|
|
Złoty medal dla Instytutu za LOGWELD/QWELD
kontakt
Z przyjemnością informujemy, że system pomiarowy LOGWELD/QWELD do kontroli jakości połączeń zgrzewanych został nagrodzony złotym medalem na Międzynarodowych Targach Nauka dla Gospodarki w Poznaniu (19-22.06.2006r.)
System kontrolno - pomiarowy QWeld/LogWeld jest wynikiem wieloletnich prac zarówno badawczych dotyczących technologii zgrzewania jak i prac konstrukcyjnych z zakresu elektroniki, oprogramowania i systemów pomiarowych. System został opracowany w Zakładzie Elektronicznych Urządzeń Spawalniczych i Układów Sterowania. kierowanym przez pana inż. Mariana Piątka.
Zespół wykonawczy w składzie: dr. inż. Zygmunt Mikno - kierownik zespołu wykonawczego, mgr inż. Tadeusz Szebeszczyk, mgr inż. Jarosław Kozaczyński, inż. Piotr Stodolny - członkowie
Zgrzewanie to jedna z najbardziej popularnych metod łączenia metali. W szczególności szerokie zastosowanie znajduje w przemyśle samochodowym do wykonywania połączeń karoserii oraz elementów konstrukcji zawieszenia. Na jakość połączeń zgrzewanych wpływa bardzo wiele czynników elektrycznych, metalurgicznych, termodynamicznych, mechanicznych, a nawet chemicznych. Ich wzajemne oddziaływanie powoduje często powstawanie wad i niezgodności zgrzein, które mają wpływ na koszty produkcji oraz bezpieczeństwo konstrukcji i korzystających z nich osób. Zgłoszona do konkursu aparatura ma za zadanie ograniczenie lub całkowitą eliminację tych niekorzystnych zjawisk. W skład aparatury wchodzą dwa urządzenia LOGWELD i QWELD.
Urządzenie LOGWELD przeznaczone jest do kontroli, rejestracji i archiwizacji parametrów zgrzewania tj.: prądu zgrzeiny, spadku napięcia na zgrzeinie i siły docisku elektrod. Wyniki pomiarów prezentowane są w postaci graficznych wykresów oraz wartości liczbowych parametrów obliczonych z zebranych danych. Dodatkowo obliczana jest wartość rezystancji dynamicznej, moc chwilowa, energia dostarczana do zgrzeiny. W oparciu o zebrane dane i ich analizę istnieje możliwość doboru optymalnych parametrów procesu zgrzewania.
Urządzenie QWELD przeznaczone jest do kontroli jakości połączeń zgrzewanych w trakcie procesu zgrzewania na zgrzewarkach rezystancyjnych. Kontroli jakości połączeń zgrzewanych dokonuje się poprzez analizę przebiegu parametrów elektrycznych procesu. Do oceny jakości połączeń wykorzystywana jest zależność mierzonych w trakcie zgrzewania parametrów od warunków technologicznych tworzenia zgrzein. Wyniki pomiaru parametrów zgrzewania są porównywane, według opracowanego algorytmu analizy statystycznej, z wartościami mieszczącymi się w granicach tolerancji technologicznej. W przypadku wykrycia przekroczenia dopuszczalnych granic wykonane połączenie zgrzewane kwalifikowane i sygnalizowane jest jako wadliwe.
NOWOCZESNOŚĆ STOSOWANYCH ROZWIĄZAŃ W ODNIESIENIU DO ROZWIĄZAŃ ŚWIATOWYCH
Nowoczesność stosowanych rozwiązań w urządzeniach LOGWELD i QWELD odpowiada rozwiązaniom światowym. Urządzenia zbudowane są w oparciu o najnowocześniejszą technikę komputerową. Przy ich konstrukcji wykorzystano wiedzę technologiczną oraz wyniki najnowszych badań prowadzonych w Instytucie Spawalnictwa w ramach projektów krajowych i europejskich, związanych z jakością zgrzewania. Badania te pozwoliły na opracowanie dwóch specjalistycznych programów oraz specjalizowanych modułów pomiarowych.
Jeden z programów służy do rejestracji i wstępnego przetwarzania przebiegów elektrycznych, sterowania pracą systemu pomiaru i kontroli jakości zgrzewania. Program ułatwia i przyspiesza rejestrację przebiegów elektrycznych, zapewnia wstępną kontrolę poprawności rezultatów pomiarów oraz zapisanie na dysku znacznej ilości wyników, celem ich późniejszego przetworzenia. Po podłączeniu przyrządu do sieci komputerowej istnieje możliwość wykonywania pomiarów na hali technologicznej z możliwością automatycznego gromadzenia wyników na komputerze znajdującym się na biurku technologa.
