Doppelte Funktionalität

Fokus

Schweissnahtkontrolle - Bei der Schweißnahtkontrolle sind viele Variable zu überwachen und auszuwerten. ASB Automation Technologie hat deshalb ihr Automatical Welding Inspection-System zusätzlich zur Laser-Triangulation jetzt auch mit Vision-Funktionalitäten ausgestattet.

18. Mai 2011

Schweißen ist für viele Werkstoffe und Produkte die optimale Fügemethode: hoch automatisiert mit hohem Durchsatz. Doch wo geschweißt wird, passieren Fehler. Das war schon immer so und wird auch in Zukunft so sein. Ein wirkliches Problem bilden aber unerkannte Fehler. Je später ein Fehler im Fertigungsablauf erkannt wird, um so aufwendiger und teurer dessen Behebung. Wird der Mangel gar erst beim Kunden aufgedeckt, entsteht zusätzlich noch ein gar nicht zu beziffernder Imageschaden.

Da Schweißen eine universelle Verbindungstechnik ist, müssen bei einer Kontrolle viele Faktoren und Variablen überwacht und ausgewertet werden. Einen neuen Ansatz dazu haben die Entwickler von ASB Automation Technologie gefunden. Das Unternehmen aus Nufringen im Landkreis Böblingen bietet schlüsselfertige Automatisierungslösungen für viele Anwendungen, so auch für die Schweißnahtkontrolle.

Alle relevanten Faktoren erkennen

Ein Schweißvorgang lässt sich in mehrere einzelne Schritte aufgliedern. Grundsätzlich kommt es bei automatischen Schweißlinien darauf an, dass erstens die richtigen Teile eingelegt sind. Zweitens ist der Abstand der Teile zueinander wichtig, also der optimale Fügespalt. Zudem muss während des Schweißvorganges selbst der Lichtbogen beziehungsweise Laserstrahl exakt geführt werden. Letztlich ist die entstandene Naht auf optimalen Ein- beziehungsweise Durchbrand sowie poren- und lunkerfreien Verlauf zu überprüfen.

Viele Schweißnaht-Inspektionen beschränken sich heute noch auf die beiden letzten Punkte, einige wenige überprüfen auch schon den Schweißvorgang selbst. Das Automatical Welding Inspection-System (AWI) wurde nun von den Nufringern so ausgelegt, dass alle schweißtechnisch relevanten Vorgänge überwacht und ausgewertet werden können. Das hochflexible Messsystem ist zudem in der Lage, durch sofortige Rückkopplung eventuelle Fehlerquellen direkt vor und während des Fügevorganges zu beheben. Dabei erlaubt die Auswahl moderner Komponenten eine sehr kompakte Bauweise des Messkopfes, der wahlweise als separate Kontrolleinheit oder auch direkt am Schweißroboterarm angebracht werden kann. Das ermöglicht optimale Abstimmung neuer Anlagen ebenso wie eine spätere Nachrüstung bestehender Systeme.

Soll- und Istwertvergleich

Werden bis heute manche Kontrollen trotz maschineller Fertigung noch von Menschen ausgeführt, so erlaubt das neue System eine, von der Tagesform des Mitarbeiters unabhängige Qualitätskontrolle immer auf gleichbleibendem Niveau. Das ASB-Komplettsystem bietet viele Möglichkeiten, aus denen der Anwender die für sich passende Kombination auswählen kann. Der nur 150 x 150 x 80 Millimeter messende Inspektionskopf ist dafür doppelt ausgestattet: mit dem im Vorgängermodell bereits bewährten Lasertriangulationsverfahren plus mit einer Vision-Funktion.

Die Messgenauigkeit der eingesetzten Sensoren ist dabei durchweg höher als die Fertigungs-Genauigkeit der heute eingesetzten Roboterstraßen. Das erlaubt eine anpassbare Messgenauigkeit, die bei gängigen MIG-, MAG-, Laser- oder Klebeverbindungen typischerweise bei etwa 0,1 Millimeter liegt.

»Das System kann aber nicht nur Schweißnähte kontrollieren, sondernwegen derVision-Funktion auch Werkstücke vermessen und beurteilen«, hebt Jürgen Decker, Senior Project Manager bei ASB, hervor. So sind die Analysen »Richtiges Bauteil?« oder »Hat Bauteil richtige Lage?« vor dem Schweißen über einen Soll-/Istwert-Vergleich möglich. Für die Auswertung der gewonnenen Daten steht ein extra dafür entwickeltes Programm bereit. Es läuft auf der Anlagen-SPS oder dem Anlagen-PC.

Das AWI enthält alle für die Inspektion wesentlichen Komponenten wie Messkopf, Auswertesoftware, leistungsfähige PC-Hardware und übersichtliche Bedienoberfläche. Den Datenanschluss zur SPS übernehmen DeviceNet- oder Profibus-Schnittstellen. Die Bedienung kann wahlweise kabelgebunden oder per 12-Wireless-Touchpanel eingerichtet werden. Die kabellose Variante empfiehlt sich vor allem für Bereiche, in denen mehrere Prüfgeräte verwendet werden.

Praxisgerecht und rationell

Die Software in Verbindung mit der PC-Hardware erlaubt eine unbegrenzte Anzahl unterschiedlicher Schweißnahteinstellungen zu konfigurieren und abzulegen. Damit ist die Kontrolle ebenso vielseitig wie die Schweißanlage selbst. Ein lernfähiges Kalibrierungstool, umfangreiche Diagnostikeinstellungen und nicht zuletzt eine Datenbank für alle wesentlichen Prüfparameter erlauben eine exakte, immer nachvollziehbare Qualitätskontrolle.

Das neue Prüf- und Qualitätssicherungssystem AWI beachtet alle für Schweißvorgänge wichtigen Parameter. Eine intelligente Auswerteelektronik berechnet aus den gewonnenen Daten die Güte der Verbindung und kann gegebenenfalls direkt eine Nachbesserung initiieren. Die komplette Prüf-, Auswerte- und Arbeitshistorie wird in einer Datenbank nachvollziehbar abgelegt. Das System spart so einerseits Kosten für spätere Nachbesserungen ein und erhöht andererseits die Anlagenauslastung durch Fehlererkennung noch vor dem eigentlichen Schweißvorgang. In Summe reduziert das neue Qualitätsmanagement deutlich die Betriebskosten und verbessert die Reputation auf dem Markt durch Null-Fehler-Toleranz bei den Produkten.

Fakten

Die hundertprozentige Omron-Tochter ASB, eine Unternehmensgruppe von Systemintergratoren mit Sitz in Portugal (Setúbal), Deutschland (Nufringen) und Spanien (Barcelona), optimiert, plant, entwickelt und installiert in Zusammenarbeit mit ihren Kunden innovative Automatisierungslösungen für Produktionsprozesse. Das Unternehmen hat seit 2001 in unterschiedlichsten Projekten aus den Bereichen Automation, Logistik und LCIA (Low Cost Intelligent Automation) Erfahrung gesammelt.

Dabei liefert ASB stets komplette Lösungen aus einer Hand – von der Robotertechnik über das Design, die Prozessanalyse und elektrische Projekte bis hin zur Programmierung von SPS und HMI. Neben diesen Dienstleistungen sind eigene Entwicklungen, wie das beschriebene AWI-System zur Schweißnahtkontrolle, Teil des Produktspektrums.

Erschienen in Ausgabe: 04/2011