Сварочный источник питания, являясь сердцем сварочного аппарата, напрямую определяет качество сварки и скорость её выполнения. Высокочастотный инверторный источник питания, являясь одной из самых передовых технологий в области сварочных источников питания, является лидером в развитии сварочной отрасли. Он сначала преобразует входной переменный ток в постоянный с помощью выпрямителя, а затем с помощью высокочастотного инвертора повышает частоту постоянного тока до более высокой частоты, обеспечивая эффективный, стабильный и точно контролируемый выходной ток для процесса сварки. По сравнению с традиционными сварочными источниками питания, высокочастотный инверторный источник питания обладает следующими существенными преимуществами:
- Эффективное использование энергии : КПД преобразования энергии может достигать более 90%, что значительно снижает потребление энергии, что соответствует современным концепциям развития экологичного производства, энергосбережения и сокращения выбросов. В крупномасштабном промышленном производстве это может значительно снизить затраты предприятий на электроэнергию и улучшить экономические и экологические показатели предприятий.
- Точное управление : благодаря передовой технологии высокочастотных импульсов высокочастотный инверторный сварочный источник питания обеспечивает регулировку сварочного тока с точностью до миллисекунд. Эта характеристика обеспечивает превосходную работу в условиях, требующих точной сварки, например, при микросварке электронных компонентов. Точное управление силой тока и формой волны обеспечивает качество и однородность паяных соединений, что значительно повышает выход готовой продукции.
- Компактность и высокая производительность : применение высокочастотной инверторной технологии значительно уменьшает габариты сварочного источника питания, делая его более портативным и гибким, а также удобным для переноски и использования в различных рабочих условиях. Кроме того, он обладает более высокой удельной мощностью и может использоваться для высокоинтенсивных сварочных работ, обеспечивая удобство при выполнении строительных и сварочных работ на месте в сложных условиях.
- Интеллектуальная работа : высокочастотный инверторный источник сварочного тока обычно оснащён передовой технологией цифрового управления и обладает интеллектуальными функциями, такими как адаптивная регулировка тока, хранение данных и анализ процесса. Оператору достаточно вводить соответствующие параметры через интерфейс человек-машина в соответствии с различными сварочными задачами, а источник питания автоматически регулирует рабочее состояние для реализации интеллектуальных сварочных процессов, что значительно повышает качество сварки и удобство эксплуатации.
![Великое открытие основных технологий сварочных аппаратов: от принципов к применению 1]()
Для автоматизированных сварочных аппаратов точное управление движением является ключевым фактором для достижения высокого качества сварки. Технология управления движением охватывает множество сложных и взаимосвязанных аспектов, таких как проектирование механической конструкции, выбор приводной системы и соответствующие алгоритмы программирования.
- Механическая структура : Механическая структура автоматизированной сварочной машины в основном включает в себя корпус сварочной машины, направляющие и ползунки, а также приводную систему. Корпус сварочной машины, как основной компонент исполнения, отвечает за выполнение различных сложных сварочных действий. Точность его конструкции и жесткость напрямую влияют на качество сварки. Направляющие и ползунки обеспечивают стабильную и точную траекторию движения роботизированной руки, гарантируя, что роботизированная рука может поддерживать высокую точность и высокую стабильность в процессе движения. Приводная система обычно использует высокопроизводительные двигатели, такие как серводвигатели, которые обладают преимуществами высокой точности, высокой скорости отклика и хорошей управляемости. Они могут точно контролировать положение, скорость и ускорение роботизированной руки в соответствии с инструкциями, выдаваемыми системой управления, реализуя различные сложные траектории сварки.
- Программирование управления движением : Для точного управления движением автоматизированного сварочного аппарата необходимы передовые технологии программирования управления движением. Это предполагает использование профессиональных библиотек управления движением или самостоятельную разработку специальных алгоритмов управления движением. Благодаря глубокому анализу и расчету кинематической модели и динамических характеристик роботизированной руки определяются траектории движения и скоростные режимы каждого сочленения, что обеспечивает плавное и точное перемещение роботизированной руки. Например, при сварке деталей сложной формы программирование управления движением позволяет точно контролировать траекторию движения сварочной горелки в соответствии с заданной траекторией сварного шва, обеспечивая однородность и эстетичность сварного шва, а также гарантируя стабильное качество сварки.
