TR201614048A2 - Fi̇ber bragg izgara tabanli opti̇k sensörler i̇le kaynak proses kontrol si̇stemi̇ - Google Patents

Fi̇ber bragg izgara tabanli opti̇k sensörler i̇le kaynak proses kontrol si̇stemi̇ Download PDF

Info

Publication number
TR201614048A2
TR201614048A2 TR2016/14048A TR201614048A TR201614048A2 TR 201614048 A2 TR201614048 A2 TR 201614048A2 TR 2016/14048 A TR2016/14048 A TR 2016/14048A TR 201614048 A TR201614048 A TR 201614048A TR 201614048 A2 TR201614048 A2 TR 201614048A2
Authority
TR
Turkey
Prior art keywords
welding
torch
fiber bragg
control system
process control
Prior art date
Application number
TR2016/14048A
Other languages
English (en)
Inventor
İlhan Konukseven Erhan
Kut Engi̇n
Original Assignee
Erhan Ilhan Konukseven
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Erhan Ilhan Konukseven filed Critical Erhan Ilhan Konukseven
Priority to TR2016/14048A priority Critical patent/TR201614048A2/tr
Priority to EP17193650.3A priority patent/EP3315238B1/en
Publication of TR201614048A2 publication Critical patent/TR201614048A2/tr

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters
    • B23K9/0956—Monitoring or automatic control of welding parameters using sensing means, e.g. optical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters
    • B23K9/0953—Monitoring or automatic control of welding parameters using computing means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/10—Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
    • B23K9/1006—Power supply
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/10—Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
    • B23K9/1006—Power supply
    • B23K9/1043—Power supply characterised by the electric circuit
    • B23K9/1056—Power supply characterised by the electric circuit by using digital means
    • B23K9/1062—Power supply characterised by the electric circuit by using digital means with computing means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/24—Features related to electrodes
    • B23K9/28—Supporting devices for electrodes
    • B23K9/29—Supporting devices adapted for making use of shielding means
    • B23K9/291—Supporting devices adapted for making use of shielding means the shielding means being a gas
    • B23K9/295—Supporting devices adapted for making use of shielding means the shielding means being a gas using consumable electrode-wire
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/32—Accessories
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
    • G01B11/165—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge by means of a grating deformed by the object
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
    • G01D5/35306—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using an interferometer arrangement
    • G01D5/35309—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using an interferometer arrangement using multiple waves interferometer
    • G01D5/35316—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using an interferometer arrangement using multiple waves interferometer using a Bragg gratings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
    • G01V1/3817—Positioning of seismic devices
    • G01V1/3835—Positioning of seismic devices measuring position, e.g. by GPS or acoustically

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

Başvuru konusu buluş, kaynak torcuna bağlanan fiber bragg ızgara tabanlı optik sensör sistemi kullanılarak alınan zamana bağlı konum (pozisyon) bilgisinin kaynak kalitesinin tahmini ve/veya kontrolü ile ilgilidir. Kaynak proses parametreleri ve torcun zamana bağlı konumu torcun mekanik yapısını değiştirmeden sistemin çalışmasını engellemeyecek şekilde yapılmaktadır. Önerilen sistemle kaynak operasyon parametreleri ile birlikte torcun işleme parçasına göre uzaydaki konumu da dikkate alınarak kaynak kalitesi kestirimi için daha isabetli bir korelasyon kurulmaktadır.

