*Tudor Punescu MSSFF

Clic pe titlul capitolului

ABB. White paper. Sensor based adaptive arc welding. www.abb.comJ. Norberto Pires a. Welding Robots. Technology, SystemIssues and Applications. Springer-Verlag London Limited 2006 Welding Robots: Technology, System Issues and ApplicationbyJ. Norberto Pires, Altino Loureiro, and Gunnar BlmsjoPanasonic Corporation , www.panasonic-industrial.comABB, www.abb.com PRESTON-EASTIN Inc, www.prestoneastin.comBLUCo Corp. www.bluco.com Horst Witte Gertebau Barskamp KG http://www.horst-witte.de/en/products/modular-fixturing-systems/index.phpRobot Worx, www.robots4welding.comFANUC Robotics America Corporation, http://www.fanucrobotics.com/Kawasaki Robotics, www.kawasakirobotics.comKUKA Robotics Corporation, www.kuka-robotics.comAPS - European Centre for Mechatronics, http://www.aps-aachen.de/ATI Industrial Automation, http://www.ati-ia.comThompson Friction Welding, www.thompson-friction-welding.co.uk

*

*Marii productori de RI pentru sudur i vopsire (JETRO Japan Economic Monthly, March 2006)

*SURSA : Welding Robots: Technology, System Issues and ApplicationbyJ. Norberto Pires, Altino Loureiro, and Gunnar Blmsjo Domeniul de aplicare a RIS funcie de costul unitar al piesei sudate i volumul produciei

*Particulariti ale sudurii prin presiune n puncte:- se aplic tablelor sau pieselor subiri metalice cu grosimi 0.6 ... 3 mm;- este utilizat frecvent n industria auto la caroserii, ui etc. n industria vehiculelor agricole, feroviare, electrotehnic;- tehnologia de sudare prin puncte se desfoar n patru etape:1. electrozii apas componentele cu o for de 3000 ... 6000 N; 2. se alimenteaz cu energie electric electrozii, ca urmare a efectului Joule-Lenz materialul metalic se topete lenticular;3. se ntrerupe alimentarea cu energie electric, cletele menine strngerea n timp ce acetia sunt rcii cu ap, pn la solidificarea punctului de sudur;4. se ndeprteaz cletii de sudur.Vezi: 01.Introduction to Resistance Welding-Animated.flv -2 min 47 sec

*n ultimii ani s-au impus servo-cletii de sudur avnd elemente din aluminiu, care pe lng avantajul unei mase mai mici n comparaie cu cei cu elemente din cupru, au o construcie modular, deci sunt ntreinui mai uor, permit cicluri de lucru mai rapide.Acionarea servo-cletilor este pneumatic, hidrostatic sau n ultimul timp electric (au controlabilitate superioar i produc zgomot mai redus). Sunt comandate prin programare: cursele, forele de strngere.

*CLETE PT. SUDUR N PUNCTE, ACIONAT ELECTRICSRT-M-E (www.abb.com) CARACTERISTICI TEHNICE masa 18 Kg; deschidere max 220; fora max 455 daN; consum energetic mic; silenios.CLETE PT. SUDUR N PUNCTE, ACIONAT ELECTRICCRT-E (www.abb.com) CARACTERISTICI TEHNICE masa 22 Kg; cursa liniar max 170mm; fora max 700 daN; consum energetic mic; silenios.

*Hardware-ul specific unui robot KUKA pentru sudur n puncte, echipat cu clete de sudur acionat electric

www.abb.com/roboticsIRB 6620 este un robot universal (are un spaiu de operare sferic, RI poate i montat la sol, supranlat cu 1m, nclinat la 150, pe tavan).A fost proiectat pentru a satisface exigenele industrie auto: compact, uor (raport capacitate ncrcare/mas total foarte bun =150kg/900kg=1/6), zvelt (nu are cilindri exteriori de echilibrare), rezistent la coliziuni i cu costuri de ntreinere minime. Este optimizat pentru sudura n puncte (articulaii care minimizeaz uzura cablurilor postate n interiorul braului).Este un RI rapid, controlerul optimizeaz acceleraiile i decceleraiile astfel nct s rezulte un ciclu de lucru minim.Opiunea de detectare a coliziunilor asigur o reducere de pn la 70% a ocului, n plus i reductoarele RI au fost proiectate s aib complian.

