Schweißnahtführung – Präzise Nahtverfolgung während des Schweißens
Bei der Schweißnahtführung, auch Nahtverfolgung genannt, wird die tatsächliche Position des Stoßes während des Schweißprozesses bestimmt. Dafür werden die 2D-/3D-Profilsensoren MLZL in Kombination mit einem Machine Vision Controller mit der uniVision-Software eingesetzt. Während des Schweißprozesses ermittelt der Sensor kontinuierlich die genaue Position der Naht und überträgt den berechneten Verfolgungspunkt als Koordinate an die Robotersteuerung. Der Roboter korrigiert daraufhin die Bewegung des Schweißbrenners. Die 2D-/3D-Profilsensoren MLWL und MLSL eignen sich ebenfalls für eine zuverlässige Schweißnahtführung.
Bei Schweißprozessen kommt es auf Präzision an, da sich Bauteile durch Hitzeeinwirkung leicht verformen oder bewegen können. Auch Fertigungstoleranzen, unterschiedliche Spaltgrößen oder Formänderungen während des Prozesses können auftreten. Die Schweißnahtführung gleicht diese Abweichungen aus und stellt sicher, dass das Material an der vorgesehenen Position aufgetragen wird.
Bei Schweißprozessen kommt es auf Präzision an, da sich Bauteile durch Hitzeeinwirkung leicht verformen oder bewegen können. Auch Fertigungstoleranzen, unterschiedliche Spaltgrößen oder Formänderungen während des Prozesses können auftreten. Die Schweißnahtführung gleicht diese Abweichungen aus und stellt sicher, dass das Material an der vorgesehenen Position aufgetragen wird.
Vorteile der Schweißnahtführung mit 2D-/3D-Profilsensoren
Hohe Qualität der Schweißnaht
Der Schweißbrenner bleibt präzise auf der vorgesehenen Bahn – selbst bei Bauteiltoleranzen oder Positionsabweichungen. Dadurch werden Nahtversätze, Fehler und ungleichmäßige Schweißnähte reduziert.
Weniger Ausschuss und Nacharbeit
Die verbesserte Schweißnahtqualität führt zu weniger fehlerhaften Bauteilen und senkt so Material- und Reparaturkosten.
Hohe Produktivität
Durch automatische Bahnkorrekturen während des Schweißprozesses werden schnellere Fertigungsprozesse ermöglicht, da keine Ausfallzeiten durch manuelle Nachjustierungen entstehen.
Kompatibilität mit unterschiedlichen Bauteilen
Die 2D-/3D-Profilsensoren sind ideal für das Schweißen von Serienteilen mit Maßabweichungen sowie Bauteilen aus dem Press- oder Gießverfahren geeignet. Komplexe Spannvorrichtungen und präzise Vormontagen können somit reduziert werden, was zu einer Zeit- und Kostenersparnis führt.
Unverzichtbar für automatisiertes und robotergestütztes Schweißen
Die 2D-/3D-Profilsensoren bilden die Basis für zuverlässige Schweißprozesse in Industrie 4.0-Umgebungen und reduzieren Ausfallzeiten sowie manuelle Eingriffe auf ein Minimum.
Korrekturen in Echtzeit
2D-/3D-Profilsensoren erkennen Abweichungen in Echtzeit, sodass der Weg des Schweißkopfes sofort korrigiert werden kann.
Schweißnahtfindung – Exakte Positionsbestimmung vor dem Schweißprozess
Bei der Schweißnahtfindung wird die exakte Position des Stoßes vor dem Schweißprozess bestimmt. Mithilfe der 2D-/3D-Profilsensoren MLZL und des Machine Vision Controllers mit der uniVision Software werden eine oder mehrere Messungen durchgeführt, um die tatsächliche Nahtlage zu berechnen. Anschließend passt die Robotersoftware die Bahnpunkte automatisch an – Verschiebung, Verdrehung oder Neigung der ursprünglich eingelernten Roboterbahn werden korrigiert. Die Sensoren ermöglichen zudem eine schnelle und präzise Positionsbestimmung von komplexen Bauteilgeometrien oder bei engen Radien. Auch bei Anwendungen, bei denen der Sensor nicht direkt am Schweißbrenner montiert werden kann und ein größerer Abstand erforderlich ist, können die MLZL-Sensoren eingesetzt werden. Die Schweißnahtfindung ist auch mit den 2D-/3D-Profilsensoren MLSL oder MLWL bzw. den Laserdistanzsensoren Triangulation der P3-Serie möglich.
