Senzor de urmărire a cusăturii cu laser pentru turbine eoliene

Contați pe senzorii noștri de sudură de urmărire a cusăturilor cu laser dacă doriți să vă actualizați procesul de sudare automatizat, să creșteți calitatea produselor dvs. sudate, să îmbunătățiți eficiența sudării și să reduceți orice costuri, riscuri sau deșeuri inutile.

În astfel de termeni macroscopici, poate părea ușor absurd să pretindem că o tehnologie atât de specializată precum urmărirea cusăturilor cu laser are un rol semnificativ de jucat, există beneficii semnificative disponibile dacă tehnologia este exploatată pe deplin. În timp ce urmărirea cusăturilor cu laser poate să nu fie motorul principal în economisirea energiei, aceasta permite alte progrese în sudare care abordează direct problema.

Instalațiile eoliene offshore sunt compuse în mare parte din senzori laser de urmărire a cusăturilor pentru structurile din oțel ale turbinelor eoliene. Producerea acestora în mod eficient este importantă pentru amprenta lor generală de carbon. Eficiența surselor de energie pentru sudarea cu arc a făcut deja un salt înainte odată cu înlocuirea unităților bazate pe transformatoare de frecvență de rețea cu invertoare de înaltă frecvență care utilizează tranzistoare de putere moderne și comenzi electronice de mare viteză. După ce sursa de alimentare în sine este mult mai eficientă, următorul pas și mai dificil este îmbunătățirea eficienței procesului de sudare.

Având în vedere că îmbinarea a două bucăți de metal împreună prin sudare implică topirea interfeței dintre ele pentru a permite formarea unei singure bălți topite și apoi solidificarea acesteia astfel încât două părți să devină una, atunci este implicată căldură în mod clar semnificativă. Zona de sudură trebuie încălzită peste punctul de topire, în jur de 1500 de grade pentru oțel, și apoi lăsată să se răcească înapoi la temperatura ambiantă, căldura radiind în mare parte către mediu. Orice modalitate de reducere a cantității de căldură utilizată nu este benefică numai în termeni generali de mediu, ci și în termeni specifici de sudare, de exemplu, prin reducerea distorsiunii.

În cazul în care două părți sunt unite împreună, atunci obiectivul ar putea fi acela de a minimiza aportul de căldură prin topirea numai a unor felii foarte subțiri din materialul de bază de ambele părți ale interfeței. Pentru a realiza acest lucru, aplicarea căldurii trebuie controlată cu precizie și este ușor de văzut cât de avansată este necesară detectarea poziției reale a articulației și controlul precis al livrării de căldură. Deci, în termeni generali, beneficiile sesizării poziției articulației sunt evidente.

Urmărirea cusăturii tactile
După cum sugerează și numele, senzorii tactili contactează fizic cordonul de sudură folosind o sondă de contact. Pe măsură ce poziția pistoletului se schimbă în raport cu piesa de prelucrat, sonda se îndoaie în direcția opusă, iar controlerul face ajustări pentru a readuce pistolul în poziția inițială. Sistemele tactile de urmărire a cusăturilor sunt cele mai potrivite pentru cusăturile de sudură cu geometrie mare, distinctă. Dacă cusătura de sudură este prea mică, sonda poate pierde contactul cu cusătura și poate îndepărta pistolul de sudură.
 

Prin lipirea cusăturii arcului
Sistemele de urmărire a cusăturilor prin arc utilizează feedback de la senzorii de tensiune, amperaj și viteza de alimentare a firului pentru a identifica modificările în poziția pistoletului. De exemplu, dacă sudam în jos centrul unei îmbinări filetate și începem să ne deplasăm într-o parte, distanța pistoletului până la lucru ar scădea, provocând o creștere a amperajului arcului (sudare cv). Pentru ca această metodă de lipire să funcționeze, pistolul de sudură trebuie să oscileze înainte și înapoi perpendicular pe cordonul de sudură. Procedând astfel, sistemul face în mod continuu o comparație a amperajului de sudare pe partea stângă și dreaptă a cordonului de sudură; între cele două vârfuri de amperaj trebuie să se afle centrul. Sistemele de urmărire prin arc sunt cele mai potrivite pentru cusăturile de sudură cu geometrie mare, distinctă, cum ar fi sudurile teșite mari și în filet.
 

Urmărirea cusăturilor cu viziune cu laser
Demonstrație de urmărire a cusăturilor cu viziune cu laser cu sistem de sudură pe coloană și braț Sistemele de urmărire a cusăturii cu viziune cu laser utilizează o panglică laser care se proiectează pe suprafața piesei creând o linie laser distinctă de-a lungul cusăturii de sudură. Linia laser este apoi vizualizată sub un unghi ușor folosind o cameră. Rezultatul este un profil de linie care se potrivește exact cu geometria cordonului de sudură. Un punct de referință este apoi creat pe profilul liniei și controlerul va face orice mișcări necesare pentru a menține acest punct de referință în aceeași poziție față de pistolul de sudură. Sistemele de viziune cu laser au o rezoluție foarte mare, permițându-le să urmărească în mod fiabil atât corturile de sudură mari, cât și mici.