*

*R-2000 iA (www.fanucrobotics.com)Robotul este destinat n afar de efectuarea de operaii de sudur n puncte i pentru aplicaii industriale ca: asamblare, transfer de piese, ndeprtare de material, servirea MU, aplicarea de geluri, paste, sudura cu arc.Ca i la RI 6620 se remarc braul svelt (nu exist contragreuti de echilibrare, motoarele electrice nu sunt plasate n articulaii), n care sunt rutate cablurile, fapt ce permite minimizarea coliziunilor cu obiectele din mediu. 01a.Cable Integrated Spot Welding Robot -- The New FANUC R-2000iB 210FS Robot-2m16s.flv

*

*

*Procedeul de mbinare KAWASAKI este aplicabil materialelor metalice uoare (aliaje de aluminiu, magneziu), dar i pt. table din oel, este foarte rapid (cteva secunde) fiind compus din trei etape:-1. Scula de mbinare 1 apas piesa superioar 3 n timp ce se rotete, datorit frecrii i nclzirii materialului acesta devine plastic (se ajunge la 0,8 temperatura de topire) i permite penetrarea.- 2. Bolul 1 este complet nglobat n materialul celor dou piese de mbinat, umrul 5 apas materialul refulat un timp prestabilit.- 3. Rotaia sculei nceteaz i scula este ndeprtat. Sudarea prin frecare cu element activ rotitor a fost inventat la Cambridge, Institutul de tehnologii prin sudare, 1991.

*Materialul n stare plastic curge n direcie axial 2 i radial 3 datorit antrenrii n micare de rotaie de ctre scul

*COMPARAII CU ALTE PROCEDEE DE MBINARE PRIN PUNCTERezistena la traciune a mbinrii FSJ comparativ cu nituirea i cu cea electric prin puncteRezistena la traciune a mbinrii FSJ comparativ cu cu cea electric prin puncte01b.Friction spot joining for steel automotive doors Kawasaki Robot-2m.mp401c.StiRoLight - Robotic Friction Stir Welding - FFI project-3m38s.mp4

*Soluia FSJ robotizat Soluia FSJ staionar

*Simplitatea sistemului robotizat FSJ comparativ cu cel bazat pe mbinare electric prin puncte

*Sudarea cu arc electric n mediu protector este una din cele mai rspndite metode de sudare aplicat n construcia de maini, fiind automatizat cu succes prin intermediul RI. Cele mai des aplicate metode sunt: MAG (Metal Activ Gaz) care utilizeaz CO2, MIG (Metal Inert Gaz) gaz protector He, Ar, WIG, TIG (Wolfram, Tungsten, Inert Gaz), EBW (Electron Beam Welding), LBW (Laser Beam Welding).RI sunt implicai n operaii de sudare cu arc electric, fie n sudarea propriu-zis manipulnd capul de sudare ca end-efector, fie poziionnd i orientnd semifabricatele n raport cu capul de sudur fix, fie efectund operaii auxiliare ca aducerea/evacuarea pieselor la/de la dispozitivul de sudare, asamblnd/ dezasamblnd semifabricatele n/din dispozitiv.

*ACCESORII ALE ROBOTILOR PENTRU SUDURA CU AR ELECTRICC1-Robotul industrial; 2-Controlerul robotului; 3-Control Panel (Flex Pendant); 4-Sursa de putere si sistemul de rcire cu ap/aer; 5,6,7-Tubulatur i mecanismul de avans al srmei de sudur; 8-Endefectorul; 9-Sistem de protecie anticoliziune; 10-dispozitiv de curire a suflaiului; 11-Dispozitivul de calibrare a srmei de sudur; 12-Sistem de nmagazinare colac srm.

