad de la entrega del proyecto y mejorar la satisfacción del cliente.

    • Simulación del proceso de soldadura: predicción precisa, optimización científica.

      Simufact Welding permite simular con precisión una amplia gama de escenarios de soldadura, incluyendo soldadura por arco, soldadura por puntos y soldadura láser. Mediante la integración de modelos de aprendizaje automático con IA, se optimizan las secuencias de soldadura, el aporte térmico y las estrategias de sujeción, prediciendo con antelación la deformación y las tensiones residuales. Se generan parámetros WPS estandarizados y se sincronicen con una biblioteca de procesos WPS inteligente, lo que permite la reutilización y optimización de los parámetros del proceso.

    • Gemelo digital: monitorización en tiempo real y toma de decisiones inteligente.

      Mediante la integración de Ignition SCADA con tecnología de IA, se crea un modelo digital gemelo para toda la línea de producción, que incorpora datos de simulación del proceso de soldadura. Se logra la monitorización en tiempo real de la línea de producción, la predicción de fallos basada en IA y la toma de decisiones para la optimización, lo que mejora la estabilidad de la producción. Se amplían las aplicaciones, como la optimización colaborativa entre dispositivos, la asistencia remota al cliente y el mantenimiento predictivo, lo que permite a las empresas alcanzar una producción ajustada.

    • Integración de la tecnología de IA: Potenciando todo el proceso y mejorando el nivel de inteligencia.

      Desarrollar modelos de IA, como aprendizaje automático y aprendizaje profundo, para optimizar los parámetros de soldadura de Simufact, las rutas de programación de VC y la eficiencia del análisis de datos de Ignition. Crear una biblioteca de procesos WPS basada en IA para lograr recomendaciones de parámetros inteligentes, ajustes adaptativos y aprendizaje iterativo a partir de datos históricos. Fortalecer la capacidad predictiva de los gemelos digitales, con una precisión de predicción de fallas que alcanza el 90%, reduciendo así las tasas de fallas de los equipos.

    • Servicio integral: desde la implementación hasta el empoderamiento, soporte completo.

      Implementación de proyectos: Responsable de la aplicación integral de tecnologías clave en el diseño, programación y verificación de simulación de líneas de producción, cumpliendo con los requisitos personalizados del cliente. Soporte de capacitación: Proporcionar capacitación en tecnologías clave para empleados internos y ofrecer servicios de integración de sistemas, optimización de soldadura e inteligencia artificial a los clientes. Cooperación de mercado: Colaborar estrechamente con fabricantes líderes del sector y comunidades técnicas, realizar un seguimiento de las tendencias del mercado y formular estrategias de fabricación inteligentes.

Monitoreo en línea de piscinas fundidas

Mediante la captura de imágenes del baño de soldadura en tiempo real utilizando cámaras de alta velocidad, e integrando algoritmos de aprendizaje profundo, logramos una extracción precisa de las características del baño de soldadura, una predicción inteligente de la calidad de la soldadura y una intervención proactiva en el proceso de soldadura, elevando así de forma integral los niveles de automatización e inteligencia de la soldadura.

Monitorización en tiempo real | Aprendizaje profundo | Fusión multimodal | Alerta de defectos | Transmisión remota

  • Ventajas tecnológicas clave:

    1. Reconocimiento inteligente basado en aprendizaje profundo: Arquitectura CNN mejorada para la identificación precisa del estado de penetración de la soldadura.
    2. Fusión de datos multimodales: Integración de datos de imagen, audio y temperatura para obtener predicciones de alta precisión.
    3. Adquisición de datos de alta velocidad (30 fps): Captura los cambios transitorios en el baño de soldadura con imágenes claras y estables.
    4. Optimización inteligente de parámetros: Genera automáticamente la configuración óptima para el procesamiento de imágenes.
    5. Mecanismo de alerta de tres niveles: Alertas audiovisuales → Corrección de parámetros → Apagado de emergencia.
    6. Transmisión remota de datos: Carga de datos en tiempo real a través de WebSocket, lo que permite la monitorización basada en la nube.

