Cảm biến theo dõi đường nối bằng laser cho tua bin gió

Hãy tin tưởng vào cảm biến hàn theo dõi đường hàn bằng laser của chúng tôi nếu bạn muốn nâng cấp quy trình hàn tự động, tăng chất lượng sản phẩm hàn, cải thiện hiệu quả hàn và giảm chi phí, rủi ro hoặc lãng phí không cần thiết.

Theo những thuật ngữ vĩ mô như vậy, có vẻ hơi vô lý khi khẳng định rằng một công nghệ chuyên biệt như theo dõi đường hàn bằng laser có vai trò có ý nghĩa, nhưng có những lợi ích đáng kể nếu công nghệ này được khai thác triệt để. Mặc dù theo dõi đường hàn bằng laser có thể không phải là động lực chính trong việc tiết kiệm năng lượng, nhưng nó cho phép những tiến bộ khác trong hàn có thể giải quyết trực tiếp vấn đề.

Các công trình lắp đặt điện gió ngoài khơi phần lớn bao gồm cảm biến theo dõi đường nối laser cho các kết cấu thép của tua bin gió. Việc sản xuất hiệu quả những công trình này rất quan trọng đối với tổng lượng khí thải carbon của chúng. Hiệu quả của các nguồn điện hàn hồ quang đã có bước tiến vượt bậc với việc thay thế các đơn vị dựa trên máy biến áp tần số chính bằng bộ biến tần tần số cao sử dụng bóng bán dẫn công suất hiện đại và bộ điều khiển điện tử tốc độ cao. Sau khi làm cho bản thân nguồn điện hiệu quả hơn nhiều, bước tiếp theo và khó khăn hơn là cải thiện hiệu quả của quy trình hàn.

Xem xét rằng việc nối hai mảnh kim loại lại với nhau bằng cách hàn liên quan đến việc làm tan chảy giao diện giữa chúng để tạo thành một vũng nóng chảy duy nhất và sau đó đông đặc lại để hai phần trở thành một, thì rõ ràng là có liên quan đến nhiệt đáng kể. Khu vực hàn phải được nung nóng trên điểm nóng chảy, khoảng 1500 độ đối với thép, sau đó để nguội trở lại nhiệt độ môi trường xung quanh với nhiệt chủ yếu tỏa ra môi trường. Bất kỳ cách nào để giảm lượng nhiệt sử dụng không chỉ có lợi về mặt môi trường nói chung mà còn về mặt hàn cụ thể, ví dụ, bằng cách giảm biến dạng.

Trong trường hợp hai phần được ghép lại với nhau, thì mục tiêu có thể là giảm thiểu lượng nhiệt đầu vào bằng cách chỉ làm tan chảy các lát rất mỏng của vật liệu gốc ở cả hai bên của giao diện. Để đạt được điều này, việc sử dụng nhiệt phải được kiểm soát chính xác và dễ dàng thấy được mức độ cần thiết của việc cảm biến tiên tiến về vị trí khớp nối thực tế và kiểm soát chính xác việc truyền nhiệt. Vì vậy, nói chung, lợi ích của việc cảm biến vị trí khớp nối là rõ ràng.

Theo dõi đường may xúc giác
Như tên gọi của nó, cảm biến xúc giác tiếp xúc vật lý với mối hàn bằng đầu dò tiếp xúc. Khi vị trí mỏ hàn thay đổi so với vật gia công, đầu dò sẽ lệch theo hướng ngược lại và bộ điều khiển sẽ điều chỉnh để đưa mỏ hàn trở về vị trí ban đầu. Hệ thống theo dõi mối hàn xúc giác phù hợp nhất với mối hàn có hình học lớn, riêng biệt. Nếu mối hàn quá nhỏ, đầu dò có thể mất tiếp xúc với mối hàn và khiến mỏ hàn lệch khỏi đường ray.
 