DISPOZITIV DE ALIMENTARE CU SRM PENTRU MIG/MAGViteza de avans a srmei este programabil prin FlexPendant.

*TANDEM MIGTandem MIG este un procedeu de sudur cu arc care lucreaz simultan cu dou srme de sudur, ca efect productivitatea crete, vitezele depind 5m/min (mai mult dect dublul vitezei atinse de MIG clasic) i cantitatea de material depus mai mare dect 16kg/or. Se utilizeaz n procese de sudur automatizate robotizate sau nu Controlerul coordoneaz cele dou sursele de putere i mecanismele de avans ale srmelor conform procedeului de sudur programat. Avantajele procedeului de sudur Tandem MIG: calitate superioar a sudurii; aport de cldur mai mic, deci deformaii mai reduse; mai puini stropi; o bun sudare a pieselor subiri.Limitri: suduri tip custur de dimensiuni mici: suduri cu traiectorii complicate i raze de curbur mici.

www.lincolnelectric.comA-surse de putere; B-mecanisme de alimentare cu srm; C-cabluri de alimentare; D-cabluri semnal; E-cabluri legare la pmnt;F-controler; G-pistol de sudur Tandem; H-suport.n figura de mai sus nu sunt reprezentate: dispozitivul de curire a pistolului de sudur; dispozitivul de ndreptare a srmelor; modului de rcire cu ap a pistoluluiabAlimentarea cu curent electric:a-Alimentarea standard: arcul principal cu curent continuu (maxim penetrare i vitez), tensiune constant, arcul secundar CC tensiune pulsatoare (aport de cldur diminuat, interferen ntre arce minim, rcire sudur);B-Alimentare opional CC pulsator la ambele arce, se utilizeaz la sudarea pieselor subiri, tensiunile pulsatorii trebuie sincronizate vrful uneia corespunde cu zero pentru cealalt. Vezi: 02.Lincoln Electric Tandem MIG High Deposition Welding.flv-3 min 36 sec

SUDUR CAP LA CAP PRIN FRICIUNEVezi: 03a.Thompson truck banjo axle friction welding machine.flv-2m,03.b.Thompson -Friction welding API drill pipe for oil exploration.flv-2m31s. 03c.Friction welding copper to aluminium electrical components-1m.flv, 03d.Fully Automated Piston Rod Friction Welding Cell - Manufacturing Technology, Inc-7m40s.avi1. PRECONTACT. O pies este staionar prins ntr-un dispozitiv nerotitor, cealalt este centrat i fixat ntr-o mandrin universal2. AMORSARE. Universalul este accelerat la turaia de regim, piesele sunt aduse n contact.3. PRIMA FAZ DE FRICIUNE. Crete fora axial, continu rotaia, materialul devine plastic i ncepe procesul de extrudare4. A DOUA FAZ DE FRICIUNE. Se aplic n continuare fora axial, se menine turaia, pn ce suficient material este extrudat.5. FORJAREA. nceteaz rotaia, Se aplic fora axial i se menine pn ce piesele se solidarizeaz6. FINALIZARE. Eliberare ansamblu sudat din dispozitive i extragere. Uneori se ndeprteaz prin strunjire o parte din marerialul extrudat. thompson-friction-welding.co.ukPe lng materiale metalice de aceeai natur mai pot fi sudate combinaii ntre alije oel-Al-Cu-Ti

*Aplicaii tipice ale sudrii prin friciunePiese mici Piese mijlociiPiese mari

SUDUR ELECTRIC CAP LA CAP PRIN PRESIUNESudura electric cap la cap prin presiune se bazeaz pe cldura degajat n zona de contact ntre dou piese metalice, prin efect Joule Lenz ( ) i pe aplicarea unei fore axiale de compresiune. Anumite tehnologii mai adaug efectul protector al gazului inert, rotirea arcului printr-un cmp magnetic aplicat din exterior. Metoda se aplic pentru piese tubulare, este foarte productiv, precis i are o repetabilitate foarte bun (constana parametrilor). Etapele sudrii cap la cap sub presiune prin procedeul KukaVezi:04.KUKA-416_hs_magnetarcschweissen.mpg-46 sec

