Automatyzacja spawania MIG

[DOHC]

Witam,

Panowie ostatnio tak sobie trochę dumam, narazie czysto teoretycznie nad automatyzacją spawania. Zacznijmy od metody mig mamy 4 czynniki które wpływają na proces (w uproszczeniu) posuw, napięcie łuku i natężenie prądu i szybkość spawania, w zasadzie wszystkie od siebie zależą.
Weźmy na warsztat jakiś prosty przykład powiedzmy mamy do zespawania dwie blachy, powiedzmy że robot spawalniczy wygląda jak ploter frezujący/plazma uchwyt spawalniczy zamocowany jak palnik plazmowy, ustawiamy na początku spawu, powiedzmy że mamy dobrane optymalne parametry np odległość końca drutu od blach 10 mm, prąd 80A, posuw drutu 5 mm/s, posuw palnika 10mm/s (dane z czapki). Spawamy i blacha zaczyna się wyginać i teraz jakie są metody wykrycia tego faktu, czy można zastosować układ podobny do thc ? czyli mierzyć napięcie łuku i np kompensować je zmianą prędkości podawanego drutu? Jak rozwiązane jest to w profi robotach spawalniczych ?

Pozdrawiam i licze na nawiązanie się dyskusji.

[qset]

Witam
Nie jest konieczny pomiar napięcia łuku spawalniczego bo urządzenia do metody MIG MAG posiadają charakterystykę stało napięciową - zasada samoregulacji długości łuku. W systemach zmechanizowanych bądź też zrobotyzowanych wysokość palnika lub korektę toru jazdy palnika koryguje się przez czujniki kontaktowe lub bezkontaktowo - laser. W najprostszych rozwiązaniach występują rolki prowadzące - wszystko zależy od kształtu i rodzaju wykonywanego złącza spawanego.

Pozdrawiam

[DOHC]

Witam
Nie jest konieczny pomiar napięcia łuku spawalniczego bo urządzenia do metody MIG MAG posiadają charakterystykę stało napięciową - zasada samoregulacji długości łuku. W systemach zmechanizowanych bądź też zrobotyzowanych wysokość palnika lub korektę toru jazdy palnika koryguje się przez czujniki kontaktowe lub bezkontaktowo - laser. W najprostszych rozwiązaniach występują rolki prowadzące - wszystko zależy od kształtu i rodzaju wykonywanego złącza spawanego.

Pozdrawiam

ok, a co jeśli chodzi o prąd ? jeśli mamy stałe napięcie to prąd zmienia się w zależności od długości łuku, prawda to ? Zastanawia mnie jak działa synergia w nowoczesnych migach.

Pozdrawiam

[cnccad]

Witam
Nie jest konieczny pomiar napięcia łuku spawalniczego bo urządzenia do metody MIG MAG posiadają charakterystykę stało napięciową - zasada samoregulacji długości łuku. W systemach zmechanizowanych bądź też zrobotyzowanych wysokość palnika lub korektę toru jazdy palnika koryguje się przez czujniki kontaktowe lub bezkontaktowo - laser. W najprostszych rozwiązaniach występują rolki prowadzące - wszystko zależy od kształtu i rodzaju wykonywanego złącza spawanego.