Qua đường may vòng cung
Hệ thống theo dõi đường hàn hồ quang máng sử dụng phản hồi từ các cảm biến điện áp, cường độ dòng điện và tốc độ cấp dây để xác định các thay đổi về vị trí mỏ hàn. Ví dụ, nếu chúng ta đang hàn xuống tâm mối hàn góc và bắt đầu trôi sang một bên, khoảng cách từ mỏ hàn đến vị trí làm việc sẽ giảm xuống khiến cường độ dòng điện hồ quang tăng lên (hàn CV). Để phương pháp hàn đính này hoạt động, mỏ hàn phải dao động qua lại vuông góc với đường hàn. Khi thực hiện như vậy, hệ thống liên tục so sánh cường độ dòng điện hàn ở phía bên trái và bên phải của đường hàn; giữa hai đỉnh cường độ dòng điện phải nằm ở tâm. Hệ thống theo dõi hồ quang xuyên suốt phù hợp nhất với các đường hàn có hình học lớn, riêng biệt như mối hàn vát và mối hàn góc lớn.
 

Theo dõi đường may bằng tia laser
Trình diễn theo dõi đường hàn bằng laser vision với hệ thống máy hàn cột và cầnHệ thống theo dõi đường hàn bằng laser vision sử dụng một dải laser chiếu lên bề mặt của chi tiết, tạo ra một đường laser riêng biệt trên đường hàn. Sau đó, đường laser được xem ở một góc nhỏ bằng camera. Kết quả là một đường thẳng khớp chính xác với hình dạng của đường hàn. Sau đó, một điểm tham chiếu được tạo trên đường thẳng và bộ điều khiển sẽ thực hiện bất kỳ chuyển động cần thiết nào để giữ điểm tham chiếu này ở cùng một vị trí so với mỏ hàn. Hệ thống laser vision có độ phân giải rất cao cho phép chúng theo dõi đáng tin cậy cả đường hàn lớn và nhỏ.

Việc sử dụng cảm biến theo dõi đường nối laser để hàn chùm tia tuabin gió với bộ điều khiển rô bốt đang mở rộng sang các ứng dụng công nghiệp rộng hơn khi tính khả dụng của hệ thống tăng lên với chi phí vốn giảm. Theo thông lệ, hàn laser đòi hỏi độ chính xác định vị và ghép nối cao. Do sự thay đổi về hình dạng và vị trí của bộ phận, cũng như biến dạng nhiệt có thể xảy ra trong quá trình này, vị trí mối nối và lắp ráp không phải lúc nào cũng chấp nhận được hoặc có thể dự đoán trước nếu sử dụng đồ gá đơn giản. Điều này khiến việc chuyển từ môi trường CAD/CAM ảo sang địa điểm sản xuất thực tế không hề đơn giản, hạn chế các ứng dụng cần chuẩn bị bộ phận ngắn như sản xuất hàng loạt nhỏ. Các giải pháp giúp hoạt động hàn laser khả thi đối với các loạt sản xuất với dung sai không nghiêm ngặt là cần thiết để phục vụ cho nhiều ứng dụng công nghiệp hơn.

Các giải pháp như vậy phải có khả năng theo dõi cảm biến theo dõi đường nối laser cho tua-bin gió cũng như chấp nhận các khoảng cách thay đổi được hình thành giữa các bộ phận cần nối. Trong công trình này, một hiệu chỉnh trực tuyến cho quỹ đạo của rô-bốt dựa trên hệ thống thị giác đồng trục thang độ xám với ánh sáng bên ngoài và chiến lược dao động thích ứng được đề xuất như một phương tiện để tăng tính linh hoạt tổng thể của một nhà máy sản xuất.

Giải pháp được phát triển sử dụng hai vòng điều khiển: vòng đầu tiên có thể thay đổi tư thế của rô-bốt để đi theo các quỹ đạo khác nhau; vòng thứ hai có thể thay đổi biên độ lắc tròn theo chức năng của khe hở được hình thành trong các mối hàn đối đầu. Các trường hợp trình diễn về mối hàn đối đầu với thép không gỉ 301 có độ phức tạp tăng lên đã được sử dụng để kiểm tra hiệu quả của giải pháp. Hệ thống đã được thử nghiệm thành công trên các tấm thép không gỉ phẳng dày 2 mm với tốc độ hàn tối đa là 25 mm/giây và tạo ra lỗi định vị và định hướng lệch tối đa lần lượt là 0.325 mm và 4,5 độ. Cảm biến theo dõi đường nối laser liên tục cho tua-bin gió có thể đạt được với khe hở lên đến 1 mm và vị trí đường nối thay đổi với phương pháp điều khiển được phát triển. Chất lượng cảm biến theo dõi đường nối laser chấp nhận được cho tua-bin gió có thể được duy trì lên đến khe hở 0,6 mm trong cấu hình hàn tự nhiên được sử dụng.

