I. Điều khiển dò đường hàn
Điều khiển dò đường hàn là một trong những vấn đề trọng tâm của nghiên cứu này. Bài toán dò đường hàn sử dụng cảm biến hàn hồ quang quay dựa trên hiện tượng biến đổi cường độ dòng điện hàn khi đầu hàn vừa quay vừa di chuyển bám theo rãnh hàn. Khi đầu hàn quay trong mối hàn rãnh chữ 'V', giá trị cường độ dòng điện hồ quang theo từng chu kỳ giúp xác định hướng lệch và độ lệch của đầu hàn so với tâm rãnh hàn. Đây là cơ sở để điều khiển đầu hàn bám theo rãnh hàn. Các giải thuật điều khiển như điều khiển mờ, neural network, và hệ điều khiển thích nghi được đề cập, với trọng tâm là điều khiển fuzzy-PID.
1.1. Cơ sở lý thuyết
Cơ sở lý thuyết của điều khiển dò đường hàn dựa trên sự biến đổi cường độ dòng điện hàn khi đầu hàn quay. Khi đầu hàn di chuyển, sự thay đổi cường độ dòng điện giúp xác định vị trí lệch của đầu hàn so với tâm rãnh hàn. Điều này được thực hiện thông qua việc phân tích tín hiệu dòng điện hàn trong từng chu kỳ quay của đầu hàn. Các thuật toán điều khiển được áp dụng để điều chỉnh vị trí đầu hàn, đảm bảo nó luôn bám sát theo rãnh hàn.
1.2. Giải thuật điều khiển
Nghiên cứu tập trung vào việc áp dụng điều khiển fuzzy-PID để điều khiển đầu hàn. Giải thuật này kết hợp giữa logic mờ và bộ điều khiển PID, giúp tăng độ chính xác và ổn định trong quá trình dò đường hàn. Các thông số điều khiển được xác định thông qua các thí nghiệm mô phỏng và thực nghiệm, đảm bảo hiệu quả trong việc điều chỉnh vị trí đầu hàn.
II. Cảm biến hàn hồ quang quay
Cảm biến hàn hồ quang quay là một trong những công nghệ tiên tiến được sử dụng trong nghiên cứu này. Cảm biến này hoạt động dựa trên sự thay đổi cường độ dòng điện hàn khi đầu hàn quay, giúp xác định vị trí lệch của đầu hàn so với tâm rãnh hàn. Ưu điểm của cảm biến này là nhỏ gọn, không cần các thiết bị phụ trợ xung quanh đầu hàn, và có độ tin cậy cao. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng cảm biến hàn hồ quang quay không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ hàn và ánh sáng hồ quang, làm cho nó trở thành một lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng tự động hóa trong kỹ thuật cơ điện tử.
2.1. Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của cảm biến hàn hồ quang quay dựa trên sự thay đổi cường độ dòng điện hàn khi đầu hàn quay. Khi đầu hàn di chuyển, sự thay đổi cường độ dòng điện giúp xác định vị trí lệch của đầu hàn so với tâm rãnh hàn. Điều này được thực hiện thông qua việc phân tích tín hiệu dòng điện hàn trong từng chu kỳ quay của đầu hàn.
2.2. Ưu điểm và ứng dụng
Cảm biến hàn hồ quang quay có nhiều ưu điểm như nhỏ gọn, độ tin cậy cao, và không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ hàn và ánh sáng hồ quang. Những đặc điểm này làm cho nó trở thành một công nghệ lý tưởng cho các ứng dụng tự động hóa trong kỹ thuật cơ điện tử, đặc biệt là trong các quy trình hàn tự động.
III. Kỹ thuật cơ điện tử trong hàn hồ quang
Kỹ thuật cơ điện tử đóng vai trò quan trọng trong việc tự động hóa quá trình hàn, đặc biệt là trong hàn hồ quang. Nghiên cứu này tập trung vào việc tích hợp các công nghệ cơ điện tử vào quy trình hàn, bao gồm việc sử dụng cảm biến hàn và hệ thống điều khiển hàn. Các công nghệ này giúp cải thiện độ chính xác và hiệu quả của quá trình hàn, đồng thời giảm thiểu sự can thiệp của con người. Hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ là một trong những phương pháp hàn được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, và việc áp dụng kỹ thuật cơ điện tử giúp nâng cao chất lượng và năng suất của quá trình hàn.
3.1. Tích hợp công nghệ cơ điện tử
Việc tích hợp kỹ thuật cơ điện tử vào quy trình hàn giúp cải thiện độ chính xác và hiệu quả của quá trình hàn. Các công nghệ như cảm biến hàn và hệ thống điều khiển hàn được sử dụng để tự động hóa quá trình hàn, giảm thiểu sự can thiệp của con người và nâng cao chất lượng mối hàn.
3.2. Ứng dụng trong hàn hồ quang
Hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ là một trong những phương pháp hàn được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Việc áp dụng kỹ thuật cơ điện tử giúp nâng cao chất lượng và năng suất của quá trình hàn, đồng thời giảm thiểu các yếu tố rủi ro liên quan đến sức khỏe và an toàn của công nhân.