  • Módulos de funciones principales:

    1. Inicialización del sistema: Configuración integral de cámaras, sensores, módulos de comunicación y parámetros de proceso.
    2. Control de Adquisición: Adquisición dinámica de datos, estadísticas de área y selección óptima de fotogramas.
    3. Gestión de recetas de procesos: Guardado de parámetros, recuperación rápida y gestión de lotes.
    4. Inspección mediante aprendizaje profundo: Segmentación, anotación e inferencia de modelos automatizadas.
    5. Preaviso inteligente de defectos: Identificación en tiempo real de cinco categorías principales de defectos de soldadura.
    6. Transmisión remota de datos: Carga de imágenes y parámetros de proceso en tiempo real.

Parámetros de monitorización en tiempo real

Geometría del baño de soldadura: longitud, anchura, área, perímetro, relación de aspecto, coordenadas; Estado de la soldadura: longitud del alambre saliente, diámetro del alambre, posición del punto del arco, ángulo de avance; Percepción ambiental: temperatura del baño de soldadura, sonido de la soldadura, estado operativo
Reconocimiento de defectos de soldadura
Tipo de defecto
    
Estoma
 Burbujas en el baño de soldadura / Interrupción del gas / Pegado del alambre
Alarma sonora y visual de nivel 1
Soldadura defectuosa
 Alambre de soldadura anormal, soldadura intermitente
Alarma sonora y visual de nivel 2
Vender a menor precio que
Corriente excesiva, velocidad inestable
Alarma sonora y visual de nivel 2
Desalineación de soldadura
Desplazamiento del cordón de soldadura, desplazamiento de la pieza de trabajo
Alarma sonora y visual de nivel 2
Falta de fusión
Bordes borrosos, campo de temperatura asimétrico
Alarma sonora y visual de nivel 3

Valor de la aplicación

  • • Visualización, digitalización e inteligencia artificial de todo el proceso de soldadura.
    • Predecir la calidad con antelación, intervenir de forma proactiva y reducir la tasa de desperdicio.
    • Sustituye la inspección manual; ofrece alta precisión, alta eficiencia y cero errores.
    • Acumular grandes cantidades de datos de soldadura para respaldar la optimización del proceso.
    • Compatible con líneas de producción automatizadas, satisfaciendo las exigencias de la fabricación de alta gama.

Inspección de soldadura

El sistema de inspección de la calidad de la superficie de soldadura, basado en visión 3D de luz estructurada lineal e integrado con escaneo robótico automatizado, permite la detección inteligente, de alta precisión y sin contacto de defectos de soldadura de principio a fin. Proporciona soluciones de control de calidad estables y fiables para aplicaciones de soldadura en sectores como componentes de automoción, estructuras de acero y envolventes para energías renovables.

 
Proceso de prueba: Mediante la triangulación de luz estructurada lineal, el sistema adquiere una nube de puntos del contorno de la pieza a través de sensores; mediante la unión de imágenes y el análisis algorítmico, evalúa automáticamente la calidad de la soldadura.

Proceso de prueba

  • Escaneo a velocidad constante

    El robot lleva un sensor y escanea a lo largo de la soldadura a una velocidad constante.

  • Unión de imágenes

    Adquiera nubes de puntos de contorno de múltiples fotogramas y únalas para formar una imagen.

  • Segmentación automática de regiones de soldadura

    Ajusta el metal base y los perfiles de soldadura, y segmenta automáticamente la zona de soldadura.

  • Identificar y clasificar los defectos

    Comparar los modelos de defectos para identificar y clasificar los defectos.

Principales ventajas de la solución:
  • • Inspección de alta precisión: Precisión de posicionamiento repetible de ±0,1 mm, lo que permite la identificación precisa de defectos minúsculos.
    • Cobertura integral de defectos: Capaz de detectar defectos estándar como longitud, anchura y altura de la soldadura, así como perforaciones, desviaciones de la soldadura, porosidad, socavaduras y soldaduras intermitentes.
    • Adaptabilidad flexible: Admite diversos procesos de soldadura, incluyendo soldadura MIG/MAG y soldadura láser.
    • Estable y resistente a las interferencias: Optimizado para entornos industriales; incorpora una solución integrada de protección contra la luz para mitigar eficazmente el impacto de la luz ambiental intensa.
    • Trazabilidad de los datos: Los resultados de la inspección están vinculados directamente a piezas de trabajo específicas, integrándose con los sistemas MES para permitir el control integral del proceso.