مستشعر تتبع اللحامات بالليزر لتوربينات الرياح

يمكنك الاعتماد على أجهزة استشعار اللحام التي تعمل بالليزر إذا كنت ترغب في ترقية عملية اللحام الآلية لديك، وزيادة جودة منتجاتك الملحومة، وتحسين كفاءة اللحام وتقليل أي تكاليف أو مخاطر أو نفايات غير ضرورية.

في مثل هذه المصطلحات الكلية، قد يبدو من السخف أن نزعم أن تكنولوجيا متخصصة مثل تتبع اللحامات بالليزر تلعب دورًا ذا مغزى، فهناك فوائد كبيرة متاحة إذا تم استغلال التكنولوجيا بالكامل. وفي حين أن تتبع اللحامات بالليزر قد لا يكون المحرك الأساسي في توفير الطاقة، فإنه يتيح تقدمًا آخر في مجال اللحام يعالج هذه القضية بشكل مباشر.

تتألف منشآت طاقة الرياح البحرية إلى حد كبير من أجهزة استشعار تتبع اللحام بالليزر للهياكل الفولاذية لتوربينات الرياح. إن إنتاج هذه الأجهزة بكفاءة أمر مهم لبصمتها الكربونية الإجمالية. لقد حققت كفاءة مصادر طاقة اللحام القوسي قفزة إلى الأمام بالفعل مع استبدال الوحدات القائمة على محولات التردد الرئيسية بمحولات عالية التردد باستخدام ترانزستورات طاقة حديثة وضوابط إلكترونية عالية السرعة. بعد جعل مصدر الطاقة نفسه أكثر كفاءة، فإن الخطوة التالية والأكثر صعوبة هي تحسين كفاءة عملية اللحام.

إذا أخذنا في الاعتبار أن عملية ربط قطعتين من المعدن معًا عن طريق اللحام تتضمن إذابة السطح الفاصل بينهما للسماح بتكوين بركة منصهرة واحدة ثم تجميدها بحيث يصبح الجزآن قطعة واحدة، فمن الواضح أن ذلك يتطلب قدرًا كبيرًا من الحرارة. يجب تسخين منطقة اللحام فوق نقطة الانصهار، حوالي 1500 درجة للصلب، ثم السماح لها بالتبريد مرة أخرى إلى درجة حرارة الغرفة مع إشعاع الحرارة في الغالب إلى البيئة. إن أي طريقة لتقليل كمية الحرارة المستخدمة ليست مفيدة فقط من الناحية البيئية العامة ولكن أيضًا من الناحية المحددة في اللحام، على سبيل المثال، عن طريق تقليل التشوه.

في حالة تداخل جزأين معًا، فقد يكون الهدف هو تقليل مدخلات الحرارة عن طريق إذابة شرائح رقيقة جدًا من المادة الأم فقط على جانبي الواجهة. لتحقيق ذلك، يجب التحكم بدقة في تطبيق الحرارة ومن السهل أن نرى مدى الحاجة إلى الاستشعار المتقدم لموضع المفصل الفعلي والتحكم الدقيق في توصيل الحرارة. لذا، بشكل عام، فإن فوائد استشعار موضع المفصل واضحة.

تتبع التماس اللمسي
كما يوحي الاسم، فإن أجهزة الاستشعار اللمسية تلامس اللحام فعليًا باستخدام مسبار اتصال. ومع تغير موضع الشعلة بالنسبة لقطعة العمل، ينحرف المسبار في الاتجاه المعاكس ويقوم المتحكم بإجراء تعديلات لإعادة الشعلة إلى موضعها الأصلي. تعد أنظمة تتبع اللحامات اللمسية الأنسب لدرزات اللحام ذات الهندسة الكبيرة والمميزة. إذا كانت درزات اللحام صغيرة جدًا، فقد يفقد المسبار الاتصال بالدرز ويخرج شعلة اللحام عن مسارها.
 