Vorteile der Schweißnahtfindung mit wenglor-Sensoren
Präzise Positionierung vor dem Schweißen
Die Sensoren bestimmen die exakte Position des Stoßes, unabhängig von Bauteiltoleranzen oder Montageabweichungen. So beginnt der Schweißvorgang immer an der richtigen Stelle, Fehlstarts oder Fehlausrichtungen werden vermieden.
Ausgleich von Maßabweichungen
Die Sensoren sorgen auch bei Bauteilen mit Fertigungstoleranzen, etwa aus Blech oder Gusseisen, für gleichbleibende Ergebnisse. Aufwändige Spanntechnik oder eine präzise manuelle Ausrichtung sind dadurch nicht mehr notwendig.
Automatisierungs- und Robotikfähigkeit
Die 2D-/3D-Profilsensoren und die Laserdistanzsensoren der P3-Serie sind die Grundlage für das vollautomatische oder robotergestützte Schweißen. Die Roboter erkennen die Bauteilposition, korrigieren die eingelernte Bahn und fahren automatisch an die richtige Stelle – ohne manuelles Anlernen.
Unkomplizierte und schnelle Inbetriebnahme
Da weder eine manuelle Kalibrierung noch eine visuelle Justierung erforderlich ist, können Schweißprozesse schneller gestartet werden. Gerade in der Serienfertigung und bei hohen Taktraten ist das von großem Vorteil.
Weniger Ausschuss und Nacharbeit
Eine korrekte Positionierung des Schweißbrenners reduziert die Fehlerquote erheblich. Dadurch sinken die Materialkosten und der Aufwand für Nacharbeiten.
Kombinierbar mit Nahtverfolgung
Vor dem Schweißen findet die Nahtfindung statt, während des Schweißens die Nahtverfolgung. Beide Prozesse zusammen bieten eine umfassende Qualitätslösung.
性能优异，效率高：使用 MLZL 2D/3D 轮廓传感器进行焊缝引导和焊缝定位
紧凑型 MLZL 2D/3D 轮廓传感器采用纤细而坚固的外壳，专为焊接环境而设计。传感器通过两个安装孔直接安装在焊枪上。在运行过程中，焊接设备沿着部件的整个轮廓线移动，并且 MLZL 通过激光三角测量法测量焊缝位置。在此过程中采集的测量数据通过 uniVision 图像处理软件实时处理并传输至控制器 – 与焊接过程同步。
高品质型材，确保高的工艺可靠性
MLZL 系列的高性能光学器件和滤光片可确保在传感器摄像头上提供出色的成像效果，并配有合适的防护片。
无需工具即可更换防护片
该传感器无需工具即可轻松更换防护片。为此，推上防护片保持器，更换防护片并重新插入防护片保持器。
一体式冷却和空气吹洗系统
集成的风冷或水冷功能，可以防止因焊接应用中高的环境温度引起的摄像头和激光器过热 空气吹洗可防止污物沉积在防护片上。
结构紧凑而坚固
MLZL 系列外壳纤细紧凑，专为焊缝引导应用而设计。由于防护等级为 IP67，传感器具有防尘和防短时浸入功能，因此可用于各种工作环境。
| 传感器 / 配件 | 介质 | 尺寸 | |
|---|---|---|---|
| MLZL 的集成冷却和空气吹洗功能 | 冷却： | 外径 4 mm 的软管 | |
| 水 | 最大 2 bar | ||
| 无油空气 | 最大 2 bar | ||
| 吹洗： | |||
| 无油空气 | 最大 2 bar | ||
| 附加冷却模块 （用于 MLSL 和 MLWL 的 ZLWK 和 ZLSK） |
水 | 最大 2 bar | 外径为 6 mm，内径为 4 mm 的软管 |
| 无油空气 | 最大 2 bar | ||
| 用于 MLSL1 系列的附加防护外壳 ZLSS003 | 冷却： | 外径为 6 mm，内径为 4 mm 的软管 | |
| 水 | 最大 2 bar | ||
| 无油空气 | 最大 2 bar | ||
| 吹洗： | |||
| 无油空气 | 最大 2 bar | ||
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传感器 / 配件
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MLZL 的集成冷却和空气吹洗功能
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水
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无油空气
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吹洗：
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无油空气
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附加冷却模块 （用于 MLSL 和 MLWL 的 ZLWK 和 ZLSK） |
无油空气
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用于 MLSL1 系列的附加防护外壳 ZLSS003
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水
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无油空气
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吹洗：
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无油空气
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介质
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冷却：
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最大 2 bar
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最大 2 bar