Cảm biến theo dõi đường hàn bằng laser để dẫn hướng cho tua bin gió là một kỹ thuật trong đó mỏ hàn và dây hàn được định vị chính xác dọc theo khe hở hàn. Khi căn chỉnh kim loại hàn với khe hở, các dung sai khác nhau đóng vai trò có thể ảnh hưởng đến kích thước, hình dạng và vị trí của khe hở hàn trong không gian.

Ngay cả khi khoảng cách được thiết kế thẳng, trên thực tế, nó có thể không đồng đều và cho thấy sự thay đổi về chiều rộng và chiều cao của các cạnh đối diện. Những thay đổi này có thể do nhiều yếu tố gây ra như loại đồ gá hoặc trọng lượng chết của các thành phần.

Trong quá trình hàn, một hiệu ứng khác xảy ra mà khó có thể bù đắp được bằng các biện pháp thiết kế: Cụ thể là biến dạng nhiệt. Để bù đắp cho những hiệu ứng này, kỹ thuật cảm biến theo dõi đường hàn bằng laser cho tua bin gió đã được phát triển. Có nhiều phương pháp dẫn đường hàn khác nhau, mặc dù các phương pháp cổ điển hiện nay ít được sử dụng hơn.

Một phương pháp truyền thống là dẫn mỏ hàn qua khe hở bằng chốt cơ học. Tuy nhiên, phương pháp này hiếm khi được sử dụng ngày nay do dễ bị nhiễu (ví dụ kẹp chốt) và khả năng áp dụng hạn chế đối với các hình học đơn giản. Ngoài ra, phương pháp này không cung cấp bất kỳ thông tin nào về chiều cao của mối hàn.

Công nghệ tiên tiến ngày nay bao gồm các cảm biến quang học phát hiện hình dạng và vị trí của mối hàn mà không cần tiếp xúc trước khi tiến hành quá trình hàn. Máy đo khoảng cách laser điểm với chùm tia di chuyển đã được sử dụng trong một số trường hợp, nhưng cảm biến theo dõi mối hàn laser cho tua-bin gió đang trở nên phổ biến hơn. Các cảm biến này chụp các hình dạng 3D của khe hở trước mỏ hàn.

Kết hợp với phần mềm theo dõi đường hàn đặc biệt, dữ liệu được đánh giá và vị trí tối ưu (trong mặt phẳng x và z) được truyền đến bộ điều khiển trục của hệ thống hàn hoặc rô-bốt hàn. Do đó, vị trí tối ưu của cảm biến theo dõi đường hàn bằng laser cho tua-bin gió có thể đạt được bất kỳ lúc nào, ngay cả khi xảy ra biến dạng nhiệt.

Suzhou Full-v được thành lập vào năm 2019 và đã phục vụ hàng nghìn người dùng trong nước và quốc tế, nhận được sự công nhận nhất trí từ người dùng. Hệ thống theo dõi đường hàn thông minh bằng laser 3D Full-v đã đạt được sự phù hợp phủ sóng toàn diện giữa các nhà sản xuất robot chính thống trong nước và quốc tế, và có các đặc điểm là đơn giản, đáng tin cậy và sử dụng rộng rãi. Công ty cam kết cung cấp thiết bị cảm biến quang điện tử mở và tùy chỉnh và các dịch vụ kỹ thuật, luôn ưu tiên chất lượng sản phẩm và trải nghiệm của người dùng. Với tinh thần cải tiến liên tục như một người thợ thủ công, chúng tôi cung cấp cho khách hàng những sản phẩm đáng tin cậy và ổn định.