풍력 터빈용 레이저 심 추적 센서

자동 용접 공정을 업그레이드하고, 용접 제품의 품질을 높이고, 용접 효율성을 개선하고, 비용, 위험 또는 불필요한 낭비를 줄이고 싶다면 당사의 레이저 솔기 추적 용접 센서를 사용해 보세요.

이렇게 거시적인 관점에서 보면 레이저 솔기 추적과 같이 전문화된 기술이 의미 있는 역할을 한다고 주장하는 것은 약간 터무니없는 것처럼 보일 수 있지만, 이 기술을 완전히 활용한다면 상당한 이점을 얻을 수 있습니다. 레이저 솔기 추적이 에너지 절약의 주요 원동력이 아닐 수 있지만, 이 문제를 직접 해결하는 용접의 다른 발전을 가능하게 합니다.

해상 풍력 설비는 주로 풍력 터빈 강철 구조물용 레이저 솔기 추적 센서로 구성됩니다. 이를 효율적으로 생산하는 것은 전반적인 탄소 발자국에 중요합니다. 아크 용접 전원의 효율성은 이미 주전원 주파수 변압기 기반 장치를 현대 전력 트랜지스터와 고속 전자 제어를 사용하는 고주파 인버터로 대체하면서 도약했습니다. 전원 자체를 훨씬 더 효율적으로 만들었으므로 다음으로 더 어려운 단계는 용접 공정의 효율성을 개선하는 것입니다.

두 개의 금속 조각을 용접으로 접합하는 데는 두 조각 사이의 계면을 녹여 단일 용융 웅덩이를 형성한 다음 응고시켜 두 부분이 하나가 되므로 분명히 상당한 열이 수반됩니다. 용접 영역은 강철의 경우 약 1500도인 용융점 이상으로 가열한 다음 주변으로 냉각시켜 열이 대부분 환경으로 방출되도록 해야 합니다. 사용되는 열량을 줄이는 방법은 일반적인 환경적 측면에서뿐만 아니라 특정 용접 측면에서도 유익합니다. 예를 들어 변형을 줄이는 것입니다.

두 부분이 맞닿아 있는 경우, 목표는 인터페이스 양쪽의 모재의 매우 얇은 조각만 녹여 열 입력을 최소화하는 것입니다. 이를 달성하기 위해 열 적용을 정밀하게 제어해야 하며 실제 조인트 위치의 고급 감지와 열 전달의 정밀한 제어가 필요한지 쉽게 알 수 있습니다. 따라서 일반적으로 조인트 위치를 감지하는 이점은 분명합니다.

촉각 솔기 추적
이름에서 알 수 있듯이 촉각 센서는 접촉 프로브를 사용하여 용접 이음매에 물리적으로 접촉합니다. 토치 위치가 작업물에 비해 변하면 프로브가 반대 방향으로 휘고 컨트롤러가 조정하여 토치를 원래 위치로 되돌립니다. 촉각 이음매 추적 시스템은 크고 뚜렷한 형상의 용접 이음매에 가장 적합합니다. 용접 이음매가 너무 작으면 프로브가 이음매와 접촉하지 않고 용접 토치가 트랙에서 벗어날 수 있습니다.
 

아크 솔기 태킹을 통해
트로프 아크 심 추적 시스템은 전압, 전류 및 와이어 공급 속도 센서의 피드백을 사용하여 토치 위치의 변화를 식별합니다. 예를 들어, 필렛 조인트의 중앙을 용접하다가 한쪽으로 이동하기 시작하면 토치에서 작업까지의 거리가 감소하여 아크 전류가 증가합니다(CV 용접). 이 태킹 방법이 작동하려면 용접 토치가 용접 이음매에 수직으로 앞뒤로 진동해야 합니다. 그렇게 하면서 시스템은 용접 이음매의 왼쪽과 오른쪽에서 용접 전류를 지속적으로 비교합니다. 두 전류 피크 사이에는 중앙에 있어야 합니다. 트로프 아크 추적 시스템은 큰 베벨 및 필렛 용접과 같이 크고 뚜렷한 형상의 용접 이음매에 가장 적합합니다.
 

레이저 비전 솔기 추적
컬럼 및 붐 용접기 시스템을 사용한 레이저 비전 솔기 추적 데모 레이저 비전 솔기 추적 시스템은 부품 표면에 투사되는 레이저 리본을 사용하여 용접 솔기 전체에 뚜렷한 레이저 선을 만듭니다. 그런 다음 카메라를 사용하여 레이저 선을 약간 각도로 봅니다. 그 결과 용접 솔기의 형상과 정확히 일치하는 선 프로필이 만들어집니다. 그런 다음 선 프로필에 참조점이 생성되고 컨트롤러는 이 참조점이 용접 토치에 대해 동일한 위치에 유지되도록 필요한 모든 동작을 수행합니다. 레이저 비전 시스템은 매우 높은 해상도를 제공하여 크고 작은 용접 솔기를 모두 안정적으로 추적할 수 있습니다.

