Технологические комплексы, разработанные в ИЛиСТ, управляются надежными и простыми в использовании системами автоматического управления собственной разработки.
Система управления технологической установки синхронизирует управление всеми подсистемами технологического комплекса, создает технологические циклограммы процессов. Реализована система управления в виде программно-аппаратного комплекса (ПАК), который представляет собой распределенную вычислительную управляющую систему, выполняющую функции управления всеми компонентами сварочного комплекса.
Система управления обеспечивает:
- - считывание профиля свариваемого стыка;
- - контроль качества сборки изделия под сварку;
- - слежение за координатами стыка при скорости сварки до 6м/мин,
- - позиционирование рабочего инструмента относительно стыка;
- - управление источником лазерного излучения;
- - управление дуговым источником;
- - управление подачей рабочих газов;
- - контроль параметров сварочного процесса и их документирование;
- - измерение параметров сварочной головы и защита от недопустимых режимов;
- - контроль качества сварного шва с использованием датчиков системы мониторинга.
В соответствии с решаемыми задачами ПАК состоит из нескольких подсистем.
- - подсистема управления лазером;
- - подсистема управления дуговым оборудованием;
- - подсистема управления газовым оборудованием;
- - подсистема позиционирования сварочной головки;
- - подсистема считывания геометрии стыка металла;
- - подсистема контроля параметров и защиты лазерной сварочной головки;
- - модуль центрального контроллера;
- - управляющий компьютер.
Для объединения подсистем в единую систему управления используется высоконадежный сетевой протокол CAN.
Система мониторинга
On-line мониторинг сварочных технологических процессов необходим для обеспечения требуемого качества сварных швов при производстве ответственных изделий. Использование в серийном производстве методов контроля, работающих в режиме реального времени, позволяет обнаруживать дефекты с достоверностью, сравнимой с традиционной дефектоскопией, при большей эффективности и производительности. Применение систем мониторинга, разработанных в ИЛИСТ позволяет снизить затраты на последующую дефектоскопию и сократить производственный цикл.
Назначение:
- - Регистрация и обработка сигналов, несущих информацию о ходе технологического процесса;
- - Анализ динамики формирования сварного шва;
- - Диагностика полученного сварного соединения.
Принцип работы:
|
|
||||||
Основные функции системы:
- - Контроль лазерной и лазерно-дуговой сварки мощными лазерами (СО2, Nd:YAG, диодные, волоконные)
- - Измерение и запись текущих значений режимных параметров сварочного процесса
- - Создание паспорта сварного шва
- - On-line мониторинг следующих параметров и процессов:
- Величина зазора и форма разделки
- Глубина проплавления
- Сквозное/несквозное проплавление
- Геометрия сварочной ванны
- Хампинг
- Разбрызгивание
- Порообразование
Состав системы:
- - Датчики светимости плазмы различной пространственной ориентации;
- - Датчик отраженного от свариваемых деталей лазерного излучения;
- - Датчик инфракрасного излучения сварочной ванны в процессе сварки;
- - Видеокамера фиксации плазменного факела;
- - Видеокамера фиксации сварочной ванны;
- - Датчики регистрации величины тока и напряжения сварочной дуги;
- - Датчик регистрации мощности лазерного излучения;
- - Датчик регистрации проводимости плазменного факела вблизи объекта сварки;
- - Блоки обработки сигналов датчиков;
- - Компьютер системы мониторинга;
- - Программное обеспечение системы мониторинга.
Система наведения сварочной головы.
Гибридная лазерно-дуговая сварка позволяет улучшить металлургию сварного соединения, уменьшить зону термического влияния и увеличить скорость сварки. Однако она более требовательна к качеству подготовки свариваемого стыка и как следствие – к системам слежения и наведения технологического инструмента. Отклонение лазерного луча от стыка во время сварки должно быть не более диаметра фокального пятна и составлять 0,2 – 0,4 мм. Для обеспечения такой точности наведения необходимо включать в состав системы управления технологического комплекса систему наведения, которая с точностью не хуже +/- 0,1 мм будет определять положение стыка, и формировать управляющий сигнал для манипулятора.
Назначение:
- - Контроль качества подготовки разделки свариваемых деталей.
- - Позиционирование сварочной головы над разделкой свариваемых деталей;
- - Слежение за взаимным расположением сварочной головы и разделки в процессе сварки.
- - Контроль качества сварного шва путем анализа формы его поверхности.
Состав системы наведения:
- - Лазерный триангуляционный датчик;
- - Компьютер системы наведения;
- - Программное обеспечение системы наведения.
Схема работы триангуляционного датчика.
Лазерные триангуляционные сенсоры являются хорошей альтернативой традиционным контактным датчикам положения для наведения на стык при автоматической сварке металлов. при гибридной лазерно-дуговой сварке металлов, они обеспечивают большие точности, надежность распознавания и удобство в работе, чем контактные датчики. А с учетом прогресса в области разработки алгоритмов компьютерного зрения и производства цифровых камер, имеют большой потенциал по дальнейшему совершенствованию основных качеств.