การควบคุมความสม่ำเสมอแนวเชื่อมเลเซอร์ด้วยอุณหภูมิบ่อหลอม โดยวิธีการควบคุมพีไอดีแบบปรับค่าได้
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
การเชื่อมเลเซอร์มีข้อดีหลากหลายประการ คือ มีอัตราการจ่ายพลังงานสูง ส่งผลให้แนวเชื่อมที่ได้มีการหลอมละลายซึมลึกที่สมบูรณ์ อย่างไรก็ดีการเชื่อมชิ้นงานที่มีความหนาต่างกันแนวเชื่อมอาจเกิดข้อบกพร่องขึ้นดังนั้นงานวิจัยนี้จึงได้เสนอการควบคุมกระบวนการเชื่อมเลเซอร์ชิ้นงานวัสดุเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ (AISI 1018) ที่มีช่วงความหนา 0.5 - 1.0 มิลลิเมตร โดยใช้การประมวลผลภาพจากกล้องอินฟราเรดที่นำค่าอุณหภูมิเฉลี่ยบริเวณบ่อหลอมมาวิเคราะห์และส่งข้อมูลให้กับระบบควบคุมพีไอดีที่ปรับอัตราขยายได้ (Adaptive PID) เพื่อควบคุมอุณหภูมิเฉลี่ยที่เป็นตัวแปรนำเข้าหลัก สำหรับควบคุมกำลังไฟฟ้า (Power) ให้มีความสัมพันธ์กับความหนาของชิ้นงานโดยใช้ค่ากำลังขยาย kp = 0.003–0.0075, ki = 0.0002 – 0.0005 และ kd = 0.003 – 0.021 ซึ่งพบว่าระบบควบคุมการเชื่อมเลเซอร์พีไอดีแบบปรับค่าได้ด้วยการควบคุมอุณหภูมิเฉลี่ยบริเวณบ่อหลอม สามารถควบคุมกำลังเลเซอร์เพื่อรักษาอุณหภูมิเฉลี่ยบริเวณบ่อหลอมให้มีความแม่นยำอยู่ที่ ±3 °C จากจุดตั้งค่า โดยแนวเชื่อมที่ได้มีความสม่ำเสมอและมีการซึมลึกที่สมบูรณ์
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เนื้อหาและข้อมูลในบทความที่ลงตีพิมพ์ใน Journal of Advanced Development in Engineering and Science ถือเป็นข้อคิดเห็นและความรับผิดชอบของผู้เขียนบทความโดยตรง ซึ่งกองบรรณาธิการวารสารไม่จำเป็นต้องเห็นด้วยหรือร่วมรับผิดชอบใดๆ
บทความ ข้อมูล เนื้อหา ฯลฯ ที่ได้รับการตีพิมพ์ในJournal of Advanced Development in Engineering and Science ถือเป็นลิขสิทธิ์ของ Journal of Advanced Development in Engineering and Science หากบุคคลหรือหน่วยงานใดต้องการนำทั้งหมดหรือส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่ต่อหรือเพื่อกระทำการใดๆ จะต้องได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษรจาก Journal of Advanced Development in Engineering and Scienceก่อนเท่านั้น
เอกสารอ้างอิง
Chen, G. et al. (2013). Research on Key Influence Factorsof Laser Overlap Welding of Automobile Body Galvanized Steel. Optics & Laser Technology, 45, 726-733.
Hong, K. & Shin, Y. (2017). Prospects of Laser Welding Technology in the Automotive Industry: A Review. Journal of Materials Processing Technology, 245, 46-69.
Pritschow, G. & Haug, K. (1998). Robust Laser-Stripe Sensor for Automated Weld-Seam Tracking in the Shipbuilding Industry. The 24th Annual Conference of the IEEE (p.1236-1241). 31 August – 4 September, 1998, Aachen, Germany.
Abderrazak, K., et al. (2009). Nd:YAG Laser Welding of AZ91 Magnesium Alloy for Aerospace Industries. Metallurgical and Material Transactions B, 40, 54-61.
Pariona, M., et al. (2012). Yb Fiber Laser Beam Effects on the Surface Modification of Al–Fe Aerospace Alloy Obtaining Weld Filet Structures, Low Fine Porosity and Corrosion Resistance. Surface and Coatings Technology, 206(8-9), 2293-2301.
Harman, G. & Albers, J. (1977). The Ultrasonic Welding Mechanism as Applied to Aluminum and Gold-Wire Bonding in Microelectronics. IEEE Transactions on Parts, Hybrids, and Packaging, 13(4), 406-412.
Arnold, G. (2009). Laser Micro Manufacturing: Fast and Reliable Solutions for Joining, Drilling and Structuring. Laser Technik Journal, 6(1), 16-29.
Tapia, G. & Elwany, A. (2014). A Review on Process Monitoring and Control in Metal-Basedadditive Manufacturing. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 136(6), 060801.
Golubev, V., et al. (2010). Diagnostics of Laser Radiance Penetration into Material by Multi - Channel Pyrometer. In 2010 International Conference on Advanced Optoelectronic and Laser (p.182-194). 10 September – 14 September, 2010, Sevastopol, Ukraine.
Bertrand, P., et al. (2000). Application of Near Infrared Pyrometry for Continuous Nd:YAG Laser Welding of Stainless Steel. Applied Surface Science, 168(1-4), 182-185.
Wippo, V., et al. (2012). Evaluation of Apyrometric - based Temperature Measuring Process for the Laser Transmission Welding. Physics Procedia, 39, 128-136.
Kohler, H., et al. (2015). Contact-Less Temperature Measurement and Control with Applications to Laser Cladding. Welding in the World, 60, 1-9.
Wang, C., et al. (2020). Application of Sensing Techniques and Artificial Intelligence-based Methods to Laser Welding Real - time Monitoring: A Critical Review of Recent Literature. Journal of Manufacturing Systems, 57, 1-18.
Speka, M., et al. (2008). The Infrared Thermography Control of the Laser Welding of Amorphous Polymers. NDT & International, 41(3), 178-183.
Weberpals, J., et al. (2011). Utilisation of thermal radiation for process monitoring. Physics Procedia, 12, 704-711.
Qian, S., et al. (2018). Adaptive PID controller based on Q-learning algorithm. CAAI Transaction on Intelligence Technology, 3(4), 235-244.
Ziegler, J. G. & Nichols, N. B. (1942). Optimum Setting for Automatic Controllers. Transaction of the ASME, 64, 759-768.