![Великое открытие основных технологий сварочных аппаратов: от принципов к применению 2]()
В процессе сварки, из-за различных факторов, таких как погрешности обработки заготовки, ошибки сборки и термические деформации во время сварки, фактическое положение сварного шва часто отклоняется от заданного. Появление технологии отслеживания сварного шва эффективно решает эту проблему. Она позволяет в режиме реального времени отслеживать изменения положения сварного шва и автоматически корректировать положение сварочной горелки, обеспечивая постоянное соответствие процесса сварки заданному шву, тем самым гарантируя стабильность и надежность качества сварки. Распространённые технологии отслеживания сварного шва включают в себя следующие два типа:
- Vision - based Weld Seam Tracking : Vision - based weld seam technology using the high-resolution visual CCD sensors to get the initial welding position information and using the advanced imaging algorithms and Intelligent control technologies in a independent guide the welding burner to exact move to the initial welding position. Сначала макрос CCD-датчика идентифицирует весь сварной шов, извлекает приблизительный контур и характерную информацию о сварном шве. Затем с помощью таких технологий, как сегментация изображений и подгонка данных, визуальная информация о фактическом сварном шве отделяется, и рассчитывается уравнение кривой сварного шва для определения начального значения начального положения сварки. На основе координат начального значения устанавливается точное окно поиска для дальнейшего точного расчета значений координат (x, y) начального положения сварки. В процессе сварки используется система составных фильтров для получения в реальном времени информации об изображении дуги MAG и переднего конца сварного шва. Благодаря алгоритмам обработки изображений в реальном времени, информация о контуре сварного шва и дуги быстро и точно получается, и на её основе рассчитывается отклонение положения сварного шва. Траектория движения робота своевременно корректируется для отслеживания сварного шва в реальном времени.
- Отслеживание сварного шва с помощью качающейся дуги : Технология отслеживания сварного шва с помощью качающейся дуги использует датчик дуги в качестве ядра и использует изменения таких параметров, как напряжение и ток, во время качания дуги, для определения отклонения положения сварного шва. Датчик дуги, как устройство, работающее в режиме реального времени, обладает такими важными характеристиками, как простая конструкция, низкая стоимость и высокая скорость отклика по сравнению с другими типами датчиков. Система отслеживания робота для дуговой сварки, основанная на измерении качающейся дуги, включает в себя основные функциональные модули, такие как робот для дуговой сварки, датчик и устройство сбора сигналов, контроллер DSP, коммуникационный модуль и программное обеспечение для отладки моделирования. В процессе сварки сварочная горелка управляется для качания дуги с определенной частотой и амплитудой, при этом сигналы изменения таких параметров, как напряжение и ток дуги, собираются в режиме реального времени. Контроллер DSP быстро анализирует и обрабатывает собранные сигналы, оценивает отклонение положения сварного шва и своевременно корректирует положение и положение сварочной горелки в соответствии с величиной отклонения для достижения точного отслеживания сварного шва.
Благодаря стремительному развитию технологий искусственного интеллекта и автоматизации, интеллектуальная технология управления находит все более широкое применение в сварочных аппаратах, обеспечивая мощную техническую поддержку для интеллектуализации, автоматизации и повышения эффективности процесса сварки.