من خلال خياطة القوس
تستخدم أنظمة تتبع اللحامات القوسية التغذية الراجعة من أجهزة استشعار الجهد والتيار وسرعة تغذية السلك لتحديد التغيرات في موضع الشعلة. على سبيل المثال، إذا كنا نقوم باللحام أسفل منتصف وصلة القطع وبدأنا في الانجراف إلى جانب واحد، فإن مسافة عمل الشعلة ستنخفض مما يتسبب في زيادة في شدة التيار القوسي (لحام CV). لكي تعمل طريقة التثبيت هذه، يجب أن تهتز شعلة اللحام ذهابًا وإيابًا بشكل عمودي على اللحام. وبذلك، يقوم النظام باستمرار بمقارنة شدة التيار اللحامي على الجانب الأيسر والأيمن من اللحام؛ يجب أن يكون المركز بين ذروتي التيار. أنظمة تتبع القوس هي الأنسب للدرزات اللحامية ذات الهندسة الكبيرة والمميزة مثل اللحامات المائلة والقطعية الكبيرة.
 

تتبع اللحامات باستخدام رؤية الليزر
تستخدم أنظمة تتبع اللحامات بالرؤية بالليزر شريط ليزر يبرز على سطح القطعة مما يخلق خط ليزر مميزًا عبر اللحام. ثم يتم عرض خط الليزر بزاوية طفيفة باستخدام كاميرا. والنتيجة هي ملف تعريف خط يتطابق تمامًا مع هندسة اللحام. ثم يتم إنشاء نقطة مرجعية على ملف تعريف الخط وسيقوم المتحكم بأي حركات ضرورية للحفاظ على هذه النقطة المرجعية في نفس الموضع بالنسبة لمشعل اللحام. تتمتع أنظمة الرؤية بالليزر بدقة عالية جدًا مما يسمح لها بتتبع اللحامات الكبيرة والصغيرة بشكل موثوق.

إن استخدام مستشعر تتبع اللحام بالليزر في لحام شعاع توربينات الرياح باستخدام أجهزة التحكم الآلية يتوسع نحو تطبيقات صناعية أوسع مع زيادة توفر النظام مع انخفاض تكاليف رأس المال. تقليديًا، يتطلب اللحام بالليزر دقة عالية في التموضع والاقتران. ونظرًا للتباين في هندسة الجزء وموضعه، بالإضافة إلى التشوه الحراري الذي قد يحدث أثناء العملية، فإن موضع المفصل وتجهيزه ليس مقبولًا دائمًا ولا يمكن التنبؤ به مسبقًا إذا تم استخدام تركيبات بسيطة. وهذا يجعل الانتقال من بيئة CAD / CAM الافتراضية إلى موقع الإنتاج الحقيقي ليس بالأمر التافه، مما يحد من التطبيقات حيث تكون الاستعدادات القصيرة للأجزاء ضرورية مثل الإنتاج على دفعات صغيرة. هناك حاجة إلى حلول تجعل عمليات اللحام بالليزر ممكنة لسلسلة الإنتاج ذات التسامح غير الصارم لخدمة مجموعة أوسع من التطبيقات الصناعية.

يجب أن تكون مثل هذه الحلول قادرة على تتبع مستشعر تتبع اللحامات بالليزر لتوربينات الرياح بالإضافة إلى تحمل الفجوات المتغيرة المتكونة بين الأجزاء المراد ربطها. في هذا العمل، تم اقتراح تصحيح عبر الإنترنت لمسار الروبوت بناءً على نظام رؤية محوري بدرجات الرمادي مع إضاءة خارجية واستراتيجية تذبذب تكيفية كوسيلة لزيادة المرونة الإجمالية لمصنع التصنيع.

استخدم الحل المتطور حلقتين للتحكم: الأولى قادرة على تغيير وضع الروبوت لمتابعة مسارات مختلفة؛ والثانية قادرة على تغيير سعة الاهتزاز الدائري كدالة للفجوة المتكونة في اللحامات ذات الوصلات المتقطعة. تم استخدام حالات توضيحية على اللحامات ذات الوصلات المتقطعة مع الفولاذ المقاوم للصدأ 301 مع زيادة التعقيد لاختبار فعالية الحل. تم اختبار النظام بنجاح على صفائح فولاذية مقاومة للصدأ بسمك 2 مم ومسطحة بأقصى سرعة لحام تبلغ 25 مم/ثانية وأسفر عن أقصى أخطاء في التموضع واتجاه الانحراف بمقدار 0.325 مم و4.5 درجة على التوالي. يمكن تحقيق مستشعر تتبع اللحام بالليزر المستمر لتوربينات الرياح بفجوات تصل إلى 1 مم وموضع لحام متغير باستخدام طريقة التحكم المطورة. يمكن الحفاظ على مستشعر تتبع اللحام بالليزر المقبول لجودة توربينات الرياح حتى فجوة تصل إلى 0.6 مم في تكوين اللحام الذاتي المستخدم.