Description

TARIFNAME FIBER BRAGG IZGARA TABANLI OPTIK SENSÖRLER ILE KAYNAK PROSES KONTROL SISTEMI Bulusun Ilgili Oldugu Teknik Alan Basvuru konusu bulus, kaynak torcuna baglanan fiber bragg Egara tabanlüaptik sensör sistemi kullanHârak al-n zamana baglElkonum (pozisyon) bilgisinin kaynak kalitesinin tahmini ve/veya kontrolü ile ilgilidir. Kaynak proses parametreleri ve torcun zamana bagIEl konumu torcun mekanik yap-lidegistirmeden sistemin çallglnalelllngellemeyecek sekilde yapllfnaktadlE Önerilen sistemle kaynak operasyon parametreleri ile birlikte torcun isleme parçalela göre uzaydaki konumu da dikkate al-rak kaynak kalitesi kestirimi için daha isabetli bir korelasyon kurulmaktadE Bulusla Ilgili Teknigin Bilinen Durumu (Önceki Teknik) Mevcut sistemler fiber optik sensörlerin kaynak yapüân alanda uzama ve lelaleZl profillerini çilZlarmak için kullanllîzhaktadlü Sanayide kaynak kalite kontrolü için yaygI olarak tahribatslîl muayene yöntemleri kullanllIl1aktadlEI Bu yöntem kendi içindeki kEIfIbmalarII yanEsß (penetrant testinin yalnlîta yüzey hatalarIElyakalayabilmesi, manyetik parçacüîl testinin yalnlîta manyetik malzemelerle kullanüâbilmesi vs.) uygulamalar. maliyetleri yüksektir ve hassasiyet arttllîça artma ktadlE Kaynak parametrelerinin kaylEl altlEla allEl'nasElile parametre-kalite korelasyonunu yakalamaya çalisan sistemler yaygI olarak kullanliîrr'iaktadE Kaynak mühendisliginde kullanüân kaynak talimatlarlîilla bu parametreleri kontrol ait. almaya yöneliktir. Ancak, elle yapilan kaynaklarda sadece kaynak parametrelerinin takip edilmesi ile yapllân kalite kontrollerinde torcun is parçaslîila göre operatörden kaynaklanan konum ve hlîlfarkllIJElarII dikkate allEtnamasÜlaynak kalitesi konusunda belirsizliklere sebep olmaktadlE Literatürde yapliân çalismalarda ve robotik kaynak sistemlerinde ilgili parametreler gerçek zamanlü olarak kontrol edilir, ancak bu uygulama el ile yapilân kaynak operasyonlarütla operatörün (dolaylîlsîla torç pozisyonunun) kaynak kalitesine etkisini belirleyememektedir. endekslerinin lelaklig'b ya da maruz kaldllZlarüJzama miktarlarlEb verdigi tepkileri kullanarak kaynak operasyonunun meydana getirdigi leiaklHZl degisimlerini ve deformasyonlarlZlesas alarak kaynak kalitesi ile bir korelasyon yakalamayljmaçlamaktadE Yapilân çallginalarda fiberler dogrudan kaynak edilen plakalar üzerine konumlandlElIhlStlB ancak fiberlerin yansElElDE endeksleri hem plakalardaki uzama miktarlarlýla hem de lelaklilg degisimleriyle aynlIlanda degisiklik gösterdiginden ve kaynak hatalarII yalnlîta bu iki degisken ile belirlenmesinin zorlugundan dolayüFBI teknigiyle kaynak kalitesini dogrudan belirleyebilecek bir sistem henüz gelistirilememistir.
Konu ile ilgili olarak JPS yaylEl numarallîibatent basvurusu bulunmaktadlE Söz konusu patent basvurusu paralel çizgilerde hat sIlEllarEEbelirleyen profil sensörü ile profilleme yaparak ve kontrol sistemi ile kaynak torcunun düzgün bir çizgi olusturmasüla ilgilidir. Kaynak robotu kanyak torcunu tespit eden fiber optik sensörlü optik profil sensörden olusmaktadE ve bir çift aydIatma parçaslZl torcun kaynak yönüne paralel olarak ayarlanmlgtlE Kaynak hattüüzerindeki belirlenen çizgileri slßslýla kaydeden aydIatma parçalarIaki konum, kontrol sistemi taraflîiUan merkez konumu olarak alIlB Sapma durumunda torç ve sensör merkez konumunda tutulmaktadIE Konu ile ilgili olarak JPH yaylEl numaralüaatent basvurusu bulunmaktadlE Söz konusu patent basvurusu kaynaklEliiorunun mükemmel kalitede üretim kapasitesine sahip olmasÇluç klEInI konumunu ve önceden E kenar klîtnE lelakligJIlJJptik olarak tespit edebilen kaynakllîboru için bir üretim cihazlîtemin etmek ile ilgilidir. Isllg kaynaglîtlalga boyunda lgElZlbileseninin yogunlugu olan lglEl hüzmesi yayan ampul içerir. Filtre ve ElKlfiber optik valeisEla optik uca yönlendirilir. Dikis klîl'nII konumunu belirleyen ilk görüntü alma cihazlJe önceden Elfllüîßkenar leakligiEliJelirleyen ikinci görüntü alma cihazlglüksek frekansIlZI Bulusun Kßla AÇEEIIamasüie AmaçlarEI Basvuru konusu bulus, kaynak torcuna baglanan fiber bragg Egara tabanlüaptik sensör sistemi kullanilârak allElan zamana baglEIkonum (pozisyon) bilgisinin kaynak kalitesinin tahmini ve/veya kontrolü ile ilgilidir.