*PARTICULARITI ALE RI DE SUDARE CU ARC:

- sistemul de conducere a RI este de tip traiectorie continu (continuous path);- programarea on-line prin antrenare sau off-line pe calculator incluznd i simularea;- micrile pe care trebuie s le efectueze RI sunt complexe: - traiectorii de esere (weaving) realizate de vrful electrodului;- apropiere, ndeprtare de rost (stickout);- depunerea de mai multe straturi de sudur (multipass); - RI trebuie s fie dotat cu un sistem senzorial de urmrire a rostului de sudare.- avndu-se n vedere periculozitatea deteriorrii capului de sudur prin coliziune, se recomand utilizarea modulelor de protecie la coliziune (vezi figura alturat);- majoritatea RI de sudare sunt acionai electric i doar n situaii excepionale cnd se lucreaz cu capete de sudare grele se utilizeaz RI hidraulici.

*Caracteristici generale ale RISJ. Norberto Pires a. Welding Robots. Technology, SystemIssues and Applications. Springer-Verlag London Limited 2006

1REPERABILITATEUzual 0,1mm, dar posibil > 0,03mm2VITEZ< 5 m/s3ACCELERAII< 25 m/s2 (2,5g)

4CAPACITATE DE NCRCAREUzual 2-3 kg, posibil< 750 kg

5RAPORT MAS RI/CAPACIT. NRCRC. 30- 406NUMR AXE67COMUNICAIIProfibus, can, devicenet, ethernet, canale seriale RS232 i RS4858CAPACITI INPUT-OUTPUTDigitale i analogice, PLC (Programmable logic controller-automat programabil )

EXEMPLE DE RI PENTRU SUDURA CU ARCA. ROBOTI IN COORDONATE UNGHIULARE www.abb.com/roboticsABB IRB 140

*

*Vezi: 05.ABB IRB140 Roboter - schweien.mp4-1min 35 sec

*www.abb.com/roboticsABB IRB 1410RI ABB IRB 1410 este optimizat pentru sudura cu arc: este un robot zvelt, cu articulaii avnd gabarit mic, cablurile sunt integrate n antebra, este robust i silenios.

Acesta este integrat n sistemul ArcPack Lean 1410 care are o echipare minimal pentru executarea de suduri de dimensiuni mici i medii n producia flexibil pentru firme mici sau medii care au nevoie de un RI de sudur.

Pachetul de baz ($35,000) este compus din: un RI IRB 1410; un controler compact IRC5; o unitate de putere Fronius TransSteel 3500 power supply i un dispozitiv de alimentare cu srm i un suflai Tregaskiss 500 Amp rcit cu aer. Kitul poate fi instalat i reglat rapid n 3-4 ore.

Controlerul IRC5 este compact, include un FlexPendant, este protejat contra agresiunilor din mediu, are dou canale Ethernet (unul pentru LAN altul pt. conex. local), dou canale seriale pt. comunicarea cu senzori, uniti I/O.Vezi: 06.ABB IRB 1410 with positioner.mp4-54 sec

*

*K6-Arc KUKA

*CAPACITATEA DE NCRCARE A ROBOTULUI K6-ARC 1, 2, 3 -localizarea sarcinilor suplimentareVezi: 07.JANTZ CANADA Pre engineered welding cell-CO2-Kuka KR6-2m.flv

*07b.Low Cost Arc Welding Robot - New FANUC ARC Mate 0iA Robot Welds a Seat Fixture-2m17s.mp4

*

*Robot hexamobil montat pe un portal simplu

*Vezi: 08a.Gantry Robot Welding Cell.flv-1min 23 sec; 08b.Arc Welding Ships - Kawasaki Robotic.flv-10 min