إن مستشعر تتبع اللحام بالليزر لتوجيه توربينات الرياح هو تقنية يتم فيها وضع شعلة اللحام وسلك اللحام بدقة على طول فجوة اللحام. عند محاذاة المعدن الملحوم مع الفجوة، تلعب التفاوتات المختلفة دورًا يمكن أن يؤثر على أبعاد وهندسة وموضع فجوة اللحام في الفضاء.

حتى لو تم تصميم الفجوة بشكل مستقيم، إلا أنها في الممارسة العملية قد تكون غير متساوية وتظهر اختلافات في عرض وارتفاع الحواف المقابلة. يمكن أن تحدث هذه الاختلافات بسبب عوامل مختلفة مثل نوع التركيبات أو الوزن الميت للمكونات.

أثناء عملية اللحام، يحدث تأثير آخر لا يمكن تعويضه بسهولة من خلال تدابير التصميم: ألا وهو التشوه الحراري. وللتعويض عن هذه التأثيرات، تم تطوير تقنية مستشعر تتبع اللحام بالليزر لتوربينات الرياح. هناك طرق مختلفة لتوجيه اللحام، على الرغم من أن الأساليب الكلاسيكية تُستخدم بشكل أقل تكرارًا اليوم.

الطريقة التقليدية هي توجيه شعلة اللحام عبر فجوة باستخدام دبوس ميكانيكي. ومع ذلك، نادرًا ما يتم استخدام هذه الطريقة في الوقت الحاضر بسبب قابليتها للتداخل (على سبيل المثال، تثبيت الدبوس) وإمكانية تطبيقها المحدودة على الأشكال الهندسية البسيطة. بالإضافة إلى ذلك، لا تقدم أي معلومات حول ارتفاع اللحام.

تتكون أحدث التقنيات اليوم من أجهزة استشعار بصرية تكتشف هندسة وموضع اللحام دون تلامس قبل عملية اللحام. تم استخدام أجهزة تحديد المدى بالليزر النقطي مع توجيه الشعاع المتحرك في بعض الحالات، لكن أجهزة استشعار تتبع اللحام بالليزر لتوربينات الرياح أصبحت أكثر شيوعًا. تلتقط هذه المستشعرات ملفات تعريف ثلاثية الأبعاد للفجوة أمام شعلة اللحام.

بالاقتران مع برنامج خاص لتتبع اللحامات، يتم تقييم البيانات ونقل الموضع الأمثل (في المستويين x وz) إلى وحدة التحكم في المحور لنظام اللحام أو روبوت اللحام. ونتيجة لذلك، يمكن تحقيق الموضع الأمثل لمستشعر تتبع اللحامات بالليزر لتوربينات الرياح في أي وقت، حتى في حالة حدوث تشوه حراري.

تأسست شركة Suzhou Full-v في عام 2019 وقد خدمت آلاف المستخدمين محليًا ودوليًا، وحصلت على اعتراف بالإجماع من المستخدمين. حقق نظام تتبع اللحامات بالليزر الذكي ثلاثي الأبعاد Full-v تغطية كاملة بين مصنعي الروبوتات الرئيسيين محليًا ودوليًا، ويتميز بالبساطة والموثوقية والاستخدام الواسع النطاق. تلتزم الشركة بتوفير معدات الاستشعار الكهروضوئية والخدمات الفنية المفتوحة والمخصصة، مع إعطاء الأولوية دائمًا لجودة المنتج وتجربة المستخدم. بروح التحسين المستمر كحرفيين، نقدم للعملاء منتجات موثوقة ومستقرة.