Kaynak parametre takibinin yanElsBi fiber bragg Egaralama uygulanmlgl fiberler dogrudan kaynak torcunun kablosu üstüne yerlestirilmektedir. Böylece kaynak islemi yapilân Isleme parçasEla göre kaynak torcunun uzaydaki konumunun gerçek zamanlElolarak belirlenmesi mümkün olacaktE Kaynak torcunun konum bilgisi ve kaynak operasyonu boyunca aI-n parametre kayiEIlarükaynak testleri ile hazlEllanacak parametre ve torç konum bilgilerini içeren bir veri tabanElile karsllâstlEllIhaktadE AIlElan sonuçlara göre kaynak kalitesinin kontrolü veya operatörü yönlendirerek kaynak kalitesinin arttIEIllIhasEl öngörülmektedir. Hem teorik olarak elde edilen hem de test edilen parçalardan elde edilen kalite sonuçlarIEb göre veri tabanÜgenisletilebilmektedir. Aynßistem elle yapllân kaynaklarda kalite kontrolünün sürekliligi yanIa anlllîl geri bildirim ile operatörün dogru konum ve hlîlarda kaynak yapabilmesi için yönlendirici olarak ta kullanllâbilecektir.
Bulusun getirdigi yenilik elle yapilân kaynak performanlellZlatkileyen akli, voltaj, gaz debisi, tel hlîlgibi kaynak parametrelerinin kayltîlalt- aIEtnasII yanßßi, kaynak kalitesini dogrudan etkileyen kaynak torcunun (kaynak elektrodunun) üzerine yerlestirilecek FBI sensörleri vasIEisEla konum ve h.. sürekli izlenmesidir. Böylece kaynak hatalarüla sebep olabilecek torç konumlama hatalarlZl/e bir is parçaslîüzerinde her bir kaynak noktaslîlçin tanIilanmlSl tüm kaynak islemlerinin istenilen teknik tarifnameye göre yapIJIlîl yapllfnad[g]l:l kayiElaltEb allEmlglolacaktE Aynlîtamanda gerçek zamanlEbir geri besleme ile operatörü yönlendirebilecektir. Önerilen yöntem kaynak kalite kontrolü problemine getirilen bir teknik çözümdür.
Yukarîla bahsedilen ve asagîjaki detayi* anlatü'hdan ortaya çütacak amaci? gerçeklestirmek üzere mevcut bulusun özelligi, o Torç kablosu üzerine monte edilen her üç boyuttaki uzama miktarlarIEl ölçebilmek için en az üç adet ya da üç çekirdekli Fiber Bragg Izgara yöntemi ile üretilmis optik fiberler üzerine gönderilen genis spektrumlu Egil& fiberlerin gerilim altIa degisen yanslüElIJEl endekslerinden dolayIZI klgtni olarak yanlelIBiasEl o Yanslsîlan dalga boylarIlEl osiloskop içeren sekil algllâyan sensör sistemi ile ölçülerek fiberlerin yansllîlElDE endekslerinin ne ölçüde degistigi matematiksel olarak bulunmasIZI . Bu bilgiden hareketle de fiberlerin maruz kald[g]|îilizamalar belirlenerek, fiberlerin baglübulundugu referans koordinat eksenine göre kaynak torcunun hangi pozisyonda bulundugunun is parçasElkoordinat eksenine göre anlllg olarak ölçülebilmesi o Bahsedilen tüm kaynak parametre degerleri ve konum bilgisi bir taslEl-:ibilir bilgisayara aktarilârak kayiüalt- allElnasEl islem adIilarliîlEiçermesidir.