SISTEME DUAL- ARCCelula de sudur Dual Arc KUKA este format din doi roboi KR6 sincronizai i un poziioner cu micare de rotaie orizontal, deci n total 2x6+1=13 grade de mobilitate.Unul din roboi are funcia de master cellalt de slave. Vezi: 09.Robotics Arc Welding master slave KUKA industrial robots.flv-2 min 43 sec

*Sistemul DualARM integreaz doi roboi ARCMate 120 comandai printr-un singur controler, o singur consol de antrenare (teaching pendant), cu efecte economice evidente: cost redus hardware i software, mrirea productivitii programrii i simulriiVezi 10.mj_dual_arm_weld.wmv-50 sec

*B. ROBOTI IN COORDONATE CARTEZIENE PENTRU TIERE CU FLACR OXIGAZ, PLASM Mas de susinere cu aspirare segmentar(vezi slide urmtor)

*TIERE A PIESELOR METALICE CU PLASM

4.1.1. SISTEMUL TACTIL ABB SmarTac PENTRU DETERMINARE A POZITIEI ROSTULUI DE SUDURA LA SUDAREA CU ARC A MATERIALELOR METALICE

Funcia senzorilor necesari sudurii adaptive cu arc electric sunt:Detectarea muchiilor zonei de sudat prin: Senzori tactiliSenzori de proximitateUrmrirea traseului prin:Vedere artificialLaserIntermediul arcului electric de sudur4.1. SENZORI TACTILI UTILIZAI N CONTROLUL ADAPTIV AL SUDRIIPrincipiul de funcionare: se aplic o tensiune electric continu (7- 40V) fie capului de sudur, srmei, piesele de sudat sunt mpmntate, apoi endefectorul RI atinge piesele ntr-un numr predeterminat de puncte, cazuri n care circuitul se nchide, RI se oprete din micare i controlerul memoreaz configuraia braului robot, dup trei palpri n plane perpendiculare acesta calculeaz poziia unui punctului, operaia se repet pentru cte puncte sunt necesare.Vezi: 11.Motoman Robotics Sensing for Arc Welding.flv-3min 20 sec

*n exemplul din figura alturat Sistemul ABB SmarTac identific punctul de unde trebuie s aplice cordonul de sudur prin trei atingeri ale celor dou plci (sunt determinate trei coordonate carteziene n spaiul 3D). Operaia dureaz 2-4 secunde depinznd de mrimea pieselor. Funcia de cutare poate fi utilizat pentru determinarea punctelor de start i de terminare a zonelor liniare de sudat, pentru traiectorii curbe fiind necesare mai multe puncte intermediare funcie de curburi i de precizia necesar.

* 4.1.2. SISTEMUL TACTIL TOUCH SENSING - Kawasaki PENTRU DETERMINARE A POZITIEI ROSTULUI DE SUDURA LA SUDAREA CU ARC A MATERIALELOR METALICESistemul este utilizat nainte de a se demara procesul de sudur. Se utilizeaza robotul ca instrument de determinare a poziiei reale a rostului de sudur prin atingere cu capatul srmei de sudur a unei mulimi predeterminate de puncte situate pe suprafeele rostului (este rezolvat problema cinematic direct). n momentul atingerii formndu-se arcul, este sesizat contactul, dup care RI i retrage rapid endefectorul pentru testatea altui punct. RI este echipat complet pentru sudura MIG/MAG i anterior a trecut pe la postul de calibrarea a lungimii srmei de sudur.Ciclul de lucru:- Piesele de sudat sunt deja prinse dispozitiv.- Sistemul este conectat la sursa de curent, se lucreaz cu > 400V. Utilizatorul selecteaza unul din pattern-urile rostului de sudur i comanda RI s ruleze programul de cutare.

