Lasernaadvolgsensor voor windturbines

U kunt rekenen op onze lasernaadvolglassensoren als u uw geautomatiseerde lasproces wilt upgraden, de kwaliteit van uw gelaste producten wilt verhogen, de lasefficiëntie wilt verbeteren en kosten, risico's of onnodig afval wilt verminderen.

In zulke macroscopische termen lijkt het misschien een beetje absurd om te beweren dat een technologie die zo gespecialiseerd is als lasernaadtracking een betekenisvolle rol te spelen heeft, er zijn aanzienlijke voordelen beschikbaar als de technologie volledig wordt benut. Hoewel lasernaadtracking misschien niet de belangrijkste motor is voor energiebesparing, maakt het andere ontwikkelingen in het lassen mogelijk die het probleem wel direct aanpakken.

Offshore windinstallaties bestaan ​​grotendeels uit lasernaadvolgsensoren voor stalen constructies van windturbines. Het efficiënt produceren hiervan is belangrijk voor hun totale CO2-voetafdruk. De efficiëntie van booglasstroombronnen heeft al een sprong voorwaarts gemaakt met de vervanging van op netfrequentietransformatoren gebaseerde eenheden door hoogfrequente omvormers met moderne vermogenstransistoren en snelle elektronische besturingen. Nu de stroombron zelf veel efficiënter is gemaakt, is de volgende en moeilijkere stap het verbeteren van de efficiëntie van het lasproces.

Als je bedenkt dat het verbinden van twee stukken metaal door lassen inhoudt dat de interface tussen hen wordt gesmolten zodat er een enkele gesmolten plas ontstaat en dat deze vervolgens wordt gestold zodat twee delen één worden, dan is er duidelijk sprake van aanzienlijke hitte. Het lasgebied moet worden verhit boven het smeltpunt, ongeveer 1500 graden voor staal, en vervolgens mag het afkoelen tot omgevingstemperatuur waarbij de hitte grotendeels naar de omgeving straalt. Elke manier om de hoeveelheid gebruikte hitte te verminderen is niet alleen gunstig in algemene milieutermen, maar ook in specifieke lastermen, bijvoorbeeld door vervorming te verminderen.

In het geval dat twee delen aan elkaar worden gestoten, kan het doel zijn om de warmte-invoer te minimaliseren door alleen hele dunne plakjes van het moedermateriaal aan beide kanten van de interface te smelten. Om dit te bereiken, moet de toepassing van warmte nauwkeurig worden gecontroleerd en het is gemakkelijk te zien hoe geavanceerde detectie van de werkelijke positie van de verbinding en nauwkeurige controle van de warmteafgifte vereist zijn. Dus in algemene zin zijn de voordelen van het detecteren van de positie van de verbinding duidelijk.

Tactile naadvolging
Zoals de naam al doet vermoeden, maken tactiele sensoren fysiek contact met de lasnaad met behulp van een contactsonde. Als de positie van de toorts ten opzichte van het werkstuk verandert, buigt de sonde in de tegenovergestelde richting en voert de controller aanpassingen uit om de toorts terug te brengen naar zijn oorspronkelijke positie. Tactile seam tracking-systemen zijn het meest geschikt voor lasnaden met een grote, duidelijke geometrie. Als de lasnaad te klein is, kan de sonde het contact met de naad verliezen en de lastoorts van het spoor af laten raken.
 

Door middel van boognaadlassen
Trogboognaadvolgsystemen gebruiken feedback van spannings-, ampère- en draadaanvoersnelheidssensoren om veranderingen in de positie van de toorts te identificeren. Als we bijvoorbeeld in het midden van een fillet joint lassen en naar één kant beginnen te drijven, zal de afstand van de toorts tot het werkstuk afnemen, wat leidt tot een toename van de boogampère (cv-lassen). Om deze methode van tacking te laten werken, moet de lastoorts heen en weer bewegen loodrecht op de lasnaad. Hierbij vergelijkt het systeem voortdurend de lasampère aan de linker- en rechterkant van de lasnaad; tussen de twee ampèrepieken moet het midden liggen. Trogboogvolgsystemen zijn het meest geschikt voor lasnaden met een grote, duidelijke geometrie, zoals grote schuine lassen en fillet lassen.
 

Laser vision naadvolging
Laser vision seam tracking demonstratie met kolom- en gieklassysteemlaser vision seam tracking systemen gebruiken een laserlint dat op het oppervlak van het onderdeel wordt geprojecteerd, waardoor een duidelijke laserlijn over de lasnaad ontstaat. De laserlijn wordt vervolgens onder een kleine hoek bekeken met behulp van een camera. Het resultaat is een lijnprofiel dat exact overeenkomt met de geometrie van de lasnaad. Vervolgens wordt een referentiepunt op het lijnprofiel gemaakt en de controller zal alle benodigde bewegingen uitvoeren om dit referentiepunt in dezelfde positie ten opzichte van de lastoorts te houden. Laser vision systemen hebben een zeer hoge resolutie waardoor ze zowel grote als kleine lasnaden betrouwbaar kunnen volgen.

