АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ

AUTOMATION OF THE LASER WELDING PROCESS

Natalia Saksonova

student, Department of Automation, Mechatronics and Robotics, Vladimir State University,

Russia, Vladimir

Anastasia Kirilina

scientific supervisor, candidate of technical sciences, associate professor, Vladimir State University,

Russia, Vladimir

АННОТАЦИЯ

В данной статье представлены материалы выпускной квалификационной работы, которая посвящена автоматизации технологического процесса лазерной сварки. Представлена разработанная система управления, в которой учтены обратные связи на основе информативных параметров.

ABSTRACT

This article presents the materials of the final qualification work, which is devoted to the automation of the technological process of laser welding. The developed control system is presented, which takes into account feedbacks based on informative parameters.

Ключевые слова: лазерная сварка, лазерный автоматизированный технологический комплекс.

Keywords: laser welding, laser automated technological complex.

Современное развитие производства связано с внедрением новых технологий. Применение лазера является перспективным развитием в реализации обработки металлов. Одним из способов обработки металлов является лазерная сварка. Лазерная сварка определяется как технологический процесс получения неразъемного соединения частей изделия путем местного расплавления и последующей кристаллизации материалов по их примыкающим поверхностям, в результате чего возникает прочное сцепление, основанное на межатомном взаимодействии [1].

Основными особенностями лазерной обработки, обеспечивающими эффективность применения по сравнению с традиционными технологиями, являются значительное повышение точности и качества, локальность воздействия, определяющая отсутствие деформации изделия, гибкость, возможность практически полной автоматизации и быстрой перестройки процесса. Для обеспечения высокой эффективности процесса целесообразно использовать в системе управления информацию о положении сварного шва и температуре в зоне обработки. Для этого лазерное оборудование должно быть оснащено соответствующей информационной системой(датчиками) [2].

Целью работы является повышение эффективности процесса лазерной сварки за счет улучшения технико-экономических показателей. Высокая эффективность процесса лазерной сварки может быть достигнута за счёт использования в системе управления информации о технологических параметрах (мощность, скорость подачи, положение и траектория движения лазерного луча, а также температура в зоне термического воздействия). Для этого необходимо оснастить лазерный комплекс соответствующей информационной системой.

Важной составляющей современных АЛТК является микропроцессорная система управления. С точки зрения управления представляет собой сложное электрофизическое устройство.

При разработке систем автоматического управления (САУ) необходимо учитывать прогрессивные направления в построении автоматизированных лазерных технологических комплексов (АЛТК), которые характеризуются введением обратных связей на основе информативных параметров, измеряемых в реальном времени. Наряду с учетом таких параметров, как скорость, мощность и размер зоны нагрева, необходимо учитывать и температуру зоны взаимодействия лазерного излучения с металлом. Разработанная структурная схема СУ представлена на рисунке 1.

Система управления включает в себя несколько элементов: система управления лазером, система управления приводами (технологического поста); ЧПУ, которая осуществляет контроль за работой АЛТК в целом. Система управления технологического поста в зависимости от информации, полученной от узла связи с механизмом (который включает в себя различные датчики), должна вырабатывать управляющий сигнал на каждый из шести приводов (узлов) устройства, в соответствии с заданной программой обработки. Обработка данных, получаемых с датчиков, конечных выключателей, реперов и выдача сигнала управления на приводы, происходит в вычислительном модуле (ВМ), который является основой системы управления.

В ВМ происходит запись программы управления; связь с ЭВМ высшего уровня; хранение и обработка информации; визуальное отражение процесса в виде световой и знаковой информации; ввод дополнительной информации и ручное управление с помощью клавиатуры. В ПЗУ записаны программы (программы интерполяции, стоп - режимы) типовых перемещений и заданий. В ОЗУ происходит хранение промежуточных результатов вычислений. Связь, обработка данных и формирование управляющих сигналов происходит в микроконтроллере.

Рисунок 1. Структурная схема АЛТК сварки

Разработанная СУ обеспечивает простоту в обслуживании и эксплуатации АЛТК. Для освоения работы на лазере обслуживающему персоналу достаточно обладать простейшими навыками работы на ЭВМ. То есть управлять АЛТК может рабочий не высокой квалификации.

Список литературы:

1. Справочник по лазерной сварке [Текст] / ред. ориг. изд. С. Катаяма ; пер. с англ. под ред. Н. Л. Истоминой. - Москва : Техносфера, 2015. - 695 с.
2. Игантов А.Г. Российские лазерные технологии: состояние и перспективы применения // Ритм машиностроения [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://ritm-magazine.com/ru/public/rossiyskie-lazernye-tehnologii-sostoyanie-i-perspektivy-primeneniya (дата обращения 10.06.2022)