- Моделирование и управление динамическим процессом сварки : Для того, чтобы интеллектуальная система сварочного робота эффективно контролировала качество сварки, необходимо провести глубокое исследование и точное описание законов и моделей динамического процесса сварки. Однако из-за большого количества неопределенных факторов, влияющих на динамический процесс дуговой сварки, таких как колебания свойств материала, изменения в среде сварки и корректировка параметров сварки в реальном времени, получить точную математическую модель крайне сложно. Для решения этой проблемы исследователи используют передовые алгоритмы получения приблизительных знаний для извлечения полезной информации из прямых и косвенных экспериментальных данных, измеренных датчиками в процессе сварки, и создания модели знаний сварочного процесса. Эта модель знаний, являясь важной основой для проектирования интеллектуального контроллера для процесса роботизированной сварки, может прогнозировать выходные результаты сварочного процесса в соответствии с различными параметрами и информацией о состоянии в реальном времени, вводимой системой, а также корректировать и оптимизировать сварочный процесс в реальном времени с помощью интеллектуальных алгоритмов управления для обеспечения стабильности и надежности качества сварки. Система обработки знаний для процесса сварки, ядром которой является модель знаний M, охватывает несколько ключевых компонентов, таких как модель знаний M, методы расширения данных, методы дискретизации, методы преобразования выходных форм модели и методы обоснования знаний. Благодаря совместной работе этих компонентов достигается точное моделирование и эффективное управление динамическим процессом сварки.
- Диагностика неисправностей и отказоустойчивая технология : во время работы сварочного аппарата неизбежны различные неисправности, такие как механические неисправности, электрические неисправности, неисправности датчиков и т. д. Эти неисправности не только влияют на качество сварки, но и могут привести к перерывам в производстве, что приводит к огромным экономическим потерям. Для повышения надежности и стабильности системы современные сварочные аппараты обычно используют передовые технологии диагностики неисправностей и отказоустойчивости. Технология диагностики неисправностей использует интеллектуальные алгоритмы для оценки того, произошла ли неисправность, и для точного определения типа и местоположения неисправности с помощью мониторинга и анализа данных в реальном времени рабочего состояния сварочного аппарата. Отказоустойчивая технология принимает соответствующие меры для обеспечения непрерывной работы или безопасного отключения системы в случае возникновения неисправности. Например, при выходе из строя определенного датчика система может автоматически переключиться на резервный датчик или применить другие методы управления сваркой, чтобы гарантировать, что процесс сварки не будет затронут или может быть безопасно остановлен, избегая производственных несчастных случаев и проблем с качеством, вызванных неисправностями.
В автомобильной промышленности сварочный процесс является ключевым звеном сборки кузова, напрямую связанным с общим качеством и безопасностью транспортного средства. Высокочастотный инверторный сварочный источник питания, благодаря своей высокой эффективности и стабильной работе, широко используется в процессе сварки тонких листов кузова, гарантируя прочное соединение паяных соединений и аккуратный внешний вид, эффективно повышая общую прочность и безопасность кузова транспортного средства. Автоматизированное сварочное оборудование с помощью технологии точного управления движением и технологии отслеживания сварного шва может быстро и точно выполнять различные сварочные задачи сложной формы, значительно повышая эффективность производства и качество сварки, одновременно снижая трудозатраты. Особенно в процессе сварки автомобильных аккумуляторных модулей, из-за чрезвычайно высоких требований к точности и качеству сварки, точные характеристики управления высокочастотного инверторного сварочного источника питания могут полностью удовлетворить этот спрос, гарантируя производительность и безопасность аккумуляторных модулей и оказывая мощную поддержку разработке новых энергетических транспортных средств.
Сварочные работы в электронной промышленности обычно связаны с прецизионными электронными компонентами, такими как приварка микросхем на материнских платах мобильных телефонов, микросварка датчиков и т. д., с чрезвычайно высокими требованиями к точности и качеству сварки. Возможность регулировки тока на уровне миллисекунд, а также миниатюрность и малый вес высокочастотного инверторного сварочного источника питания делают его идеальным выбором для прецизионной сварки в электронной промышленности. В то же время, применение интеллектуальной технологии управления позволяет добиться точного контроля и регулировки процесса сварки в реальном времени, эффективно обеспечивая надежность паяных соединений, снижая возникновение дефектов сварки, таких как виртуальная пайка и короткие замыкания, а также повышая выход годных и стабильность электронных изделий для удовлетворения потребностей электронной промышленности в высококачественной и высоконадежной продукции.
![Великое открытие основных технологий сварочных аппаратов: от принципов к применению 3]()
В аэрокосмической отрасли предъявляются чрезвычайно высокие требования к качеству сварки.