Pozdrawiam

to tylko teoria. Praktyka jest inna.
Mianowicie ...
Robot , to urządzenie do spawanie wielkoseryjnego. Jednostkowe spawanie jest po prostu nie opłacalne.
Stało napięciowość występuje w każdej spawarce podobnie jak i plazmie. Ale podnosząca się blacha pod wpływem temperatury ( odkształcenia ) spowoduje wzrost prądu i spadek napięcia w jakimś zakresie , po czym "zaklejenie" końcówki prądowej.
To powszechnie jest rozwiązane przy np. robotach w ten sposób że najpierw ustala się przed takim wielkoseryjnym procesem tak zwany WPS.
Co to takiego ten WPS
Wstępne Parametry Spawania
I one jako technologia do zautomatyzowanego spawania określają w jaki sposób należy spawać. To może być np. określenie kolejności szczepów , ich miejsc , kolejności spawów , ich długości i oczywiście samych parametrów łuku , czyli prądu i napięcia o ile jest możliwość regulacji napięcia.
Technolog tworzący WPS , bez problemu potrafi określić jakie i gdzie będą naprężenia wnoszone do spawanego elementu i jak długo ( długość spoiny ) należy dany odcinek spawać.
Przy spawaniu np. obwodowym , czy też prostoliniowym ( czyli w jednej osi ) nie ma potrzeby stosowania czujników. One sa tylko dodatkowym komfortem. Wówczas wystarczają czujniki ( palec ) tensometryczne. Są proste , skuteczne i najmniej zawodne.
Ale mają też swoje wady. Ich czułość zależy przede-wszystkim od temperatury otoczenia i tu przy spawaniu dużymi prądami stosuje się dodatkowe chłodzenie , by tensometr pod wpływem ciepła nie zaczął uciekać gdzieś na boki , w górę , w dół ...
Przy robotyzacji , to nie ma praktycznego zastosowania. Robot , czy też i jakiś ploter ma za dużo zmiennych i cała automatyka po prostu by szalała gdyż ciężko by było ustalić parametry spawania i oddziaływanie ich na czujniki.

[InzSpawalnik]

Wszystko prawda co CNC pisze .... tylko pare uwag:

WPS ( w polskiej leksykonografii ) - moze faktycznie oznacza "wstepne parametry spawania".
natomiast pochodzi od skrotu WPS - wywodzacego sie z jezyka angielskiego w ktorym to jezyku oznacza WPS - Welding Procedure Specification. I jest to moim zdaniem bardziej logiczna wersja. Dlaczego ?
pWPS - preliminary welding procedure specification (* na polskie "wstepne warunki spawania * ).
WPS - to juz okreslone I na koniec PQR - Procedure Qualification Record ... ok, madrej glowie dosc po slowie, jak ktos jest zainteresowany to sobie wygoogluje.

Parametry do spawania zautomatyzowanego niestety sa znacznie szersze niz tylko napiecie, natezenie, predkosc spawania.
Bardzo wiele w procesie spawania zalezy od grubosci I rodzaju material spawanego, od gatunku, sposobu przygotwania powierchni, katu rowka spaw, wysokosci tzw po angielsku "landing" oraz wielu iunnych rzeczy - nie bez znaczenia jest czy spawasz waski plaskownik czy krawedz wielkiej plyty - kwestia odprowadzania ciepla.
Same ustawienia spawarki - natezenie, napiecie, predkosc posuwu tak sa to zmienne ale tez biegunowosc, dlugosc wolnego wylotu elektrody, rodzaj gazu oslonowego I jego przeplyw, technika I kat nachylenia palnika. Na koniec dodaj jeszcze wstepne podgrzanie material a nawet temperature miedzysciegowa.... srednica drutu , gatunek drutu hehe

Jesli interesuje cie ten temat to sprawdz temat "kwalifikacje procedur spawalniczych" - tam sie dowiesz jakie parametry nazywane sa tzw "essential variables" a jakie nie sa owymi essential.