Bulusun tercih edilen bir yapttanmasm fiber bragg Egara tabanlEbptik sensörlerin torç üzerine yerlestirilen ve sekil algllâma yoluyla torcun uzaydaki konumunu saptayan yaplah Bulusun tercih edilen bir diger yaptlanmas: akmn, voltaj, gaz debisi, tel hgüile birlikte kaynak torcu konumunun zamana baglzolarak kaym altmia almarak kaynak yapuan her noktada anltk olarak kaynak kalitesini saptayan yapîla olmasII.
Bulusun tercih edilen bir diger yapilanmas, kaynak kalitesini dogrudan etkileyen kaynak torcunun üzerine yerlestirilecek fiber bragg lZgara sensörleri vasitas yla torcun is parçasna göre konumlandrlmas na baglllkaynak kalitesini sürekli izleyebilir yaplda olmasîjl.
Bulusun tercih edilen bir diger yapTanmasT manuel kaynak performansmiýetkileyen akîln, voltaj, gaz debisi, tel hîjparametreleri ile birlikte torcun hareketlerini kaym altlia alabilir ve görsel isitsel veya dokunsal vb. algIama yöntemlerinin biri veya birkaçIiIi bir arada kullanIarak operatörü anltk olarak yönlendirebilir ve kaynak kalitesinin arttlmabilir yap Ela olmasi m.
Bulusu Açtlilayan Sekillerin TanlEilarIZI Bu bulusla gelistirilen fiber bragg Egara tabanIEbptik sensörler ile kaynak proses kontrol sisteminin daha iyi açllZJanabilmesi için hazlEIlanan sekil asag- açllZIanmaktadEl Sekil 1- Fiber bragg lîgara tabanllîiiptik sensörler ile kaynak proses kontrol sistemi Bulusu Olusturan UnsurlarIII/Kßlmilar[Parçalar TanlIi'ilarEl Bu bulusla gelistirilen t`iber bragg Egara tabanllîbptik sensörler kullanlErak kaynak proses kontrol sistemininin daha iyi açlEIanabilmesi için hazlEllanan sekilde yer alan parçalar/k-ilar/unsurlar ayrIZIayrIZInumaralandlEllfnlSI olup her bir numaranI açllîlamaslîl asagi verilmektedir. 1. Is parçaslZl Kaynak Torcu Fiber Bragg Izgara Yöntemiyle Üretilmis Optik Fiberler Fiber Bragg @Ekaynagüle sekil algüâma sensör cihazlîl Akli - Voltaj Sensörü 9:59!” 6. Kaynak parametre ve torç konum verilerini toplama degerlendirme ve gerçek zamanllîgeri bildirim için kullanilân bilgisayar 7. Tel Besleme Ünitesi ve Hlîlsensörü 8. Kaynak Makinesi 9. Kaynak proses parametreleri veri toplaylîEl .Gaz Tanklîle Sensörü 11. Torç (kaynak teli) ucu koordinat ekseni 12. Isleme parçaslîkoordinat ekseni 13. Referans koordinat ekseni Bulusun AyrItElDçIlamasEl Basvuru konusu bulus, kaynak torcuna (2) baglanan fiber bragg Egara tabanlEbptik sensör sistemi kullanilârak aIlEian zamana baglEikonum (pozisyon) bilgisinin kaynak kalitesinin tahmini ve/veya kontrolü ile ilgilidir. Söz konusu fiber bragg Egara tabanllIibptik sensörler ile kaynak proses kontrol sistemi; kaynak operasyonunun