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最大 2 bar
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水
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最大 2 bar
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冷却：
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最大 2 bar
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最大 2 bar
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最大 2 bar
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尺寸
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外径 4 mm 的软管
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最大 2 bar
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外径为 6 mm，内径为 4 mm 的软管
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外径为 6 mm，内径为 4 mm 的软管
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2D/3D 轮廓传感器的安装方式
为了实现可靠的焊缝引导和焊缝定位，在安装 MLZL、MLSL 和 MLWL 2D/3D 轮廓传感器 时必须注意以下提示，因为安装方式因传感器型号而异。此外，轮廓传感器的摄像头不应直接对准焊接点，否则焊接过程的光线可能会导致干扰。
MLZL
MLSL
MLWL
为了实现较小或较大的提前量，MLSL 和 MLWL 2D/3D 轮廓传感器可以 α 角安装。
具有较大提前量的 MLSL
具有较大提前量的 MLWL
焊缝引导时的焊缝类型
在焊缝引导中，有不同的接缝类型，以可靠地将金属部件焊接在一起并确保高质量的焊缝。
对接接头
搭接接头
平行接头
T 形接头
十字接头
Joints d’angle
Joints multiples
Joints angulaires
Logiciel uniVision 3 pour le guidage et la détection des soudures
Le logiciel de traitement d’images uniVision de wenglor offre une possibilité performante et conviviale de traiter des données à partir de données de profil altimétrique bidimensionnel. Pour les applications de soudage, il existe le module « Profil Guidage de la torche de soudure robotisée », qui permet une détection simple et rapide des joints pour le suivi et la localisation des soudures.
Module « Profil Guidage de la torche de soudure robotisée »
Le module « Profil Guidage de la torche de soudure robotisée » permet de détecter de manière fiable tous les types de joints à l’aide des profils de hauteur des capteurs de profil 2D/3D. Le module fournit le point de guidage ainsi que d’autres valeurs de mesure spécifiques à la soudure, nécessaires pour une commande précise du robot. Il constitue ainsi la base des applications de suivi de soudure commandées par capteur avec des robots ou sur des tables de linéarisation.
Modèles préconfigurés
Intégration rapide aux processus existants grâce à des modèles préconfigurés pour les types de joints courants et l’étalonnage du robot.
Transmission directe des résultats
Transmission préconfigurée des résultats de mesure à la commande du robot pour des processus fluides.
Sous-module « Historique et filtres »
Sortie fiable et stable des points de suivi avec le sous-module « Historique et filtre ».
Tutoriels sur la configuration des modèles
Les vidéos suivantes montrent pas à pas comment régler les modèles préconfigurés pour le joint bout à bout, le joint à recouvrement, le joint en T et la recherche des bosses.
Visualisation web
Chaque tâche de modèle de détection de chocs contient une visualisation web qui affiche tous les résultats pertinents d’un seul coup d’œil. Il est également possible de paramétrer sa propre visualisation individuelle. À intervalles réguliers, le navigateur Internet met à jour le contenu de la visualisation afin que les opérateurs reçoivent un retour visuel du processus. Les visualisations suivantes peuvent être insérées par glisser-déposer :
- Profil en direct
- Coordonnées du point de guidage
- Affichages d’état
- Valeurs de mesure (par ex. largeur, hauteur, décalage, surface)
- Images/logos
- Superpositions (par ex. lignes, termes, valeurs, étiquettes, etc.)
