Hitsivirheet ehkäistään ennalta - Tulevaisuuden hitsausjärjestelmä on itsestään oppiva

Lappeenrannan teknillinen yliopisto kehittää täysin uudenlaista hitsausjärjestelmää, joka ratkaisee automaattisen ja mekanisoidun hitsauksen laatu- ja tuottavuusongelmia. Järjestelmä on itsesäätyvä, joustava ja muunneltavissa siten, että se soveltuu integroitavaksi erilaisiin robottijärjestelmiin ja eri valmistajien virtalähteisiin.

Itsesäätyvyys perustuu järjestelmän uudenlaiseen anturointiin, jota hallitaan neuroverkko-ohjelmalla. Yleisimmin hitsauksessa käytetty seuranta-anturi seuraa hitsaukseen oleellisesti liittyvää railokulmaa. LUT:n kehittämässä järjestelmässä on omat seuranta-anturinsa myös termoprofiilille eli hitsisulan lämpöarvoille ja hitsin muodolle. Seurantadata siirtyy antureista neuroverkkoon, joka kykenee päättelemään ja reagoimaan usean tekijän samanaikaiseen muuttumiseen.

– Havaitessaan virheen järjestelmä pystyy korjaamaan sen jo hitsauksen aikana sekä arvioimaan myös mahdolliset tulevat virheet. Näin ollen lopputulos on virheetön. Hitsauksen automaatiojärjestelmien ongelma ollut se, että työlle asetetaan tietyt arvot, joiden perusteella hitsataan koko hitsi ja vasta sitten katsotaan, tuliko hyvä. Nyt hitsausta tarkastellaan läpi koko prosessin”, projektipäällikkö Markku Pirinen kertoo LUT:n tiedotteessa.

Kaasukaarihitsausprosessissa hitsin lopputulokseen ja laatuun vaikuttavat muun muassa hitsausvirta, kaarijännite, langansyöttö- ja kuljetusnopeus sekä hitsauspistoolin asento. Neuroverkon avulla näille järjestelmän muuttujille kyetään asettamaan säätöikkuna ja hallitsemaan muuttujia siten, että ne pysyvät annettujen rajojen sisällä ja lopputuloksesta tulee vaaditun kaltainen.

– Käytännössä tämä tarkoittaa, että kun hitsausarvot lähestyvät parametri-ikkunassa annettuja reuna-arvoja, järjestelmä korjaa prosessia siten, että hitsausarvot siirtyvät keskemmälle ikkunaa, jolloin virhettä ei pääse syntymään, Pirinen selittää.

Uusi järjestelmä soveltuu erinomaisesti lujien terästen hitsaamiseen, sillä lujien materiaalien parametri-ikkunat ovat huomattavasti kapeampia kuin rakenneteräksillä ja teräksen hitsaus vaikeutuu mitä lujempaa se on. Lujia teräksiä käytetään muun muassa arktisessa teräsrakentamisessa, missä materiaaleilta vaaditaan keveyttä, sitkeyttä ja lujuutta.

LUT:n kehittämän järjestelmän markkinat ovat maailmanlaajuiset. Järjestelmää voidaan käyttää esimerkiksi paineastioiden, erilaisten säiliöiden, putkien ja putkistojen, puomien ja palkkirakenteiden valmistuksessa sekä laadunvarmistuksessa. Pirisen mukaan hitsausteollisuus on odottanut vastaava säätöjärjestelmää siitä lähtien, kun automaatiohitsaus tuli markkinoille.

Tekniikka&Talous