Softul determin poziia real a rostului i punctul de ncepere a procesului de sudare (4 in figura de mai sus)

Softul Touch Sensing Kawasaki poate calcula poziiile si orientrile corecte i pentru piese plasate una peste alta prin declararea unor frame-uri.Vezi:12.Fanuc Touch Sense for Adaptive Welding.flv-35 secUn sistem similar a fost dezvoltat i de Fanuc. Sistemele TouchSensing sunt soluii ieftine pentru firmele care implementeaz sudura cu arc electric adaptiv

*4.2. SENZORI DE PROXIMITATE UTILIZAI N CONTROLUL ADAPTIV AL SUDRII Senzorii de proximitate (SP) au aceeai funcie cu a celor cu contact n determinarea traiectoriei pe care trebuie s o reproduc RI n procesul de sudur continu. Actualmente sunt din ce n ce mai utilizai fiind noncontact sunt ieftini, fiabili, au dimensiuni mici.Se utilizeaz SP inductivi care sunt plasai adiacent capului de sudur astfel nct s nu incomodeze micrile acestuia n timpul executrii cordonului de sudur. Fiind un senzor non-contact poate fi integrat ntr-un sistem adaptiv care monitorizeaz permanent procesul, astfel pot fi corijate diferenele dintre traiectoria programat i cea real care este afectat de erori de la pies la pies, plus erorile care apar din cauza deformaiilor termice.Un proces adaptiv bazat pe senzori de proximitate este mai ieftin i rapid dect unul care se bazeaz pe senzori contact.

4.3. SENZORI VIZUALI UTILIZAI N CONTROLUL ADAPTIV AL SUDRII n general piesele din tabl nu pot fi precis poziionate i orientate n dispozitivele de prindere dect cu cheltuieli relativ mari, n consecin mai eficient este implementarea unor sisteme adaptive.Tehnologia ABB TrueView cu o singur camer video rezolv simplu problema de mai sus. Camera este integrat elementului final al RI mpreun cu un sistem de iluminare a zonei de interes. Sistemul preia dou imagini din doua poziii apropiate pe care le analizeaz, ca rezultat este calculat poziia piesei (coordonatele X,Y,Z) i rotaia dup axa Z. Aceste date sunt transmise la controlerul RI via ethernet. Software-ul de comand face automat coreciile traiectoriei endefectorului robotului n conformitate cu poziia i orientarea real a piesei. Sistemul este mai ieftin i mai uor de calibrat comparativ cu cele care utilizeaz dou camere video sau laser.Vezi: 12.PA-Racking-02.mpg-, 13.TrueView Bin Picking with ABB Robot.flv-1 min 4.3.1. SISTEMUL ADAPTIV VIDEO TrueView CU O SINGUR CAMER

*4.4. SISTEME DE CONTROL ADAPTIV CU SENZOR VIZUAL LASER PENTRU SUDAREA CU ARC A MATERIALELOR METALICERICamervideolaserSuflaiCamera video laser este instalat la mic distan dup pistolul de sudura, este focalizat pe rostul de sudur n faza anteproces, pe poriunea de custur care tocmai a fost realizat, n timpul procesului de sudare.Cu ajutorul acestui sistem se pot identifica zonele n care din anumite cauze sudura este ntrerupt, capetele sudurii, se efectuaz ghidarea 3D adaptiv n timp real a suflaiului.Performanele camerei video laser

Plaja zonei de focalizare 60 ... 90 mm. Rcire cu aer sau ap. Protecie prin scut metalic. Protecie lentile prin curent de aer laminat i posibilitate de schimbare rapid. Frecvena de scanare 20 ... 60 Hz. Viteza de urmrire max. 2.5 m/s. Tipul razei laser nu necesit protecii speciale pentru operatorii umani aflai n proximitate.Scut4.4.1. SISTEMUL DE CONTROL ADAPTIV CU SENZOR VIZUAL LASER KAWASAKI

Scanare dinamic pentru recunoaterea geometriei elementelor supuse sudrii. Gurile, mbinrile i rosturile sunt recunoscute i sunt memorate poziiile i orientrile acestora. Aceste informaii sunt utile n timpul desfurrii programului de sudare adaptiv ca elemente de comparaie.Scanarea static este util pentru suduri discontinue.Vezi: 14.KAWASAKI-plasma weld stainless.mpg-1min 14 sec15.Arc Welding Ships - Kawasaki Robotic.flv-10 min