Zadaniem drugiego programu jest dogłębna analiza zgromadzonych danych, prowadzona według algorytmów właściwych dla konkretnej technologii zgrzewania rezystancyjnego, uwzględniających potrzeby kontroli jakości zgrzewania lub badań naukowych.
Obydwa programy opracowano w przyjaznej dla środowiska postaci graficznej systemu Windows.
Specjalizowane moduły pomiarowe obejmują: czujniki prądu zgrzewania i przewody do pomiaru napięcia na elektrodach zgrzewarki oraz czujniki ciśnienia w obwodach docisku zgrzewarek.
W celu obniżenia kosztów wytwarzania oraz ceny, urządzenia zbudowano w oparciu o uniwersalne moduły IBM/PC, które po wyposażeniu w opracowane oprogramowanie tworzą nowoczesny system pomiarowy o dużych możliwościach obliczeniowych.
STOPIEŃ WYKORZYSTANIA ROZWIĄZAŃ INNOWACYJNYCH
Urządzenie LOGWELD wykorzystane zostało do budowy modelowego stanowiska do zgrzewania rezystancyjnego w Laboratorium REFRIWELD, które było celem jednego z zadań projektu europejskiego pt. "Polskie Spawalnicze Centrum Doskonałości". W ramach projektu zbudowano i uruchomiono sieć komputerową łączącą modelowe stanowisko zgrzewania rezystancyjnego z dowolnym komputerem w IS. Zbudowany system przesyłania informacji umożliwia gromadzenie i przesyłanie danych zebranych podczas badań.
Przy wykorzystaniu urządzenia LOGWELD i opracowanych programów, w Laboratorium REFRIWELD w dwóch ostatnich latach realizacji projektu, testowano system kontroli jakości procesu zgrzewania rezystancyjnego, dokonywanej zdalnie na stanowisku technologa, podczas zgrzewania albo bezpośrednio po jego zakończeniu. Opracowany system umożliwia dokonywanie zdalnej oceny jakości procesu technologicznego zgrzewania, na stanowiskach produkcyjnych firm współpracujących z laboratorium REFRIWELD, poprzez przesyłanie siecią komputerową specjalnie spreparowanych danych, rejestrowanych podczas procesu produkcyjnego i ich przetworzenie oraz analizę specjalistycznym oprogramowaniem badawczym.
Urządzenia LOGWELD wykorzystywane są również na stanowiskach badawczo-dydaktycznych w Politechnice Krakowskiej oraz Politechnice Wrocławskiej.
Cztery urządzenia QWELD zainstalowane są w Zakładach Precyzyjnych ISKRA w Kielcach. Urządzenia wykorzystywane są do kontroli jakości połączeń zgrzewanych elektrody bocznej z korpusem świecy zapłonowej silników spalinowych z zapłonem iskrowym.
EKONOMICZNOŚĆ PRODUKTU I JEGO EKSPLOATACJA (CENA, KOSZTY EKSPLOATACJI I SERWISU, KOSZTY LIKWIDACJI)
Cena urządzeń wynosi odpowiednio: LOGWELD - 15 tys. zł., QWELD - 18 tys. zł. Koszty eksploatacji, serwisu i likwidacji są porównywalne z komputerami.
Urządzenia umożliwiają identyfikację wadliwych połączeń w trakcie zgrzewania, a w związku z tym eliminację wadliwych detali z dalszych etapów procesów produkcyjnych. Efektem tego jest wzrost jakości, trwałości i niezawodności zespołów oraz obniżenie kosztów produkcji.
W Polsce około 95 % zainstalowanych zgrzewarek to urządzenia starego typu, które nie mają możliwości kontroli jakości. Instalacja opracowanych w Instytucie Spawalnictwa urządzeń umożliwia unowocześnienie istniejących zgrzewarek oraz technologii zgrzewania przy stosunkowo niewielkim koszcie i uzyskanie oszczędności materiałów, energii i robocizny w wyniku ograniczenia ilości koniecznych badań niszczących niezbędnych w celu potwierdzenia wymaganej jakości wykonanych zgrzein.
W przypadku nowoczesnych, lecz bardzo drogich zgrzewarek inwertorowych systemy kontroli jakości są integralnym elementem układów sterowania. Jednak duża część układów sterowania zgrzewarek inwertorowych nie jest wyposażana w system kontroli jakości z uwagi na wysokie koszty. Urządzenia LOGWELD i QWELD mogą uzupełnić te braki.