Odnosnie tematu samego natezenie I napiecia - I kwestii ich regulacji w zrodlach pradowych w urzadzeniach spawalniczych - na chlopski rozum postaram sie wytlumaczyc.
Ok masz palnikz ktorego wysuwa sie drut spawalniczy, luk itp. Przed spawaniem ustaliles oczywiscie idealne parametry - natezenie I posuw drutu. Zasadniczo zrodlo pradowe reaguje na dlugosc luku w taki sposob ze zwieksza natezenie kiedy napiecie luku spade ( drut jest blisko jeziorka ) I zmniejsza natezenie kiedy napiecie robi sie wyzsze. Na wskutek tego dlugosc luku jest mniej wiecej taka sama.
A teraz sprawa taka - spawacz trzyma bardzo wysoko palnik nad materialem co sie dzieje ?Wieksza czesc energii pradu spozytkowana jest na nagrzanie drutu spawalniczego zanim dotrze on w miejhsce luku elektrycznego .... I tu pojawia sie bardzo wazna kwestia - spawanie MIG ma swoja slaba strone - czasami dochodzi do braku przetopu - przyklejenia itp.
Trzeba trzymac jak najkrotszy luk.

[DOHC]

Naprawdę wielkie dzięki za odzew i garść informacji na temat przemysłowego procesu spawania robotami . Może przejdę do tego co mi chodzi po głowie i z czego to wynika. Jestem typem ludka który lubi drążyć jakiś temat, (ostatnio siedziałem nad linuxcnc i przygotowywałem sterowanie do mojej frezarki ale temat powoli się wyczerpuje). Jakiś czas temu zabrałem się za "poprawienie" mojego migomatu, mam małego wiekowego Esaba który zaczął trochę świrować, podawanie drutu było niestabilne stwierdziłem że należy wprowadzić cyfryzację i w podajniku zamiast silnika DC zamontowałem 1,5 NM silnik krokowy. Poskładałem sterowanie z wykorzystaniem atmegi8 w formie pająka, napisałem program i przeprowadziłem testy, wyniki były obiecujące bo podajnik był tak silny że nie było opcji go zatrzymać, problem w tym że sterowanie w formie pająka było tak mocno zakłócane że przy próbach spawania po kilku sekundach proc się resetował i po zabawie. Od tamtego momentu spawarka stoi już z rok a ja nie mam czasu tego dopiąć, niedługo będę potrzebował miga i pewnie kupie jakiegoś inverterowego chińczyka dlatego tego esaba mógłbym przeznaczyć na testy. Podajnik drutu w moim esabie fabrycznie zasilany był z głównego trafa a regulacja prędkości odbywała się przez zmianę poziomu wysterowania takiego dużego tranzystora, gdzieś wyczytałem w internecie że taki sposób sterowania (gdzie podajnik i jego zasilanie zależy od głównego transformatora) zapewnia samoregulacje procesu spawania (drut przyspiesza kiedy trzeba lub zwalnia) na ile to jest prawda? Jeśli tak rzeczywiście jest to moje próby zastosowania silnika krokowego i utrzymania stałej prędkości drutu były całkowicie bezsensowne.
Kolejna sprawa która mi się kołacze po głowie to ta synergia, nie ma o tym zbyt wielu informacji ale rozumiem że jest to "samoregulacja" spawarki. Weźmy pierwszą z brzegu stronę opisującą to:

http://www.twi-global.com/technical-kno ... dvantages/

Z opisu wynika że synergia występuje w spawarkach z funkcją pulsu ale na końcu jest takie zdanie:

Synergic control is also used in conventional MIG/MAG, in which the voltage is adjusted in relation to the wire feed. It is now possible to buy a 'synergic wire feeder' which performs this function in conjunction with a standard rectifier power source.

z czego wynika że synergia czyli jakaś forma samoregulacji procesu dostępna jest też dla tradycyjnych źródeł.

Podsumowując:

Chciałbym udoskonalić mojego miga i wykorzystać cyfrowe sterowanie prędkością i procesor do ułatwienia procesu spawania, w przyszłości chciałbym sprawdzićna ile da się zautomatyzować takie proste procesy jak spawanie po lini prostej lub obwodowo. Można by do kontroli podajnika wykorzystać linuxa cnc i HAL w nim zawarty czyli dostępne moduły PWM,STEPGEN, PID i właściwie czego tylko dusza zapragnie .