*4.4.2. SISTEM DE CONTROL ADAPTIV CU SENZOR VIZUAL LASER PENTRU SUDAREA CU ARC A MATERIALELOR METALICE ArcTool-Fanuc RoboticsPentru efectuarea controlului adaptiv la sudarea cu arc se utilizeaz software-ul ArcTool care pe baza informaiilor culese de senzori, n principal senzorul vizual cu laser, efectueaz n timp real corecia urmtorilor parametri ai procesului de sudare: estura, viteza suflaiului, viteza de avans a srmei de sudur, tensiunea electric.

Algoritmul de optimizare poate fi definit de utilizator, sau mbuntit de acesta conferind acestuia o flexibilitate practic nelimitat. Sistemul senzorial ServoRobot are capacitatea de a identifica piesa, zona de sudare, s urmreasc rostul de sudare, s efectueze sudur multistrat pornind de la memorizarea unei traiectorii de baz.

abcEtapa de scanare laser a rostului de sudare i memorarea parametrilor geometrici ai acestuia Sudarea cu arc adaptiv dinamic, se utilizeaz acelai senzor laser ca n etapa aCteva tipuri de sudur cu arc pe care le poate efectua sistemul ArcTool.

*SCHEMA BLOC A ALGORITMULUI DE CONTROL ADAPTIV

*4.4.3. SISTEM DE CONTROL ADAPTIV BAZAT PE MULTISENZORI INCLUZND SENZORI VIZUALI, APLICABIL PENTRU SUDURA MIG/MAG, European Centre of Mechatronic-Aachen

Sursa: European Centre of Mechatronic-AachenSistemul senzorial pentru urmrirea dinamicii procesului de sudur: Scaner optic, pentru urmrirea rostului de sudare Camera CCD (Charge-Coupled Device), pentru urmrirea zonei de sudare.

*CAMERA CCD PENTRU URMRIREA ZONEI DE SUDAREPentru culegerea informaiilor direct din zona de sudare se utilizeaz o camera CCD. Deoarece mediul este puternic perturbat este nevoie de un sistem care s filtreze zgomotele. A fost adoptat o procedur de achiziie a distanelor din zona de sudare bazat pe o dubl triangulaie, astfel este posibil eliminarea efectelor umbrelor i reflexiilor.Sursa: European Centre of Mechatronic-AachenSalt peste principiul triangulaieiClic pentru explicaii principiul triangulaiei

*1. Triangulaia este procedeul de determinare a coordonatelor i distanei unui punct pe baza relaiilor asociate triunghiului oarecare (teorema sinusului) cnd se cunosc: distana dintre cele dou puncte de observaie i unghiurile de observaie. Iniial a fost pus la punct n navigaia maritim (detaliere). 2. Senzorul triangular laser: sursa de lumin este tip LED sau laser, receptorul poate fi un detector de poziie (PSD-Position Sensitive Detector) sau un dispozitiv cu matrice de senzori ca de exemplu CCD (Charge Couple Device). TRIANGULAIA OPTICPrimul (PSD) genereaz un singur semnal la ieire, are un timp de rspuns redus deoarece postprocesarea este simpl i are un gabarit foarte mic, al doilea (CCD) se utilizeaz cnd obiectul observat este neregulat sau transparent. De obicei distana de msurare este de maximum 0,5m. Se observ din figura de mai sus c dac inta i schimb poziia fa de cea de referin, fenomenul se reflect n schimbarea poziiei spotului luminos pe suprafaa senzorului receptor. Salt peste calcul triangulatie