Ekonomiczność zgłaszanych do konkursu urządzeń polega na tym, że pozwala na osiąganie wysokiej jakości zgrzein, zarówno na starszych i tanich zgrzewarkach prądu przemiennego, jak również na nowych zgrzewarkach inwertorowych.
ODDZIAŁYWANIE PRODUKTU NA ŚRODOWISKO, W TYM METODY REGENERACJI, RECYCLING, BIODEGRADOWALNOŚĆ
Aparatura pomiarowa LOGWELD I QWELD nie stanowi zagrożenia dla środowiska. Recycling i biodegradowalność jest porównywalna z komputerami.
OSZCZĘDNOŚĆ ZUŻYCIA MATERIAŁÓW I ENERGII
Oszczędność materiałów i energii związana jest nie z wytwarzaniem samej aparatury, ale z jej użytkowaniem. Efektem stosowania aparatury pomiarowej LOGWELD I QWELD jest radykalne zmniejszenie odpadów produkcyjnych, co znajduje odzwierciedlenie w obniżeniu zużycia materiałów i energii elektrycznej.
Obecnie potwierdzenie jakości lub wykrycie niezgodności wykonanych złączy zgrzewanych odbywa się przy wykorzystaniu badań niszczących tj. wytrzymałościowych i metalograficznych. W zależności od rodzaju i odpowiedzialności zgrzewanego elementu kontrolowany jest np. co 25, 50, 100, 200 wyrób. Przy produkcji wielkoseryjnej i masowej, a z reguły taka ma miejsce w przypadku przemysłu motoryzacyjnego, w celu skontrolowania jakości zgrzein, niszczonych jest (w celach badawczych) od kilkudziesięciu do kilku tysięcy wyrobów. Bezpowrotnie tracone są materiały, energia i robocizna związana z wytworzeniem badanych wyrobów.
W przypadku wykrycia niezgodności dokonywane są niezbędne zmiany w procesie technologicznym celem usunięcia przyczyn, które je spowodowały. Zmiany te związane są często z przerwami technologicznymi, które generują straty.
System pomiaru jakości przy wykorzystaniu urządzeń LOGWELD, a w skali przemysłowej QWELD na bieżąco sygnalizuje wystąpienie wadliwego złącza, co zdecydowanie redukuje ilość koniecznych badań niszczących zgrzewanych wyrobów. Przykładowo ilość koniecznych badań niszczących prowadzonych na co 100 wyrobie może być kontrolowana na co 500 wyrobie. Przy produkcji 100 tys. wyrobów ilość odpadów zmniejszy się z 1000 do 200.
FUNKCJONALNOŚĆ PRODUKTU
Urządzenia LOGWELD I QWELD są niezwykle funkcjonalne. Mogą być podłączone do każdej zgrzewarki nie zakłócając procesu produkcyjnego.
Aktualna wersja programu sterowania przyrządem pomiarowym Logweld, pozwala na wizualizację na ekranie monitora (komputera) przebiegu analizowanych zmiennych (wyników pomiarów) w formie graficznej (poprzez pola informacji cyfrowej i tekstowej) oraz elementów nastawczych, typu przyciski, suwaki.
QWELD jest urządzeniem niezależnym od systemu sterowania zgrzewarki umożliwiającym pomiar natężenia prądu zgrzewania i napięcia na elektrodach zgrzewarki podczas procesu zgrzewania. Wyposażone jest w czujnik pomiaru prądu zgrzewania i przewody do pomiaru napięcia na elektrodach zgrzewarki. Wyniki zarejestrowanych pomiarów prezentowane są na wyświetlaczu LCD w postaci wartości uśrednionych za czas pomiaru. Dodatkowo urządzenie zlicza ilość wykonanych zgrzein.
ESTETYKA PRODUKTU
Estetyka urządzenia LOGWELD porównywalna jest z estetyką stanowiska komputerowego.
STOPIEŃ PRZYSTOSOWANIA DO TRANSFERU ROZWIĄZAŃ DO ZASTOSOWAŃ PRAKTYCZNYCH
Urządzenia LOGWELD I QWELD przystosowane są do wykorzystania w praktyce przemysłowej.
Urządzenie LOGWELD preferowane jest głównie do prac badawczo-diagnostycznych i edukacyjnych, natomiast urządzenie QWELD przystosowane jest do wykorzystania w produkcji wielkoseryjnej i masowej.
|