yapllgllleman olan is parçasllll), ark kaynagBEilelda kaynak makinesinden (8) gelen elektrik akIiIElie kaynak gazIIZ(9) kaynak operasyonunun yap-[gilîl bölgeye ileten kaynak torcunu (2), uzama miktari] degisimlerine göre yansiEIEüElarElegisen ve fiber bragg lîgaralama yöntemiyle üretilmis optik fiberleri (3), fiberler (3) Üzerine düsürülecek degisik dalga boylarlEida Egilîlsaglayan genis spektrumlu @E kaynaglßaglayan sensör cihaqu4), fiberlerden (3) yanslýlan dalga boylarIEl algilâyarak fiberlerin (3) bagllîbulundugu torcun (2) uzaydaki pozisyonunu gösteren sekil algilâma sensör cihazIE(4), kaynak makinesinin (8) verdigi parametre çiEISldegerIerini ölçen akIi - voltaj sensörünü (5), sensörlerden elde edilen verilerin toplandgßlektronik birim olan kaynak proses parametre veri toplayiElsîIIQ9), kaynak parametre kayitlhrlEllEl ve sekil alg [Iâma sensör sisteminden gelen bilgilerin topland lgiüle kaydedildigi taslElabilir bilgisayarlîüö), kaynak telini önceden belirlenmis hlîla göre besleyen mekanizma ve tel h-Eölçen tel besleme ünitesi ve hlîlsensörünü (7), ark kaynagüçin elektrik ak! üreten kaynak makinesini (8), kaynak gazIEiçinde bulunduran gaz tankEl/e kaynak gazII debisini ölçen gaz sensörünü (10), torç (kanak teli) ucu koordinat eksenini (11), isleme parçasEkoordinat eksenini (12), referans koordinat eksenini (13) içermektedir.
Fiber Bragg lîgara konum sensörü optik fiberi (3) dogrudan kaynak torcu (2) kablosu üstüne yerlestirilmektedir. Böylece kaynak proses parametrelerinin gerçek zamanlEtakibinin yanlis& kaynak torcunun (2) uzaydaki koordinat ekseninin (11) is parçasE(1) koordinat eksenine göre (12) gerçek zamanIEbIarak belirlenmesi mümkün olacaktIEi Kaynak torcunun (2) konum bilgisi ve kaynak operasyonu boyunca allElan parametre kaylHarÇlkaynak testleri ile hazlEllanacak parametre ve torç (2) konum bilgilerini içeren bir veri tabanElile karsilâstlEllBiaktadlE AI-n sonuçlara göre kaynak kalitesi öngörülmektedir. Hem teorik olarak elde edilen hem de test edilen parçalardan elde edilen kalite sonuçlar. göre veri taban lîglienisletilebilmektedir.
Is parçalarl:{1) üzerinde yapllân manuel kaynak operasyonlarIa operatör taraf-an kontrol edilebilen kaynak torcu (2) hareketleridir. Yapilan kaynagI kalitesinin güvence alt- allbilmesi amacEIa kaynak mühendisleri tarafüdan kaynak talimatlarEkullanEIIhaktadIB Bu talimatlar yapilan denemelerde kalite düzeyi kay[lîl ait. allEtnlSl kaynak dikislerinin uygulanma parametrelerine istinaden olusturulmaktadlB El ile yapllân kaynak operasyonlar- baslanmadan önce parametreler bu talimatlara göre belirlenmektedir.
