Lasersøm sporingssensor for vindturbiner

Stol på våre sveisesensorer for lasersømsporing hvis du ønsker å oppgradere din automatiserte sveiseprosess, øke kvaliteten på dine sveisede produkter, forbedre sveiseeffektiviteten og redusere eventuelle kostnader, risikoer eller unødvendig avfall.

I slike makroskopiske termer kan det virke svakt absurd å påstå at en teknologi så spesialisert som lasersømsporing har en meningsfull rolle å spille, det er betydelige fordeler tilgjengelig dersom teknologien utnyttes fullt ut. Selv om sporing av lasersøm kanskje ikke er den primære drivkraften i energisparing, muliggjør det andre fremskritt innen sveising som direkte løser problemet.

Offshore vindinstallasjoner består i stor grad av lasersømsporingssensor for vindturbiners stålkonstruksjoner. Å produsere disse effektivt er viktig for deres samlede karbonavtrykk. Effektiviteten til lysbuesveisestrømkilder har allerede tatt et sprang fremover med utskifting av nettfrekvenstransformatorbaserte enheter med høyfrekvente omformere som bruker moderne krafttransistorer og høyhastighets elektroniske kontroller. Etter å ha gjort selve strømkilden mye mer effektiv, er det neste og vanskeligere trinnet å forbedre effektiviteten til sveiseprosessen.

Tatt i betraktning at sammenføyning av to metallstykker ved sveising innebærer å smelte grensesnittet mellom dem for å tillate at en enkelt smeltet pytt dannes og deretter størkne den samme slik at to deler blir en, så er det klart betydelig varme involvert. Sveiseområdet må varmes opp over smeltepunktet, rundt 1500 grader for stål, og deretter la det avkjøles tilbake til omgivelsestemperaturen med varmen som stort sett stråler ut til omgivelsene. Enhver måte å redusere mengden varme som brukes er ikke bare fordelaktig i generelle miljømessige termer, men også i spesifikke sveisetermer, for eksempel ved å redusere forvrengning.

I tilfellet der to deler er slått sammen, kan målet være å minimere varmetilførselen ved å smelte bare veldig tynne skiver av hovedmaterialet på hver side av grensesnittet. For å oppnå dette må varmetilførselen kontrolleres nøyaktig, og det er lett å se hvor avansert føling av den faktiske leddposisjonen og nøyaktig kontroll av varmetilførselen er nødvendig. Så generelt sett er fordelene ved å føle fellesposisjonen åpenbare.

Taktil sømsporing
Som navnet antyder, kontakter taktile sensorer sveisesømmen fysisk ved hjelp av en kontaktsonde. Når brennerens posisjon endres i forhold til arbeidsstykket, bøyer sonden seg i motsatt retning og kontrolleren gjør justeringer for å returnere brenneren til sin opprinnelige posisjon. Taktile sømsporingssystemer er best egnet for sveisesømmer med stor, distinkt geometri. Hvis sveisesømmen er for liten, kan sonden miste kontakten med sømmen og kjøre sveisebrenneren av sporet.
 

Skjæring gjennom buesøm
Sporingssystemer for bunnbuesøm bruker tilbakemelding fra sensorer for spenning, strømstyrke og trådmatingshastighet for å identifisere endringer i brennerens posisjon. For eksempel, hvis vi sveiset ned midten av en kileskjøt og begynte å drive til den ene siden, ville avstanden mellom brenneren til arbeid reduseres og forårsake en økning i buestrømstyrken (cv-sveising). For at denne festemetoden skal fungere, må sveisebrenneren oscillere frem og tilbake vinkelrett på sveisesømmen. Ved å gjøre dette, sammenligner systemet kontinuerlig sveisestrømstyrken på venstre og høyre side av sveisesømmen; mellom de to strømtoppene må ligge sentrum. Gjennombuesporingssystemer er best egnet for sveisesømmer med stor, distinkt geometri som stor fas- og kilsveis.
 

Lasersynssømsporing
Demonstrasjon av lasersynsømsporing med søyle- og bomsveisersystemlasersynsømsporingssystemer bruker et laserbånd som stikker ut på overflaten av delen og skaper en distinkt laserlinje over sveisesømmen. Laserlinjen blir deretter sett i en liten vinkel ved hjelp av et kamera. Resultatet er en linjeprofil som samsvarer nøyaktig med geometrien til sveisesømmen. Et referansepunkt opprettes så på linjeprofilen og kontrolleren vil gjøre nødvendige bevegelser for å holde dette referansepunktet i samme posisjon i forhold til sveisebrenneren. Laser vision-systemer har en svært høy oppløsning som lar dem spore både store og små sveisesømmer pålitelig.