Haute précision sur les surfaces brillantes
Lors du soudage, le type de matériau utilisé joue un rôle décisif, car les différents métaux ont des propriétés optiques différentes. Certains métaux ont une surface mate qui permet une détection claire, tandis que d’autres, comme l’aluminium, sont très brillants. Ceux-ci génèrent ainsi de nombreuses réflexions qui peuvent entraver la visibilité de la soudure. La forme du composant à souder influence également les réflexions. Les objets ronds en particulier génèrent plus de réflexions que les structures plates.
Les capteurs MLZL associés au logiciel uniVision détectent avec précision les positions de joint, même sur des surfaces métalliques fortement réfléchissantes. Des algorithmes logiciels spéciaux minimisent efficacement les réflexions lumineuses, ce qui permet de traiter et d’évaluer les données de profil de manière fiable pour garantir un guidage de la torche de soudure robotisée précis.
Les capteurs MLZL associés au logiciel uniVision détectent avec précision les positions de joint, même sur des surfaces métalliques fortement réfléchissantes. Des algorithmes logiciels spéciaux minimisent efficacement les réflexions lumineuses, ce qui permet de traiter et d’évaluer les données de profil de manière fiable pour garantir un guidage de la torche de soudure robotisée précis.
Intégration facile grâce à de nombreuses interfaces robotiques
Une variété de plug-ins robotiques garantit une communication fluide et simple avec toutes les principales marques de robots. L’interface ouverte permet également l’intégration transparente d’une large gamme de robots d’autres fabricants.
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Vue d’ensemble du système
Capteur de profil 2D/3D avec contrôleur de vision industrielle et logiciel uniVision 3
Enregistrement des données de profil
Traitement dans uniVision 3
Transfert de données au contrôleur du robot
Exécution des corrections
Correction
Autres possibilités de configuration du système
Une autre possibilité consiste à utiliser le capteur de profil en mode « smart profilomètre ». Cela signifie que les données de profil enregistrées sont traitées dans le capteur.
Comment fonctionne le mode de fonctionnement « smart profilomètre » ?
Le capteur de profil 2D/3D MLZL saisit les données de la soudure pendant le processus de soudage. Le logiciel uniVision 2 avec le module « Profil guidage de la torche de soudure robotisée » est installé sur le MLZL. Les coordonnées TP (point de suivi) précises de la soudure sont calculées à partir des informations de profil enregistrées. Ces coordonnées sont ensuite transmises au contrôleur du robot via l’interface TCP ou UDP configurable. Celui-ci envoie ensuite des données de mouvement au robot pour ajuster son guidage de bande en temps réel.Le capteur de profil 2D/3D MLZL peut également être utilisé avec un logiciel client ou tiers, pas avec le logiciel wenglor uniVision.
Comment fonctionne le mode de fonctionnement « Générateur de profil » avec un IPC tiers ?
Le bras robotisé avec le capteur de profil 2D/3D MLZL se déplace le long de la soudure prévue, le capteur est en mode de fonctionnement « Générateur de profil » et saisit les données de profil de la soudure. Ces données sont ensuite transmises du MLZL à l’IPC tiers via l’interface TCP/IP. Plusieurs options sont disponibles pour l’intégration du capteur de profil dans un logiciel tiers :- Un SDK est notamment disponible pour Windows et Linux.
- L’intégration peut également s’effectuer via le standard GigE Vision.
Localisation de soudures et guidage de la torche de soudure sans robot
Nos capteurs de profil 2D/3D offrent également une solution puissante pour le guidage de la torche de soudure et la détection de la torche de soudure fiables pour les applications de localisation de soudures et de guidage de la torche de soudure. Le logiciel uniVision met à disposition de nombreuses interfaces qui permettent une intégration flexible dans différentes commandes.
- En mode de fonctionnement « Smart profilomètre », des interfaces de communication telles que TCP/IP et UDP sont disponibles.
- En mode de fonctionnement « Générateur de profil » en combinaison avec le contrôleur de vision industrielle, une connexion directe est également possible via Ethernet industriel (Profinet, EtherNet/IP, EtherCAT).
Utilisation polyvalente dans les procédés de soudage
Les capteurs de profil 2D/3D peuvent également être utilisés, par exemple, pour les types de soudage suivants.