Wiem że temat jest szeroki dlatego chciałbym zacząć od stworzenia takiego "synergicznego" podajnika.

Czy możecie mi wyjaśnić na czym polega jego praca ?

Pozdrawiam i jeszcze raz dzięki za odzew

[qset]

Witam
Zasada samoregulacji długości łuku to nie tylko teoria - taka jest fizyka.
Co do synergi to sama w sobie nie jest samoregulacją parametrów spawania. Urządzenie bazuje na danych zapisanych w pamięci zazwyczaj są parametry w funkcji prędkości podawania drutu. Spawacz musi podać rodzaj i średnicę drutu, rodzaj gazu osłonowego oraz ustawić ustawić prędkość podawania drutu. Urządzenie na podstawie programu wystawia grubość spawanego elementu, napięcie, dynamikę (o wiele więcej parametrów w pulsie), które można jeszcze korygować. Kiedyś były próby tzw. quasi synergi nawet w zwykłych heblach (skokowa regulacja napięcia). Układ regulacji prędkości podawania drutu miał informację o położeniu przełącznika regulacji napięcia i na podstawie tego wystawiał prędkość i ewentualnie podpowiedź o doborze odczepu indukcyjności obwodu spawalniczego. Tu również była możliwość korekty. Urządzenia okazały się zbyt drogie, a każda zmiana drutu i gazu(inny producent) wiązała się ze zmianą ustawienia korekty czyli spawacz i tak musiał za każdym razem ustawiać urządzenie.
Swego czasu Esab wypuścił urządzenia z tzw. funkcją QSET , tu można mówić o samoregulacji parametrów spawania. Spawacz wystawiał tylko prędkość podawania drutu (nie podawał rodzaju i średnicy drutu oraz rodzaju gazu). Urządzenie ma szybki układ pomiaru napięcia łuku na podstawie tego dobiera parametry spawania. Jedyny minus tej funkcji to to że pracuje tylko w zakresie łyku zwarciowego(później proces staje się zbyt dynamiczny)
Pozdrawiam

[DOHC]

Witam
Zasada samoregulacji długości łuku to nie tylko teoria - taka jest fizyka.
Co do synergi to sama w sobie nie jest samoregulacją parametrów spawania. Urządzenie bazuje na danych zapisanych w pamięci zazwyczaj są parametry w funkcji prędkości podawania drutu. Spawacz musi podać rodzaj i średnicę drutu, rodzaj gazu osłonowego oraz ustawić ustawić prędkość podawania drutu. Urządzenie na podstawie programu wystawia grubość spawanego elementu, napięcie, dynamikę (o wiele więcej parametrów w pulsie), które można jeszcze korygować. Kiedyś były próby tzw. quasi synergi nawet w zwykłych heblach (skokowa regulacja napięcia). Układ regulacji prędkości podawania drutu miał informację o położeniu przełącznika regulacji napięcia i na podstawie tego wystawiał prędkość i ewentualnie podpowiedź o doborze odczepu indukcyjności obwodu spawalniczego. Tu również była możliwość korekty. Urządzenia okazały się zbyt drogie, a każda zmiana drutu i gazu(inny producent) wiązała się ze zmianą ustawienia korekty czyli spawacz i tak musiał za każdym razem ustawiać urządzenie.
Swego czasu Esab wypuścił urządzenia z tzw. funkcją QSET , tu można mówić o samoregulacji parametrów spawania. Spawacz wystawiał tylko prędkość podawania drutu (nie podawał rodzaju i średnicy drutu oraz rodzaju gazu). Urządzenie ma szybki układ pomiaru napięcia łuku na podstawie tego dobiera parametry spawania. Jedyny minus tej funkcji to to że pracuje tylko w zakresie łyku zwarciowego(później proces staje się zbyt dynamiczny)
Pozdrawiam

Dzięki sporo mi rozjaśniłeś. Przedewszystkim to że łatwo nie będzie .

Pozdrawiam