Kaynak proses parametreleri, kaynak makinasütarafüban saglanan aki - voltaj sensörü (5) tarafIEtlan ölçülen akli - voltaj degerleri ve ark karakteristik egrileri, tel besleme ünitesinden gelen kaynak telinin besleme hlZEll7) ve gaz tankIan (10) ç[lZan gazlEl debisidir. Önerilen sistemde bütün bu kaynak parametre degerleri sensörlerden kaynak makinasEl parametre veri toplay- (9) aktarllüiaktadlB Sayllân bütün degerlerin dlgliîda kaynak operasyonlarlîitla kaynak baglantlîkalitesini dogrudan etkileyen parametrelerden biri de kaynak torcunun (2) pozisyonudur. Fiber Bragg lîgara konum sensörü torç üzerinde kullan [lüiaktadlB Fiber Bragg Egara sekil algllâma sensör cihazEl(4) vaslliisüla torcun (2) uzaydaki konumu diger kayilîl ait. allEbn kaynak parametreleri ile birlikte kaynak kalitesini saptamak için kullanilBiaktadlB Uzun ya da klgla ark olusumu, yaklasma açEü kaynak hlîljvb. gibi degerler kaynak performansIEIdogrudan etkilemektedir. Bu degerleri ölçebilmek ve bunlardan yola çilZlarak kaynak kalitesini tahmin edebilmek için kaynak torcunun (2) pozisyonunun takip edilmesine ihtiyaç vardE Bunu yapabilmek için torç kablosu, üzerine monte edilen her üç boyuttaki uzama miktarlarID ölçebilmek için en az üç adet (ya da üç çekirdekli) Fiber Bragg Izgara yöntemi ile üretilmis optik hberle (3) donatllüilgtß Bu optik fiberler (3) torcun (2) herhangi bir hareketinde gerilimlere ve dolayElEa uzamalara maruz kalmaktadE Bu uzamalar da fiberlerin (3) yanslflElDKl endekslerini degistirmektedir. Optik fiberler (3) gerilim altütla degisen yansiElElDKl endekslerinden dolaylîklâi'ni olarak yanlelIIEl Yanslîlan dalga boylarlîlsekil alglßyan sensör cihazlîa4) ile ölçülerek fiberlerin (3) yansElEIJJElendekslerinin ne ölçüde degistigi matematiksel olarak bulunmaktadlB Bu bilgiden hareketle de fiberlerin (3) maruz kaldlglîluzamalar belirlenerek, fiberlerin (3) baglElbulundugu seklin referans konuma göre kaynak torcunun (2) hangi pozisyonda bulundugu anlllîl olarak ölçülebilmektedir. Bahsedilen tüm parametre degerleri ve konum bilgisi bir tas-bilir bilgisayara (6) aktarllârak kayitîlalt- allEinakta veya bu bilgiler islenerek kalite kontrolü için kullanllüiaktadlB Fiber Bragg Egara konum sensörünün kaynak kalite kontrolüne uygulanmasÇlkaynak kalitesinin is parçasül) üzerinden degil de kaynak operasyonunun gerçeklestirildigi sßda elektrotun is parçasüla göre konumu ve diger parametreler izlenerek kontrol altElda tutulmaslîl ve konum algllâmasII fiber bragg Egara yöntemi ile yapüüiasßistemin yeniliklerindendir.
Sistemin uygulanmasIEl takiben standartlar uyarlEta kaynak operasyonlarlîl yapllüiaktadE ve ortaya çlElan birlesimler tahribatlüillahribatslîl muayene yöntemleriyle incelenerek kalite leliflhrEkayiiîlaltEb allEtnaktadE Böylece parametre degerleri ve kaynak torcunun (2) uzaydaki pozisyonu ile kaynak kalitesi arasEUa bir iliski elde edilmektedir.
