Лазерный датчик слежения за швами для ветряных турбин

Положитесь на наши лазерные датчики отслеживания сварочных швов, если вы хотите модернизировать автоматизированный процесс сварки, повысить качество сварных изделий, улучшить эффективность сварки и сократить любые затраты, риски или ненужные отходы.

В таких макроскопических терминах может показаться слегка абсурдным утверждать, что такая специализированная технология, как лазерное отслеживание швов, играет значимую роль, существуют значительные преимущества, доступные при полной эксплуатации технологии. Хотя лазерное отслеживание швов, возможно, не является основным двигателем экономии энергии, оно позволяет использовать другие достижения в сварке, которые напрямую решают эту проблему.

Оффшорные ветровые установки в основном состоят из лазерного датчика слежения за швами для стальных конструкций ветряных турбин. Их эффективное производство важно для их общего углеродного следа. Эффективность источников питания дуговой сварки уже сделала скачок вперед с заменой блоков на основе трансформаторов сетевой частоты на высокочастотные инверторы с использованием современных силовых транзисторов и высокоскоростных электронных элементов управления. Сделав сам источник питания намного более эффективным, следующим и более сложным шагом станет повышение эффективности процесса сварки.

Учитывая, что соединение двух металлических частей сваркой включает расплавление интерфейса между ними, чтобы образовалась одна расплавленная ванна, а затем ее затвердевание, чтобы две части стали одной, то, очевидно, задействовано значительное количество тепла. Область сварки должна быть нагрета выше точки плавления, около 1500 градусов для стали, а затем должна остыть до температуры окружающей среды, при этом тепло в основном излучается в окружающую среду. Любой способ уменьшения количества используемого тепла выгоден не только с точки зрения общей экологии, но и с точки зрения сварки, например, за счет уменьшения деформации.

В случае, когда две детали соединены встык, то целью может быть минимизация подачи тепла путем расплавления только очень тонких слоев исходного материала с каждой стороны интерфейса. Чтобы достичь этого, подача тепла должна точно контролироваться, и легко увидеть, как требуется усовершенствованное зондирование фактического положения стыка и точный контроль подачи тепла. Таким образом, в общих чертах, преимущества зондирования положения стыка очевидны.

Тактильное отслеживание швов
Как следует из названия, тактильные датчики физически контактируют со сварным швом с помощью контактного зонда. При изменении положения горелки относительно заготовки зонд отклоняется в противоположном направлении, а контроллер вносит коррективы, чтобы вернуть горелку в исходное положение. Тактильные системы отслеживания шва лучше всего подходят для сварных швов с большой, четкой геометрией. Если сварной шов слишком мал, зонд может потерять контакт со швом и сбить сварочную горелку с пути.
 

Сквозное дуговое прихватывание шва
Системы отслеживания шва дуги через желоб используют обратную связь от датчиков напряжения, силы тока и скорости подачи проволоки для определения изменений положения горелки. Например, если бы мы сваривали по центру углового соединения и начали бы смещаться в одну сторону, расстояние между горелкой и работой уменьшилось бы, что привело бы к увеличению силы тока дуги (сварка постоянным током). Для того чтобы этот метод прихватки сработал, сварочная горелка должна колебаться вперед и назад перпендикулярно сварному шву. При этом система постоянно сравнивает силу тока сварки с левой и правой стороны сварного шва; между двумя пиками силы тока должен лежать центр. Системы отслеживания дуги через желоб лучше всего подходят для сварных швов с большой, четкой геометрией, такой как большие скосы и угловые сварные швы.
 

Лазерное зрение для отслеживания швов
Демонстрация отслеживания швов с помощью лазерного зрения с помощью системы сварки колонны и стрелыСистемы отслеживания швов с помощью лазерного зрения используют лазерную ленту, которая проецируется на поверхность детали, создавая четкую лазерную линию поперек сварного шва. Затем лазерная линия просматривается под небольшим углом с помощью камеры. Результатом является профиль линии, который точно соответствует геометрии сварного шва. Затем на профиле линии создается контрольная точка, и контроллер будет выполнять все необходимые движения, чтобы удерживать эту контрольную точку в том же положении относительно сварочной горелки. Системы лазерного зрения имеют очень высокое разрешение, что позволяет им надежно отслеживать как большие, так и маленькие сварные швы.