Bruken av lasersømsporingssensor for vindturbiner strålesveising med robotmanipulatorer utvides mot bredere industrielle applikasjoner ettersom systemtilgjengeligheten øker med reduserte kapitalkostnader. Konvensjonelt krever lasersveising høy posisjonering og koblingsnøyaktighet. På grunn av variasjonen i delens geometri og plassering, samt den termiske deformasjonen som kan oppstå under prosessen, er skjøteposisjon og montering ikke alltid akseptabel eller forutsigbar a-priori hvis enkle fiksturer brukes. Dette gjør overgangen fra virtuelt CAD/CAM-miljø til virkelig produksjonssted ikke triviell, noe som begrenser applikasjoner der korte delforberedelser er et behov som små-batch-produksjoner. Løsninger som gjør lasersveiseoperasjonene mulige for produksjonsserier med ikke-strenge toleranser er nødvendig for å betjene et bredere spekter av industrielle applikasjoner.

Slike løsninger skal kunne spore lasersømsporingssensoren for vindturbiner samt tolerere variable hull som dannes mellom delene som skal sammenføyes. I dette arbeidet foreslås en online korreksjon for robotbane basert på et gråskala koaksialt synssystem med ekstern belysning og en adaptiv slingringsstrategi som et middel for å øke den generelle fleksibiliteten til et produksjonsanlegg.

Den utviklede løsningen brukte to kontrollsløyfer: den første er i stand til å endre robotens positur for å følge forskjellige baner; den andre, i stand til å variere amplituden til sirkulær slingring som en funksjon av gapet som dannes i støtskjøtsveisinger. Demonstrasjonskasser på stuss-skjøtsveiser med 301 rustfritt stål med økt kompleksitet ble brukt for å teste effektiviteten til løsningen. Systemet ble vellykket testet på 2 mm tykke, plane rustfrie stålplater med en maksimal sveisehastighet på 25 mm/s og ga en maksimal posisjons- og girretningsfeil på henholdsvis 0,325 mm og 4,5 grader. Kontinuerlig lasersømsporingssensor for vindturbiner kan oppnås med opptil 1 mm gap og variabel sømposisjon med den utviklede kontrollmetoden. Den akseptable lasersømsporingssensoren for vindturbinkvalitet kan opprettholdes opptil 0,6 mm gap i den anvendte autogene sveisekonfigurasjonen.

Lasersømsporingssensor for vindturbinføring er en teknikk der sveisebrenneren og sveisetråden er nøyaktig plassert langs sveisegapet. Ved innretting av sveisemetallet til gapet spiller ulike toleranser en rolle som kan påvirke dimensjonene, geometrien og plasseringen av sveisespalten i rommet.

Selv om spalten legges rett ut i utformingen, kan den i praksis være ujevn og vise variasjoner i bredde og høyde på motstående kanter. Disse variasjonene kan være forårsaket av ulike faktorer som type armatur eller egenvekten til komponentene.

Under sveiseprosessen oppstår en annen effekt som vanskelig kan kompenseres for ved designtiltak: Nemlig termisk forvrengning. For å kompensere for disse effektene ble teknikken med lasersømsporingssensor for vindturbiner utviklet. Det finnes ulike metoder for sveisesømføring, selv om klassiske tilnærminger brukes sjeldnere i dag.

En tradisjonell metode er å lede sveisebrenneren gjennom et gap ved hjelp av en mekanisk stift. Imidlertid brukes denne metoden sjelden i dag på grunn av dens mottakelighet for forstyrrelser (f.eks. pinneklemming) og dens begrensede anvendelighet på enkle geometrier. I tillegg gir den ingen informasjon om høyden på sømmen.

Det nyeste i dag består av optiske sensorer som registrerer geometrien og posisjonen til sømmen uten kontakt før sveiseprosessen. Punktlaseravstandsmålere med bevegelig stråleføring har blitt brukt i noen tilfeller, men lasersømsporingssensor for vindturbiner blir mer vanlig. Disse sensorene fanger opp 3D-profiler av gapet foran sveisebrenneren.

I kombinasjon med spesiell sømsporingsprogramvare blir dataene evaluert og den optimale posisjonen (i x- og z-planet) overføres til aksekontrollen til sveisesystemet eller sveiseroboten. Som et resultat kan den optimale posisjonen til lasersømsporingssensoren for vindturbiner oppnås når som helst, selv om varmeforvrengning oppstår.

Suzhou Full-v ble grunnlagt i 2019 og har tjent tusenvis av brukere både innenlands og internasjonalt, og har fått enstemmig anerkjennelse fra brukere. Full-v 3D laser intelligent sveisesøm sporingssystem har oppnådd full dekningsmatching blant vanlige robotprodusenter både innenlands og internasjonalt, og har egenskapene til enkelhet, pålitelighet og utbredt bruk. Selskapet er forpliktet til å tilby åpent og tilpasset optoelektronisk sensorutstyr og tekniske tjenester, og alltid prioritere produktkvalitet og brukeropplevelse. Med en ånd av kontinuerlig forbedring som håndverker, gir vi kundene pålitelige og stabile produkter.