Resumo
Nos setores de Petróleo e Gás, construção naval, civil, automobilística e demais setores que necessitem de união de matérias por soldagem, há dificuldade na padronização das juntas a serem soldadas. Essa dificuldade compromete muitas vezes a utilização da soldagem automática. Para que seja possível soldar sem a intervenção do operador de soldagem, é imprescindível que a geometria da junta seja conhecida em toda sua extensão, possibilitando que o equipamento se adapte aos desvios geométricos da junta, garantindo total preenchimento do chanfro. Este trabalho propõe o desenvolvimento de um sistema para medição do volume de chanfros. A medição do volume é realizada por um sensor óptico a laser tipo “folha de luz” que, uma vez programado para reconhecer determinado perfil de junta, reconhece pontos específicos na geometria do chanfro e calcula variáveis da junta, como a área da seção transversal. Esta área é armazenada por um software e concatenada com o movimento de translação do manipulador robótico que conduz o sensor por sobre a junta. A coletânea de dados de área e posição do manipulador possibilitam calcular o volume da junta. Um corpo de prova de testes é projetado de modo a simular uma junta de difícil inspeção, com variações bruscas de perfil e regiões com e sem preenchimento parcial. São realizados testes do sistema de medição com diferentes velocidades de deslocamento do manipulador robótico. Os resultados destes testes são comparados à medição de volume realizada por um sistema estereoscópico comercial calibrado de alta precisão. O sistema proposto se mostra adequado a utilização para inspeção de chanfros em todas as faixas de velocidade utilizadas nos testes, com precisão dentro dos limites estipulados.
Palavras-chave: Sensoriamento Laser, Soldagem, Inspeção, Metrologia
Abstract
In the Oil and Gas Industry, shipbuilding, civil, automotive and other industries that require joining materials by welding, there is difficulty in standardizing these joints. This difficulty often compromises the use of automatic welding. To make it possible to weld without operator intervention, it is essential that the geometry of the joint being known throughout its length, allowing the machine to adapt to geometrical deviations of the joint, ensuring complete filling of the welding groove. This work proposes the development of a system for measuring the volume of welding grooves. The volume measurement is performed by an optical laser sensor "light sheet" type that, once programmed to recognize certain seam profile, is able to recognize specific points on the groove geometry and calculates the joint variables, such as the cross-sectional area. This area is stored in a software and concatenated with the translational motion of the robotic manipulator that drives the sensor over the joint. The area and manipulator’s position data collection allow the calculation of seam volume. A testing plate is designed to simulate a difficult inspection joint, with abrupt changes in profile and regions with and without partial filling. Tests of the measuring system with different travel speeds of the robotic manipulator are performed. The results of these tests are compared to the volume measurement performed by a calibrated commercial stereoscopic system with high precision. The proposed system proves to be suitable for bevels inspection with accurately within the stipulated limits, using any of the tested travel speed.
Keywords: Laser Sensing, Welding, Inspection, Metrology
Referência
VIVIANI, A. B.; DUTRA, J. C.; BONACORSO, N. G.; SILVA, R. H. G.. Desenvolvimento de sistema para medição do volume de chanfros para soldagem utilizando tecnologia de medição a laser. VIII COBEM – Congresso Nacional de Engenharia Mecânica, Agosto de 2014, Uberlândia - Minas Gerais