Utilizarea senzorului de urmărire a cusăturilor cu laser pentru sudarea fasciculului de turbine eoliene cu manipulatoare robotizate se extinde către aplicații industriale mai largi, deoarece disponibilitatea sistemului crește cu costuri de capital reduse. În mod convențional, sudarea cu laser necesită o precizie ridicată de poziționare și cuplare. Datorită variabilității geometriei și poziționării piesei, precum și a deformării termice care poate apărea în timpul procesului, poziția și montarea îmbinării nu sunt întotdeauna acceptabile sau previzibile a priori dacă sunt utilizate dispozitive de fixare simple. Acest lucru face ca trecerea de la mediul virtual CAD/CAM la locul de producție real să nu fie banală, limitând aplicațiile în care pregătirile scurte ale pieselor sunt o necesitate, cum ar fi producțiile în loturi mici. Soluțiile care fac operațiunile de sudare cu laser fezabile pentru serii de producție cu toleranțe nestringente sunt necesare pentru a servi o gamă mai largă de aplicații industriale.

Astfel de soluții ar trebui să poată urmări senzorul de urmărire a cusăturii laser pentru turbinele eoliene, precum și să tolereze goluri variabile formate între piesele care trebuie îmbinate. În această lucrare, o corecție online pentru traiectoria robotului bazată pe un sistem de viziune coaxială în tonuri de gri cu iluminare externă și o strategie de balansare adaptivă este propusă ca mijloc de creștere a flexibilității generale a unei fabrici de producție.

Soluția dezvoltată a folosit două bucle de control: prima este capabilă să schimbe poziția robotului pentru a urma diferite traiectorii; al doilea, capabil să varieze amplitudinea oscilării circulare în funcție de golul format în sudurile cap la cap. Pentru a testa eficacitatea soluției, s-au folosit carcase demonstrative pentru suduri cap la cap cu oțel inoxidabil 301 cu complexitate crescută. Sistemul a fost testat cu succes pe tablă plană din oțel inoxidabil de 2 mm grosime, la o viteză maximă de sudare de 25 mm/s și a produs erori maxime de poziționare și orientare de rotire de 0.325 mm și respectiv 4,5 grade. Senzorul de urmărire continuă a cusăturilor cu laser pentru turbinele eoliene ar putea fi realizat cu goluri de până la 1 mm și poziție variabilă a cusăturii cu metoda de control dezvoltată. Senzorul de urmărire a cusăturii laser acceptabil pentru calitatea turbinelor eoliene ar putea fi menținut până la 0,6 mm decalaj în configurația de sudare autogenă utilizată.

Senzorul de urmărire a cusăturii cu laser pentru ghidarea turbinelor eoliene este o tehnică în care lanterna de sudură și firul de sudură sunt poziționate cu precizie de-a lungul golului de sudură. La alinierea metalului de sudură la gol, diferite toleranțe joacă un rol care poate influența dimensiunile, geometria și poziția spațiului de sudură în spațiu.

Chiar dacă golul este așezat drept în design, în practică poate fi neuniform și poate prezenta variații în lățimea și înălțimea marginilor opuse. Aceste variații pot fi cauzate de diverși factori, cum ar fi tipul de fixare sau greutatea proprie a componentelor.

În timpul procesului de sudare, apare un alt efect care cu greu poate fi compensat prin măsuri de proiectare: și anume distorsiunea termică. Pentru a compensa aceste efecte, a fost dezvoltată tehnica senzorului laser de urmărire a cusăturilor pentru turbine eoliene. Există diferite metode de ghidare a cusăturilor de sudură, deși abordările clasice sunt utilizate mai rar astăzi.

O metodă tradițională este de a ghida pistolul de sudură printr-un gol folosind un știft mecanic. Cu toate acestea, această metodă este rar utilizată în zilele noastre, datorită susceptibilității sale la interferențe (de exemplu, prindere cu știfturi) și aplicabilității sale limitate la geometriile simple. În plus, nu oferă nicio informație despre înălțimea cusăturii.

Stadiul tehnicii de astăzi este format din senzori optici care detectează geometria și poziția cusăturii fără contact înainte de procesul de sudare. În unele cazuri, au fost folosite telemetrie laser punctiforme cu ghidare a fasciculului în mișcare, dar senzorul de urmărire a cusăturii cu laser pentru turbinele eoliene devine din ce în ce mai obișnuit. Acești senzori captează profile 3D ale golului din fața pistoletului de sudură.

În combinație cu un software special de urmărire a cusăturilor, datele sunt evaluate și poziția optimă (în planul x și z) este transmisă controlului axului sistemului de sudare sau robotului de sudare. Ca rezultat, poziția optimă a senzorului de urmărire a cusăturii laser pentru turbinele eoliene poate fi atinsă în orice moment, chiar dacă apare o distorsiune termică.

Suzhou Full-v a fost fondată în 2019 și a deservit mii de utilizatori atât pe plan intern, cât și internațional, obținând recunoaștere unanimă din partea utilizatorilor. Sistemul inteligent de urmărire a cusăturilor de sudură cu laser Full-v 3D a realizat o acoperire completă între producătorii de roboți tradiționali, atât pe plan intern, cât și internațional, și are caracteristicile simplității, fiabilității și utilizării pe scară largă. Compania se angajează să ofere echipamente deschise și personalizate cu senzori optoelectronici și servicii tehnice, acordând întotdeauna prioritate calității produsului și experienței utilizatorului. Cu un spirit de îmbunătățire continuă ca meșter, oferim clienților produse fiabile și stabile.