Использование лазерного датчика слежения за швом для сварки балок ветряных турбин с помощью роботизированных манипуляторов расширяется в сторону более широких промышленных приложений, поскольку доступность системы увеличивается при снижении капитальных затрат. Традиционно лазерная сварка требует высокой точности позиционирования и соединения. Из-за изменчивости геометрии и позиционирования деталей, а также термической деформации, которая может возникнуть в процессе, положение соединения и сборка не всегда приемлемы или предсказуемы априори, если используются простые приспособления. Это делает переход от виртуальной среды CAD/CAM к реальному производственному участку нетривиальным, ограничивая приложения, где требуется короткая подготовка деталей, например, мелкосерийное производство. Решения, которые делают операции лазерной сварки осуществимыми для серийного производства с нестрогими допусками, необходимы для обслуживания более широкого спектра промышленных приложений.

Такие решения должны быть способны отслеживать лазерный датчик слежения за швом для ветряных турбин, а также допускать переменные зазоры, образующиеся между соединяемыми деталями. В этой работе предлагается онлайн-коррекция траектории робота на основе серой коаксиальной системы зрения с внешним освещением и адаптивной стратегией колебания в качестве средств повышения общей гибкости производственного предприятия.

Разработанное решение использовало два контура управления: первый способен изменять позу робота для следования различным траекториям; второй способен изменять амплитуду кругового колебания в зависимости от зазора, образованного в стыковых сварных швах. Демонстрационные случаи на стыковых сварных швах с нержавеющей сталью 301 повышенной сложности использовались для проверки эффективности решения. Система была успешно испытана на плоских листах нержавеющей стали толщиной 2 мм при максимальной скорости сварки 25 мм/с и показала максимальные ошибки позиционирования и ориентации по рысканию соответственно 0.325 мм и 4,5 градуса. Непрерывный лазерный датчик отслеживания шва для ветряных турбин мог быть достигнут с зазорами до 1 мм и переменным положением шва с разработанным методом управления. Приемлемое качество лазерного датчика отслеживания шва для ветряных турбин могло поддерживаться до зазора 0,6 мм в используемой конфигурации автогенной сварки.

Лазерный датчик слежения за швом для наведения ветровых турбин — это метод, при котором сварочная горелка и сварочная проволока точно позиционируются вдоль сварочного зазора. При выравнивании металла сварного шва по зазору играют роль различные допуски, которые могут влиять на размеры, геометрию и положение сварного зазора в пространстве.

Даже если зазор в проекте выровнен, на практике он может быть неровным и показывать различия в ширине и высоте противоположных краев. Эти различия могут быть вызваны различными факторами, такими как тип крепления или собственный вес компонентов.

В процессе сварки возникает еще один эффект, который вряд ли можно компенсировать конструктивными мерами: а именно, тепловые деформации. Для компенсации этих эффектов была разработана технология лазерного датчика слежения за швом для ветровых турбин. Существуют различные методы наведения сварного шва, хотя классические подходы сегодня используются реже.

Традиционный метод заключается в проведении сварочной горелки через зазор с помощью механического штифта. Однако этот метод редко используется в настоящее время из-за его восприимчивости к помехам (например, зажиму штифта) и его ограниченной применимости к простым геометриям. Кроме того, он не дает никакой информации о высоте шва.

Современное состояние техники сегодня состоит из оптических датчиков, которые определяют геометрию и положение шва без контакта до процесса сварки. В некоторых случаях использовались точечные лазерные дальномеры с наведением движущегося луча, но все более распространенными становятся лазерные датчики слежения за швом для ветряных турбин. Эти датчики фиксируют трехмерные профили зазора перед сварочной горелкой.

В сочетании со специальным программным обеспечением для отслеживания швов данные оцениваются, и оптимальное положение (в плоскости x и z) передается в систему управления осями сварочной системы или сварочного робота. В результате оптимальное положение лазерного датчика отслеживания швов для ветряных турбин может быть достигнуто в любое время, даже если возникает тепловая деформация.

Suzhou Full-v была основана в 2019 году и обслуживала тысячи пользователей как внутри страны, так и за рубежом, получив единодушное признание пользователей. Система интеллектуального отслеживания сварных швов Full-v 3D Laser достигла полного соответствия охвату среди основных производителей роботов как внутри страны, так и за рубежом и обладает характеристиками простоты, надежности и широкого использования. Компания стремится предоставлять открытое и настраиваемое оптоэлектронное сенсорное оборудование и технические услуги, всегда отдавая приоритет качеству продукции и пользовательскому опыту. С духом постоянного совершенствования как ремесленник, мы предоставляем клиентам надежную и стабильную продукцию.