Dolaylglýla, bu asamadan sonra yapüâcak tüm kaynak operasyonlarEUogrudan bu iliskiye göre degerlendirilebilecektir. Önerilen sistem ise kaynak makinesi (8) bazlEtla uygulanmaktaclIEI ve bir kez uygulandlglliîtla makine ile yapllân tüm kaynaklar. kalitesini çok düsük maliyetler ile kontrol etme islevine sahiptir. Önerilen sistemin yerlestirilmesiyle hem isçilik süresi azalacak (kontrolün kaynak operasyonu esnasIa yapllüiaslîda, hata yapllân parçada kaynak islemine devam edilmemesi vb.) hem de kalite kontrol masraflarljzaltlmilglolacaktßl

Claims (1)

ISTEMLER
1. Fiber bragg Egara tabanlEbptik sensör ile kaynak proses kontrol sisteminde kaynak torcu (2) pozisyonunun gerçek zamanlEiiakip edilme yöntemi olup, özelligi; o Torç kablosu üzerine monte edilen her üç boyuttaki uzama miktarlarIEl ölçebilmek için en az üç adet ya da üç çekirdekli Fiber Bragg Izgara yöntemi ile üretilmis optik fiberler (3) üzerine gönderilen genis spektrumlu Sigil (4), fiberlerin (3) gerilim alt-a degisen yansitZiEHIIZl endekslerinden dolayElklElni olarak yanslfilfhaslîi . Yanslîian dalga boylarII osiloskop içeren sekil algliâyan sensör sistemi (4) ile ölçülerek fiberlerin (3) yansiiîlEIDKlendekslerinin ne ölçüde degistigi matematiksel olarak bulunmasi] 0 Bu bilgiden hareketle de fiberlerin (3) maruz kaIdEgiEluzamaIar belirlenerek, fiberlerin (3) bagIEbqundugu referans koordinat eksenine (13) göre kaynak torcunun (2) hangi pozisyonda (11) bulundugunun is parçasEkoordinat eksenine (12) göre anliigolarak ölçülebilmesi . Bahsedilen tüm kaynak parametre degerleri ve konum bilgisi bir taslEiabilir bilgisayara (6) aktartlârak kaylElaItiEb aIlErnasEi islem adIiIarEiüiçermesidir. . Fiber bragg Egara tabanliîibptik sensörler içeren kaynak proses kontrol sistemi olup, özelligi fiber bragg lîgara tabanlmptik sensörlerin torç (2) üzerine yerlestirilen ve sekil alg [Iâma yoluyla torcun (2) uzaydaki konumunu saptayan yaplöh olmasIIEI . Istem Z'ye göre kaynak proses kontrol sistemi olup özelligi akli, voltaj, gaz debisi, tel hiîlîile birlikte kaynak torcu (2) konumunun (11) zamana baglEbIarak kayIEalt. aIIEiarak kaynak yapilân her noktada anlilZJ olarak kaynak kalitesini saptayan yapElia . Istem 3'e göre kaynak proses kontrol sistemi olup, özelligi; kaynak kalitesini dogrudan etkileyen kaynak torcunun (2) üzerine yerlestirilecek fiber bragg Egara sensörleri vastiîhsüla torcun is parçaleia göre konumlandEIBiaslüb bagllilkaynak kalitesini sürekli izleyebilir yap. olmasIlE . Istem Z'ye göre fiber bragg lîgara tabanIEbptik sensörler kullanan kaynak proses kontrol sistemi olup, özelligi; manuel kaynak performansliîtkileyen akli, voltaj, gaz debisi, tel hmarametreleri ile birlikte torcun (2) harektlerini kayiüaltlEia alabilir ve görsel isitsel veya dokunsal algilâma yöntemlerinin biri veya birkaçi. bir arada kullanilarak operatörü anlila olarak yönlendirebilir ve kaynak kalitesinin arttiEIâbilir yap. olmasIlE
TR2016/14048A 2016-10-06 2016-10-06 Fi̇ber bragg izgara tabanli opti̇k sensörler i̇le kaynak proses kontrol si̇stemi̇ TR201614048A2 (tr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TR2016/14048A TR201614048A2 (tr) 2016-10-06 2016-10-06 Fi̇ber bragg izgara tabanli opti̇k sensörler i̇le kaynak proses kontrol si̇stemi̇
EP17193650.3A EP3315238B1 (en) 2016-10-06 2017-09-28 Welding process control system for real-time tracking of the position of the welding torch by the use of fiber bragg grating based optical sensors ; use of such system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TR2016/14048A TR201614048A2 (tr) 2016-10-06 2016-10-06 Fi̇ber bragg izgara tabanli opti̇k sensörler i̇le kaynak proses kontrol si̇stemi̇

