Взгляд в будущее: самообучающаяся система сварки

сварка будущего

Ученые разрабатывают принципиально новую систему сварки, которая позволит решить проблемы качества и продуктивности автоматизированных и механизированных сварочных систем. Гибкий и адаптивный формат обеспечивает самонастройку, поэтому система может быть интегрирована в различные производственные системы и роботизированные процессы.

Специалисты Лаппеенрантского технологического университета разрабатывают принципиально новую систему сварки, которая позволит решить проблемы качества и продуктивности автоматизированных и механизированных сварочных систем. Гибкий и адаптивный формат обеспечивает самонастройку, поэтому система может быть интегрирована в различные производственные системы и роботизированные процессы.

Функция самонастройки основана на новой системе датчиков, которая контролируется программой на основе нейронной сети. Наиболее часто в сварке применяется контрольный датчик, который отслеживает угол скоса кромки – один из основных параметров сварочного процесса. Новая система датчиков предусматривает также отслеживание температурного профиля (теплопроизводительность сварочной ванны) и формы сварочного шва. Контрольные данные передаются от датчиков в нейронную сеть, которая обрабатывает эти данные и может одновременно реагировать на изменение нескольких параметров.

«При обнаружении ошибки система исправляет ее непосредственно во время сварочного процесса, а также вычисляет вероятность других возможных ошибок. Поэтому конечный продукт не нуждается в проверке качества. Проблема автоматизированных сварочных систем заключается в том, что настройки задаются перед процессом сварки, и проверить качество результата можно только после завершения процесса. Новая система позволяет контролировать качество сварки в режиме реального времени», - объясняет руководитель проекта Маркку Пиринен.

При дуговой сварке в среде защитного газа на качество сварки влияют следующие факторы: ток сварки, напряжение дуги, скорость подачи электрода и положение сварочной горелки. Благодаря нейронной сети оператор может управлять этими переменными, устанавливая оптимальные интервалы значений, что гарантирует качество конечного продукта.

«На практике это означает, что когда параметры приближаются к предельным значениям, система корректирует процесс, чтобы переменные оставались в середине установленных интервалов – это позволяет избежать дефектов».

Дополнительная выгода: сварка металлоконструкций для использования в областях низких температур

Новая система отлично справляется со сваркой высокопрочных сталей: разница заключается только в том, что для твердых сталей оптимальные интервалы параметров более узкие, чем для конструкционных сталей. Высокопрочные стали используются для строительства в областях низких температур – например, в Арктике, где применяемые материалы должны быть легкими и прочными.

«Арктика предъявляет свои требования к качеству сварки: в теплых регионах качество сварки может быть на порядок ниже. На севере ошибки могут привести к катастрофе. Например, сварка должна выдерживать температуры до -60ºС. Безопасность при работе систем не должна вызывать ни малейших сомнений», - говорит Пиринен.

Система может применяться в различных областях – например, при производстве и контроле качества герметичных конструкций, контейнеров, трубопроводов, балочных конструкций. По мнению Пиринена, новая система принесет огромную пользу отрасли автоматизированной сварки.

«Благодаря новой системе процесс сварки становится более эффективным и экономным: после завершения процесса не требуется проверять качество сварки и исправлять недочеты. К сожалению, система предназначена только для автоматизированной сварки, поэтому ручную сварку роботы пока не выполняют».

Проект был выполнен в рамках программы Tekes TUTLI, нацеленной на внедрение результатов научных исследований в коммерческие и производственные процессы. 

Возврат к списку

Хотите подписаться на статьи электронного журнала "Электрорешения"?