Thiết kế một thiết bị kiểm tra mối hàn không phải là gắn các bộ phận lại với nhau và hy vọng đạt được kết quả nhất quán. Đó là về việc xây dựng phần mở rộng vật lý cho mục đích kỹ thuật của bạn—trong đó mọi bề mặt, chốt và lực kẹp đều chuyển trực tiếp thành chất lượng mối hàn có thể lặp lại, độ ổn định kích thước và độ tin cậy khi kiểm tra. Tại Botou Haijun Metal Products Co., Ltd., chúng tôi đã chế tạo hơn 270 sản phẩm tùy chỉnh thiết bị kiểm tra mối hàn dành cho các nhà cung cấp ô tô Cấp 1, OEM thiết bị nông nghiệp và nhà tích hợp tự động hóa công nghiệp. Trong mọi trường hợp, việc không giải quyết được các nguyên tắc cơ bản về thiết kế cốt lõi đã dẫn đến một hoặc nhiều kết quả sau: các đường hàn không thẳng hàng, kết quả đạt/không đạt sai trong quá trình xác nhận hoặc việc làm lại tốn kém sau khi bắt đầu sản xuất.
Neo phần - Không chỉ giữ nó
Hầu hết các nhóm đều bắt đầu với chiến lược kẹp chặt—nhưng điều đó đã lạc hậu. Đầu tiên, xác định sơ đồ chuẩn bằng cách sử dụng các bề mặt chức năng của bộ phận: mặt bích lắp, phần nối tiếp xúc hoặc mẫu lỗ quan trọng cho biết cách bộ phận phù hợp trong quá trình lắp ráp cuối cùng. Chúng tôi sử dụng định vị ba điểm trên các mốc chính, không bao giờ sử dụng bốn điểm vì bốn điểm gây ra biến dạng trong tấm kim loại mỏng. Đối với giá đỡ thông thường được làm từ thép cán nguội 2,0 mm, chúng tôi chỉ định các chốt chốt cứng có dung sai đường kính ± 0,005 mm, vừa khít với các ống lót được mài trong tấm đế nhôm 6061-T6 giảm ứng suất. Tại sao lại là nhôm? Nó xử lý sạch sẽ, giảm rung trong quá trình hàn robot và nặng hơn 60% so với thép để người vận hành thao tác. Chúng tôi tránh các đế bằng gang trừ khi cần có khối lượng nhiệt để thử nghiệm ở chu kỳ làm việc cao—độ giòn của nó có nguy cơ gây ra các vết nứt vi mô gần các lỗ ren sau các chu kỳ mô-men xoắn lặp đi lặp lại.
Kiểm soát sự tăng trưởng nhiệt—Trước khi vòng cung đầu tiên xảy ra
Hàn tạo ra nhiệt cục bộ lên tới 1500°C. Năng lượng đó không biến mất - nó di chuyển. Nếu không được chọn, nó sẽ làm cong bộ định vị thiết bị cố định, dịch chuyển vị trí chốt lên tới 0,08 mm và vô hiệu hóa mọi phép đo tiếp theo. Cách khắc phục của chúng tôi: chèn hợp kim đồng chiến lược tại các khu vực gần mối hàn. Độ dẫn nhiệt của đồng (401 W/m·K) tản nhiệt nhanh gấp 5 lần so với nhôm. Chúng tôi nhúng các khối đồng OFHC ngay bên dưới các mối hàn, được neo bằng vít nắp M4 và cách ly khỏi cấu trúc chính bằng miếng chêm PTFE 0,5 mm. Đây không phải là lý thuyết—chúng tôi đã đo được độ trôi nhiệt thấp hơn 32% trong các thử nghiệm độ bền 120 chu kỳ so với các thiết bị cố định hoàn toàn bằng nhôm. Phần thưởng: bản chất không từ tính của đồng giúp ngăn chặn sự can thiệp của hồ quang trong quá trình chạy xác nhận TIG.