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TR201614048A2 true TR201614048A2 (tr) 2018-04-24

Family

ID=59974292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TR2016/14048A TR201614048A2 (tr) 2016-10-06 2016-10-06 Fi̇ber bragg izgara tabanli opti̇k sensörler i̇le kaynak proses kontrol si̇stemi̇

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3315238B1 (tr)
TR (1) TR201614048A2 (tr)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020205666B4 (de) 2020-05-05 2023-11-02 Fronius International Gmbh Vorrichtung zur Erfassung einer Lage eines handgeführten Schweißbrenners
CN111633337B (zh) * 2020-05-25 2021-08-31 西咸新区大熊星座智能科技有限公司 用于激光焊缝测量的消除反光方法及装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61189975A (ja) 1985-02-19 1986-08-23 Nec Corp 熱転写プリンタのリボンカ−トリツジ
JPH1190658A (ja) 1997-09-17 1999-04-06 Sumitomo Metal Ind Ltd 溶接管の製造装置
DE102006041865A1 (de) * 2006-09-06 2008-03-27 Siemens Ag Optische Einrichtung zur Überwachung einer drehbaren Welle mit gerichteter Achse
WO2008131303A2 (en) * 2007-04-20 2008-10-30 Hansen Medical, Inc. Optical fiber shape sensing systems
US9352411B2 (en) * 2008-05-28 2016-05-31 Illinois Tool Works Inc. Welding training system
US9196169B2 (en) * 2008-08-21 2015-11-24 Lincoln Global, Inc. Importing and analyzing external data using a virtual reality welding system
US8274013B2 (en) * 2009-03-09 2012-09-25 Lincoln Global, Inc. System for tracking and analyzing welding activity
CN107980153B (zh) * 2015-03-09 2021-10-22 伊利诺斯工具制品有限公司 提供与焊接操作相关联的视觉信息的方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3315238A1 (en) 2018-05-02
EP3315238B1 (en) 2020-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10928360B2 (en) Automatic car body welding spot inspection system and its control method
US9719774B2 (en) Method for detecting cracks in an aircraft or gas turbine component
TWI476365B (zh) 用於使位置資料與超音波資料相關之方法及評估服役中之飛行器零件的方法
US11260471B2 (en) Method and device for monitoring a joining seam during joining by means of a laser beam
EP2288868B1 (en) Vision system and method for mapping of ultrasonic data into cad space
CN103857490A (zh) 用于识别激光加工过程期间缺陷的方法以及激光加工装置
CN107931802B (zh) 基于中红外温度传感的电弧焊焊缝质量在线检测方法
CN107843644B (zh) 一种车身焊点自动检测系统及其控制方法
CN104977305A (zh) 一种基于红外视觉的焊接质量分析装置及分析方法
CA2674342C (en) Method and device for quality control of a weld bead
Bračun et al. Stereo vision based measuring system for online welding path inspection
US20210339343A1 (en) Method for detecting welding defects in arc welding and arc welding system
Hamzeh et al. A sensor based monitoring system for real-time quality control: semi-automatic arc welding case study
JP2021516160A (ja) ワークピースの溶接を実行するための最適溶接パラメータを自動的に決定するための方法
JP2013015445A (ja) 非破壊検査方法
TR201614048A2 (tr) Fi̇ber bragg izgara tabanli opti̇k sensörler i̇le kaynak proses kontrol si̇stemi̇
CN104949915B (zh) 一种基于光纤布喇格光栅的油浸式变压器故障定位装置
Fujita et al. Development of a welding monitoring system for in-process quality control of thick walled pipe
CN209927731U (zh) 工件焊缝视觉识别设备
US6571148B1 (en) System for automatically certifying the accuracy of a manufacturing machine and associated methods
WO2016076316A1 (ja) 渦電流探傷装置および渦電流探傷方法
JP2012139725A (ja) スポット溶接自動検査装置
CN103926316B (zh) 一种外锁闭装置探伤仪
CN115494095A (zh) 无损检测装置及其检测方法、无损检测设备
US20220196611A1 (en) Method For Detecting Position Anomaly Of Test Object, Control System, Testing System, Robot System, Testing Robot, And Programming Device