로봇 조작기를 사용한 풍력 터빈 빔 용접에 레이저 솔기 추적 센서를 사용하는 것은 시스템 가용성이 자본 비용 감소와 함께 증가함에 따라 더 광범위한 산업 응용 분야로 확대되고 있습니다. 기존에는 레이저 용접에는 높은 위치 지정 및 커플링 정확도가 필요했습니다. 부품 지오메트리 및 위치의 가변성과 공정 중에 발생할 수 있는 열 변형으로 인해 간단한 고정 장치를 사용하는 경우 조인트 위치와 피팅이 항상 허용 가능하거나 사전에 예측할 수 있는 것은 아닙니다. 이로 인해 가상 CAD/CAM 환경에서 실제 생산 현장으로의 전환이 사소하지 않아 소량 생산과 같이 짧은 부품 준비가 필요한 응용 분야가 제한됩니다. 엄격한 허용 오차가 없는 생산 시리즈에 레이저 용접 작업을 가능하게 하는 솔루션이 광범위한 산업 응용 분야에 필요합니다.

이러한 솔루션은 풍력 터빈의 레이저 심 추적 센서를 추적할 수 있어야 하며, 접합할 부품 사이에 형성되는 가변적인 갭도 허용해야 합니다. 이 작업에서는 외부 조명이 있는 회색조 동축 비전 시스템과 적응형 워블링 전략을 기반으로 하는 로봇 궤적에 대한 온라인 보정을 제조 공장의 전반적인 유연성을 높이는 수단으로 제안합니다.

개발된 솔루션은 두 개의 제어 루프를 사용했습니다.첫 번째는 로봇 포즈를 변경하여 다양한 궤적을 따르도록 할 수 있습니다.두 번째는 맞대기 접합 용접에서 형성된 갭의 함수로 원형 흔들림의 진폭을 변경할 수 있습니다.복잡성이 증가한 301 스테인리스 스틸로 맞대기 접합 용접의 데모 케이스를 사용하여 솔루션의 효능을 테스트했습니다.이 시스템은 최대 용접 속도 25mm/s에서 2mm 두께의 평면 스테인리스 스틸 시트에서 성공적으로 테스트되었으며 각각 0.325mm 및 4.5도의 최대 위치 및 요 방향 오류가 발생했습니다.개발된 제어 방법을 사용하면 최대 1mm 갭과 가변 갭 위치로 풍력 터빈용 연속 레이저 심 추적 센서를 구현할 수 있습니다.허용 가능한 풍력 터빈용 레이저 심 추적 센서 품질은 사용된 자가 용접 구성에서 최대 0.6mm 갭까지 유지될 수 있습니다.

풍력 터빈 가이드용 레이저 솔기 추적 센서는 용접 토치와 용접 와이어가 용접 갭을 따라 정확하게 배치되는 기술입니다. 용접 금속을 갭에 정렬할 때 다양한 허용 오차가 공간에서 용접 갭의 치수, 기하학 및 위치에 영향을 줄 수 있는 역할을 합니다.

설계에서 틈새가 똑바로 배치되어 있더라도 실제로는 고르지 않을 수 있으며 반대쪽 가장자리의 너비와 높이에 차이가 있을 수 있습니다. 이러한 차이는 고정 장치 유형이나 구성 요소의 자중과 같은 다양한 요인으로 인해 발생할 수 있습니다.

용접 공정 중에 설계 조치로는 거의 보상할 수 없는 또 다른 효과가 발생합니다. 즉, 열 변형입니다. 이러한 효과를 보상하기 위해 풍력 터빈용 레이저 솔기 추적 센서 기술이 개발되었습니다. 용접 솔기 안내에는 다양한 방법이 있지만 오늘날에는 고전적인 접근 방식이 덜 자주 사용됩니다.

전통적인 방법은 기계적 핀을 사용하여 용접 토치를 틈새로 안내하는 것입니다. 그러나 이 방법은 간섭(예: 핀 클램핑)에 대한 취약성과 간단한 기하학적 구조에 대한 제한적인 적용성으로 인해 요즘에는 거의 사용되지 않습니다. 또한 이음매의 높이에 대한 정보를 제공하지 않습니다.

오늘날의 최첨단 기술은 용접 공정 전에 접촉 없이 솔기의 기하학과 위치를 감지하는 광학 센서로 구성되어 있습니다. 이동 빔 가이드가 있는 포인트 레이저 거리 측정기가 일부 경우에 사용되었지만 풍력 터빈용 레이저 솔기 추적 센서가 점점 더 보편화되고 있습니다. 이러한 센서는 용접 토치 앞의 틈새의 3D 프로파일을 캡처합니다.

특수 솔기 추적 소프트웨어와 결합하여 데이터를 평가하고 최적 위치(x 및 z 평면에서)를 용접 시스템 또는 용접 로봇의 축 제어로 전송합니다. 그 결과, 열 변형이 발생하더라도 풍력 터빈용 레이저 솔기 추적 센서의 최적 위치를 언제든지 달성할 수 있습니다.

수저우 풀브이는 2019년에 설립되어 국내외 수천 명의 사용자에게 서비스를 제공했으며, 사용자로부터 만장일치의 인정을 받았습니다. 풀브이 3D 레이저 지능형 용접 이음매 추적 시스템은 국내외 주류 로봇 제조업체 간의 전체 커버리지 매칭을 달성했으며, 단순성, 신뢰성, 광범위한 사용이라는 특징을 가지고 있습니다. 이 회사는 개방적이고 맞춤형 광전자 센서 장비와 기술 서비스를 제공하기 위해 최선을 다하고 있으며, 항상 제품 품질과 사용자 경험을 우선시합니다. 장인으로서 지속적인 개선 정신으로 고객에게 신뢰할 수 있고 안정적인 제품을 제공합니다.