Het gebruik van lasernaadvolgsensoren voor windturbinebalklassen met robotmanipulatoren breidt zich uit naar bredere industriële toepassingen, aangezien de beschikbaarheid van het systeem toeneemt met lagere kapitaalkosten. Normaal gesproken vereist laserlassen een hoge positionerings- en koppelingsnauwkeurigheid. Vanwege de variabiliteit in de geometrie en positionering van het onderdeel, evenals de thermische vervorming die tijdens het proces kan optreden, zijn de positie en pasvorm van de verbinding niet altijd acceptabel of a priori voorspelbaar als er eenvoudige fixtures worden gebruikt. Dit maakt de overgang van een virtuele CAD/CAM-omgeving naar een echte productielocatie niet triviaal, wat toepassingen beperkt waar korte onderdeelvoorbereidingen een noodzaak zijn, zoals producties in kleine series. Oplossingen die de laserlasbewerkingen haalbaar maken voor productieseries met niet-strikte toleranties zijn vereist om een ​​breder scala aan industriële toepassingen te bedienen.

Dergelijke oplossingen zouden de lasernaadvolgsensor voor windturbines moeten kunnen volgen en ook variabele openingen tussen de te verbinden onderdelen moeten kunnen tolereren. In dit werk wordt een online correctie voor robottrajecten op basis van een coaxiaal grijswaardenvisiesysteem met externe verlichting en een adaptieve wiebelstrategie voorgesteld als middel om de algehele flexibiliteit van een productie-installatie te vergroten.

De ontwikkelde oplossing maakte gebruik van twee regelkringen: de eerste kan de robothouding veranderen om verschillende trajecten te volgen; de tweede kan de amplitude van cirkelvormig wiebelen variëren als functie van de opening die is gevormd in stompe lasnaden. Demonstratiegevallen op stompe lasnaden met 301 roestvrij staal met verhoogde complexiteit werden gebruikt om de doeltreffendheid van de oplossing te testen. Het systeem werd succesvol getest op 2 mm dikke, vlakke roestvrijstalen platen met een maximale lassnelheid van 25 mm/s en leverde een maximale positionerings- en gierrichtingsfout op van respectievelijk 0.325 mm en 4,5 graden. Continue lasernaadvolgsensor voor windturbines kon worden bereikt met openingen tot 1 mm en variabele naadpositie met de ontwikkelde regelmethode. De acceptabele lasernaadvolgsensor voor windturbines kon worden gehandhaafd tot 0,6 mm opening in de gebruikte autogene lasconfiguratie.

Lasernaadvolgsensor voor windturbinegeleiding is een techniek waarbij de lastoorts en de lasdraad nauwkeurig langs de lasspleet worden gepositioneerd. Bij het uitlijnen van het lasmetaal op de spleet spelen verschillende toleranties een rol die de afmetingen, geometrie en positie van de lasspleet in de ruimte kunnen beïnvloeden.

Zelfs als de opening recht is aangelegd in het ontwerp, kan deze in de praktijk ongelijk zijn en variaties vertonen in de breedte en hoogte van de tegenoverliggende randen. Deze variaties kunnen worden veroorzaakt door verschillende factoren, zoals het type armatuur of het dode gewicht van de componenten.

Tijdens het lasproces treedt er nog een ander effect op dat nauwelijks door ontwerpmaatregelen kan worden gecompenseerd: namelijk thermische vervorming. Om deze effecten te compenseren, werd de techniek van lasernaadvolgsensor voor windturbines ontwikkeld. Er zijn verschillende methoden voor lasnaadgeleiding, hoewel klassieke benaderingen tegenwoordig minder vaak worden gebruikt.

Een traditionele methode is om de lastoorts door een opening te leiden met behulp van een mechanische pen. Deze methode wordt echter tegenwoordig nog maar zelden gebruikt vanwege de gevoeligheid voor interferentie (bijv. penklemmen) en de beperkte toepasbaarheid op eenvoudige geometrieën. Bovendien geeft het geen informatie over de hoogte van de naad.

De stand van de techniek bestaat tegenwoordig uit optische sensoren die de geometrie en positie van de naad detecteren zonder contact vóór het lasproces. Puntlaserafstandsmeters met bewegende straalgeleiding zijn in sommige gevallen gebruikt, maar lasernaadvolgsensoren voor windturbines worden steeds gebruikelijker. Deze sensoren leggen 3D-profielen vast van de opening voor de lastoorts.

In combinatie met speciale seam tracking software worden de gegevens geëvalueerd en wordt de optimale positie (in het x- en z-vlak) doorgegeven aan de asbesturing van het lassysteem of de lasrobot. Hierdoor kan de optimale positie van de laser seam tracking sensor voor windturbines op elk moment worden bereikt, zelfs als er warmtevervorming optreedt.

Suzhou Full-v werd opgericht in 2019 en heeft duizenden gebruikers bediend, zowel nationaal als internationaal, en unanieme erkenning gekregen van gebruikers. Het Full-v 3D laser intelligente lasnaadvolgsysteem heeft volledige dekking bereikt die overeenkomt met reguliere robotfabrikanten, zowel nationaal als internationaal, en heeft de kenmerken van eenvoud, betrouwbaarheid en wijdverbreid gebruik. Het bedrijf is toegewijd aan het leveren van open en op maat gemaakte opto-elektronische sensorapparatuur en technische diensten, waarbij altijd prioriteit wordt gegeven aan productkwaliteit en gebruikerservaring. Met een geest van voortdurende verbetering als vakman, bieden wij klanten betrouwbare en stabiele producten.