*abc

*n figura de mai sus este prezentat un sistem mecatronic de urmrire a rostului la roboii de sudur [DUM96a]. Baleierea seciunii urmrite se realizeaz cu ajutorul unei oglinzi basculate de un motor. Unghiul de basculare este msurat cu un senzor de poziie i poate fi variat n limite foarte largi, la fel ca i frecvena de baleiere.Pentru o aplicaie normal de sudur robotizat unghiul de baleiere este de 40 , frecvena de 10 baleieri/sec, fiecare profil fiind reconstituit prin 200 de distane msurate ntr-un domeniu cuprins ntre 80140 mm fa de axa de baleiere, cu o rezoluie de 0,3 mm. Prelucrarea informaiilor presupune citirea, la fiecare 400 ms, a senzorului CCD, comprimarea datelor, reconstituirea profilului i comanda aciunilor corespunztoare, legate de corecia traiectoriei i de adaptarea parametrilor procesului de sudur.J. Norberto Pires a. Welding Robots. Technology, SystemIssues and Applications. Springer-Verlag London Limited 2006 Schema de principiu a sistemului de urmrire a rostului de sudare cu scanner laser n combinaie cu metoda de triangulaie

*SCANERUL OPTIC PENTRU URMRIREA ROSTULUI DE SUDARESursa: European Centre of Mechatronic-Aachen

*ARHITECTURA SISTEMULUI DE PROCESARE A PARALEL A SEMNALELORSursa: European Centre of Mechatronic-AachenSistemul de procesare paralel a semnalelor are numeroase avantaje comparativ cu cel convenional bazat pe BUS: vitez de procesare mai mare, integrarea uoar a diferitelor tipuri de senzori pe o platform modular.

*Sursa: European Centre of Mechatronic-AachenFluxul informaiilor este mprit n trei faze: monitorizarea datelor de proces, validarea datelor i interpretarea variabilelor pentru a se obine parametrii procesului

*4.5. SISTEM DE CONTROL ADAPTIV PENTRU URMARIRE A ROSTULUI DE SUDURA LA SUDAREA CU ARC A MATERIALELOR METALICE PRIN INTERMEDIUL ARCULUI ELECTRICSistemul de control adaptiv RTPM este aplicabil pentru sudarea MIG, TIG sau plasm, unde se fac micri de esere. Controlerul RI este interfaat cu un modul pentru msurarea precis a tensiunii instantanee a procesului de sudur prin care se obin informaiile asupra poziiei reale a srmei relativ la poziia corect efectundu-se dinamic coreciile necesare.Sistemele adaptive care utilizeaz ca senzor arcul electric sunt n general mai ieftine cu 10% comparativ cu cel laser sau video.4.5.1. SISTEM DE CONTROL ADAPTIV RTPM (Real Time Path Modification Tracking System)- KAWASAKI

*4.5.2. SISTEM DE CONTROL ADAPTIV ABB WeldGuide III (S)Sistemul adaptiv ABB WeldGuide III utilizeaz doi parametrii: tensiunea i intensitatea curentului din timpul sudrii MIG/MAG. Frecvena mare a msurtorilor 25KHz n combinaie cu urmrirea patternului programat al sudurii asigur o calitate superioar a mbinrii. Sursele de putere moderne pentru sudur au controlere care menin parametrii curentului n limite ct mai strnse, n consecin utilizarea curentului furnizat de acestea pentru controlul adaptiv este forte dificil. ABB WeldGuideIII folosete un senzor extern de curent i unul adiional de tensiune care lucreaz cu frecven mare. WeldGuideIII este integrat cu sistemul de control ABB din a cincea generaie IRC5.FlexPendant-ul utilizat de ABB WeldGuiden cazul n care sunt necesare mai multe cordoane de sudur depuse n aceeai zon sistemul memoreaz cele depuse anterior i astfel le plaseaz corect i pe celelalte.

*Modulul Adaptive Fill Mode permite adaptarea la diversele valori ale rostului.Date tehnice:Frecven msurri parametrii curent 25kHz;Limea minim de sudare 1.5x diametrul srmei.Incrementul de corecie pe vertical, orizontal 0,01mm.Incrementul real al tensiunii 0,1V.Incrementul real al curentului 1A.

Configuraii ale sistemului WeldGuide IIIVezi: 16.ABB Robotics - Adaptive Arc Welding using WeldGuide III.flv-2 min 30 sec

*****************************************