MIG (Metal Inert Gas)
MIG (Metal Inert Gas)
Soudage de métaux avec des gaz inertes, donc inactifs
MAG (Metal Active Gas)
MAG (Metal Active Gas)
Soudage de métaux avec des gaz actifs
TIG (Tungsten Inert Gas)
TIG (Tungsten Inert Gas)
Soudage de métaux avec une électrode non fusible en tungstène pur ou allié
Soudage au laser
Soudage au laser
Le soudage au laser permet des vitesses de soudage élevées pour des résultats de haute précision
Localisation de soudures avec le capteur de distance laser à triangulation de la série P3
Outre les capteurs de profil 2D/3D, les capteurs de distance laser à triangulation de la série P3 peuvent également être utilisés pour la localisation des soudures. Ces capteurs fonctionnent selon le principe de triangulation. Cela signifie qu’ils mesurent en permanence la distance par rapport à la surface et détectent ainsi même de faibles différences de distance. Grâce à cette technologie, même les soudures très fines sont détectées avec précision, même sur des surfaces métalliques brillantes.
Vue d’ensemble des fonctions
- Sortie analogique : 4…20 mA
- Paramètres sans fil par Bluetooth
- Écran graphique pour une utilisation simple
- Valeur de mesure indépendamment du matériau, de la couleur et de la luminosité
- Boîtier robuste en aluminium
Secteurs et applications de la localisation de soudures et du guidage de la torche de soudure robotisée
Industrie automobile
Construction navale
Construction métallique et de ponts
Construction de tuyaux et de réservoirs
Industrie aéronautique
Cellules de soudage dans la production en série
Fabrication avec des géométries de composants variables
Possibilités d’application du guidage de la torche de soudure robotisée
Guidage de la torche de soudure dans les cellules robotisées
Dans les cellules de soudage robotisées entièrement automatisées, la position exacte des joints doit être déterminée avant le soudage. À cet effet, un capteur de profil 2D/3D est monté directement devant la torche du robot. Grâce à la triangulation laser, le capteur est ainsi capable de détecter les joints. Le point de guidage est déterminé via le logiciel uniVision et envoyé à l’unité de commande, qui positionne ensuite la soudure en conséquence.
Guidage automatisé de la torche de soudure lors du soudage de cuves
Lors du soudage automatisé de réservoirs en acier, le positionnement exact de la soudure est d’une importance capitale. Un capteur de profil 2D/3D placé sur la torche de soudure détermine les contours et transmettent les données de position aux axes linéaires via une unité de traitement pour garantir le guidage optimal de la torche. Un boîtier de protection spécial protège les capteurs contre les éclats de soudure et les influences de la lumière parasite.
Guidage de la torche de soudure robotisée dans les installations de soudage sous flux en poudre
Dans l’industrie sidérurgique, le procédé de soudage dit sous flux en poudre est utilisé pour les matériaux d’une épaisseur supérieure à six millimètres. Pour guider avec précision la torche de soudure installée sur un axe linéaire, il faut mesurer le joint avec précision. Un capteur de profil 2D/3D installé devant la tête de soudage et équipé d’un module de refroidissement et d’une vitre de protection détermine le contour du joint au micron près, même à des températures élevées.
Contrôle des cordons de soudure
Le résultat du soudage dépend du type de matériau, de la technique de soudage utilisée et des conditions ambiantes. C’est la raison pour laquelle il est impératif de toujours contrôler les raccords soudés, une fois le travail terminé. Les capteurs de profil 2D/3D garantissent une localisation des soudures ainsi qu’un guidage de la torche de soudure robotisé précis et un contrôle des cordons de soudure fiable. Cela garantit une qualité et une sécurité maximales pendant et après le processus de soudage.
Test gratuit de matériel en location
Afin que vous puissiez vérifier au préalable si nos produits conviennent à votre application, nous vous offrons la possibilité de tester gratuitement les appareils wenglor. Sur demande, nous mettons volontiers à votre disposition des appareils en location, d’essai ou de démonstration issus de notre gamme complète. N’hésitez pas à nous contacter si vous êtes intéressé par un équipement en location.
Merci beaucoup pour votre demande !
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