Xây dựng để xác minh—Không chỉ sử dụng
A thiết bị kiểm tra mối hàn phải chứng minh tính đúng đắn của chính mình. Mọi thiết kế đều bao gồm các tính năng xác minh tích hợp: mặt đất tham chiếu chính xác (Ra ≤ 0,4 µm), mục tiêu hình cầu có thể truy cập CMM tại các chú thích chính của GD&T và các thanh hiệu chuẩn có thể tháo rời có thể truy nguyên theo tiêu chuẩn NIST. Một khách hàng nhất quyết yêu cầu “không có lỗ thừa”—vì vậy, thay vào đó, chúng tôi đã gia công các hốc hình cầu Ø6,35 mm thành bề mặt của bộ định vị. Chúng chấp nhận bút stylus CMM tiêu chuẩn mà không cần bộ chuyển đổi và tồn tại hơn 10.000 chu kỳ kiểm tra. Chúng tôi cũng tích hợp bảng truy cập tháo nhanh trên các khối thiết bị đo bên trong, cho phép người vận hành xác minh độ cao của thiết bị định vị trong vòng 90 giây—chứ không phải 20 phút khi tháo dỡ toàn bộ tổ hợp. Nếu bạn không thể đo độ chính xác của thiết bị cố định nhanh hơn việc kiểm tra bộ phận đó, thì bạn đang tin vào may mắn chứ không phải dữ liệu.
Hãy kết hợp độ cứng nhắc của thiết bị với quy trình của bạn—Không phải ngân sách của bạn
Độ cứng không phải là về độ dày mà là về sự phân bố mômen quán tính. Một tấm thép dày 30 mm có vẻ cứng nhắc cho đến khi bạn thêm một cánh tay đúc hẫng 120 mm để tiếp cận mỏ hàn robot. Sau đó độ lệch chạm 0,12 mm dưới lực hàn 45 N. Giải pháp của chúng tôi: xây dựng kết hợp. Đế chính = nhôm 7075-T6 dày 25 mm (độ bền trên trọng lượng cao). Đường ray định vị tới hạn = dải thép không gỉ 304 được liên kết (cường độ chảy 505 MPa). Đường liên kết sử dụng epoxy cấp hàng không vũ trụ với khe hở được kiểm soát 0,05 mm—được xác minh bằng chức năng quét xung siêu âm. Điều này mang lại độ cứng xoắn cao hơn 2,3 lần so với nhôm nguyên khối với trọng lượng thấp hơn 18%. Chúng tôi xác thực từng thiết kế bằng phân tích phương thức FEA nhắm mục tiêu tần số tự nhiên đầu tiên >120 Hz—trên phạm vi hoạt động thông thường của rô-bốt hàn. Không có sự cộng hưởng. Không trôi dạt. Không có lời bào chữa nào.
Mỗi thiết bị kiểm tra mối hàn chúng tôi cung cấp cho tàu một gói đo lường đầy đủ: báo cáo CMM hoàn công, đường cong chênh lệch nhiệt và nghiên cứu khả năng lặp lại giữa ba người vận hành và hai ca. Bởi vì độ chính xác không phải là một yêu cầu trong bảng thông số kỹ thuật—mà là yếu tố còn tồn tại khi sử dụng trong thế giới thực. Công ty TNHH Sản phẩm kim loại Botou Haijun tạo niềm tin cho các kỹ sư đồ đạc khi chi phí phế liệu vượt quá 1.200 USD cho mỗi cụm mối hàn xấu. Nếu hiện tại của bạn thiết bị kiểm tra mối hàn yêu cầu hiệu chỉnh lại hàng ngày hoặc không đạt được kiểm tra GD&T sau 500 chu kỳ, thì lỗ hổng không nằm ở quy trình của bạn mà nằm ở nền tảng. Bắt đầu ở đó.
