"Energieffektiv adaptiv proceudsug": Bedre svejseudsugning

Karsten Thornø Ahrentsen

Jeg er din kontaktperson

Skriv til mig

Indtast venligst et validt navn
Eller dit telefonnummer
Sender besked
Tak for din besked
Vi beklager

På grund af en teknisk fejl kan din henvendelse desværre ikke modtages i øjeblikket. Du er velkommen til at skrive en mail til Send e-mail eller ringe til +45 72202439

Udsugning ved svejsning

"Energieffektiv adaptiv proceudsug": Bedre svejseudsugning

Projektet ’Energieffektiv adaptiv proceudsug’ handler om at få mundingen for svejseudsugning så tæt på svejsekilden som muligt. Det forbedrer arbejdsmiljøet og sparer energi.

Udsugning er en helt central del af svejsemiljøer. Traditionelt flyttes udsugningsmundingen af svejseren efterhånden som arbejde skrider frem. For at sikre af den giftige svejserøg fjernes fra svejseområdet, udskiftes store luftmængder. Det kræver udsugningsanlæg med store dimensioner, der kører for fuld kraft for at sikre den lovkrævede luftkvalitet.

Det betyder, at der bruges enorme mængder energi på at holde udsugningsanlæggende kørende, og ikke mindst på genopvarmning af erstatningsluften – særligt i vintermånederne. Den lave udnyttelse af udsugningsanlæggene skyldes, at selv på relativt korte afstande er udsugningen ikke særligt effektiv. Derfor er der behov for at udsugningsmundingen er så tæt på svejsekilden som overhovedet muligt - få centimeter gør en forskel.

Det handler projektet ’Energieffektiv adaptiv proceudsug’ om: at få mundingen for svejseudsugning så tæt på svejsekilden som muligt. Projektet er finansieret af EUDP og partnerne Geovent, Sick, Linak, Daugaard Elektronik, Strøh Automation, Mercantec og Teknologisk Institut, er hver specialister indenfor deres felterne Udsugning, Måling, linear motorer, elektronik, PLCer, svejsemiljøer, luftflov og robotteknologi.

Udviklingen er stadig i fuldgang på Teknologisk Institut, Robotteknologi i Odense, hvor der i øjeblikket arbejdes på en demonstrator hvor udsugningsmundingen følger efter en svejsekilde for at opsamle så meget svejserøg som muligt.

 

Hvorfor ’Effektiv Adaptiv Procesudsug’?

Formålet er at spare energi på udsugning og opvarmning af erstatningsluft, fordi de hele tiden sikres at udsugningen er så tæt på kilden og dermed virker så effektivt som muligt, og dermed skrue ned for udsugningen til et lavere niveau, men stadig opretholde den lovpligtige luftkvalitet. Samtidig er der en arbejdsmiljømæssig fordel udsugningen fjerner mere giftig røg når den er tæt på. En udsugning der følger svejsekilden vil helt naturligt være tættere på kilden, end hvis svejseren ikke skal huske at flytte på den hele tiden. Samtidig er der en effektivitetsforbedring fordi, svejseren kan koncentrere sig om at svejse.

For at holde teknologien på et relativt simpelt og dermed billigt og tilgængeligt niveau, har projektpartnerne valgt at arbejde med svejsning på plant bord, altså i to plan. En løsning der placerer udsugningen i forhold til svejsning i det tredimentionelle rum, vil kræve en artikuleret robotarm, og så er spørgsmålet om det ikke er lige så givtigt at sætte robotten til at svejse.

 

Simpel fremføring

Selve udsugningen er placeret på en arm med to led, og kan bevæge sig i to plan. Hver arm er ca. 2 meter lang og monteret med aktuatorer, og har et dynamisk område på omkring 90 grader hver. For enden af den yderste arm er monteret et fleksibelt rør (ø 160mm), og i bunden af dette rør hænger selve udsugningsmundingen monteret. Mundingen hænger således frit hvilket betyder at alle bevægelige dele er placeret i en højde, hvor de ikke skal afskærmes. Røret med mundingen kan justeres op og ned således mundingen kan komme så tæt på en svejsekilde, som det er praktisk muligt. Det samlede arbejdsområde for udsugningen er ca. 2 x 1,5 i kartesiske koordinater. Den kan bevæge sig uden for dette område, men det giver ikke mening i forhold til et firkantet svejsebord.

 

Teknologien

Der er afprøvet forskellige detektionsteknologier, bl.a. direkte temperaturføling. Denne teknologi har vist sig ikke at virke, og de to resterende er også de mest lovende, nemlig kameradetektion af svejseflammen og direkte røgdetektion ved hjælp af standard røgdetektorer. Disse teknologier er dem, der er arbejdet videre med i projektet. Til dataopsamling og databehandling er anvendt en standard industri PLC.

 

Kameradetektion

Da en svejseflamme er meget lys i forhold til baggrundsbelysningen, er den nem at detektere. Der er opsat et kamera midt i udsugningsmundingen. Dette kamera er i stand til at detektere, om svejseflammen holder sig inden for et prædefineret område. Fordelen er, at denne teknologi er meget sikker til at detektere svejseflammen. Lidt anderledes ser det ud med at fange røgen. Selvom svejserøg er varm og derfor stiger til vejrs, vil en ganske sagte side brise, i form af for fx træk, kunne flytte røgsøjlen mange centimeter i den højde, hvor mundingen til udsugningen er placeret. Da kameraet ikke detekterer røgen direkte, er denne teknologi sårbar overfor ydre påvirkninger. Samtidig kræver kameraløsningen en del databehandling for at fungere. Derfor arbejdes der i øjeblikket med en kameraløsning bestående af 4 pixels, for fire retninger, hvilket vil reducere omkostningerne betragteligt.

 

Røgdetektion

Da det er røgen, der skal følges, har partnerne valgt direkte røgdetektion også. Det er sket ved at benytte tre standard røgdetektorer og placere dem med 120 graders vinkel i udsugningsmundingen. Ideen er, at hver røgdetektor vil detektere en andel af røgen, og at PLCen kan benyttes disse data til at udregne, hvilken retning udsugningen skal bevæge sig. Det har dog vist sig, at røgen ved effektivt udsug faktisk er så koncentreret, at den kan passere mellem to detektorer. Der arbejdes i øjeblikket på en løsning, hvor der enten indsættes flere røgdetektorer, eller på anden vis sikres, at røgen ikke passerer forbi uden at blive detekteret.

De to valgte teknologier er ikke i sig selv perfekte på nuværende tidspunkt. Derfor arbejdes der på en kombineret løsning for at sikre den bedst mulige effekt af udsugningen.

Der arbejdes i øjeblikket på at lave databehandling og styring med microcontrollere i stedet for en PLC, for ad den vej at få prisen på det færdige produkt ned.

Når prototypen virker tilfredsstillende skal den på MERCANTECH for der at blive testet i et ordinært svejsemiljø.

Projektet løber frem til marts 2015.