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.
Performance et rendement : Guidage et localisation de soudures avec le capteur de profil 2D/3D MLZL
Le capteur de profil 2D/3D compact MLZL possède un boîtier fin et robuste, spécialement conçu pour une utilisation dans des environnements de soudage. Le capteur est monté directement sur la torche à l’aide de deux trous de fixation. Pendant le processus en cours, l’installation de soudage parcourt l’ensemble du contour du composant et le MLZL mesure le point de soudure par triangulation laser. Les données de mesure enregistrées sont traitées en temps réel via le logiciel de traitement d’images uniVision et transmises à la commande, de manière synchrone au processus de soudage.
Qualité de profil élevée pour une sécurité de process accrue
L’optique et les filtres hautes performances de la série MLZL garantissent une excellente imagerie sur la caméra du capteur, soutenue par une vitre de protection appropriée.
Remplacement du disque de protection sans outil
Le capteur permet un remplacement facile de la vitre de protection sans outil. Pour ce faire, pousser le support de vitre de protection, remplacer la vitre et réinsérer le support de vitre de protection.
Refroidissement et rinçage à l’air intégrés
Le refroidissement par air ou par eau intégré permet d’éviter la surchauffe de la caméra et du laser due à des températures ambiantes élevées dans les applications de soudage. Le rinçage à l’air empêche la saleté de s’accumuler sur la vitre de protection.
Format compact et robuste
Le boîtier fin et compact de la série MLZL est spécialement conçu pour les applications de guidage de la torche de soudure robotisée. Grâce à son indice de protection IP67, le capteur est étanche à la poussière et à l’immersion temporaire, ce qui permet de l’utiliser dans un large éventail d’environnements de travail.
| Capteur/accessoires | Fluide | Dimensionnels | |
|---|---|---|---|
| Refroidissement et rinçage à l’air intégrés du MLZL | Refroidissement : | Tuyau avec diamètre extérieur de 4 mm | |
| Eau | Max. 2 bar | ||
| Air sans huile | Max. 2 bar | ||
| Rinçage : | |||
| Air sans huile | Max. 2 bar | ||
| Modules de refroidissement supplémentaires (ZLWK et ZLSK pour MLSL et MLWL) |
Eau | Max. 2 bar | Tuyau de 6 mm de diamètre extérieur et 4 mm de diamètre intérieur |
| Air sans huile | Max. 2 bar | ||
| Boîtier de protection supplémentaire ZLSS003 pour la série MLSL1 | Refroidissement : | Tuyau de 6 mm de diamètre extérieur et 4 mm de diamètre intérieur | |
| Eau | Max. 2 bar | ||
| Air sans huile | Max. 2 bar | ||
| Rinçage : | |||
| Air sans huile | Max. 2 bar | ||
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Capteur/accessoires
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|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
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Refroidissement et rinçage à l’air intégrés du MLZL
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Eau
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Air sans huile
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Rinçage :
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Air sans huile
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Modules de refroidissement supplémentaires (ZLWK et ZLSK pour MLSL et MLWL) |
Air sans huile
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Boîtier de protection supplémentaire ZLSS003 pour la série MLSL1
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Eau
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Air sans huile
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Rinçage :
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Air sans huile
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Fluide
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Refroidissement :
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Max. 2 bar
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Max. 2 bar
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Max. 2 bar
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Eau
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Max. 2 bar
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Refroidissement :
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Max. 2 bar
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Max. 2 bar
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Max. 2 bar
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Dimensionnels
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Tuyau avec diamètre extérieur de 4 mm
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Max. 2 bar
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Tuyau de 6 mm de diamètre extérieur et 4 mm de diamètre intérieur
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Tuyau de 6 mm de diamètre extérieur et 4 mm de diamètre intérieur
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Autres capteurs et accessoires pour le guidage de la torche de soudure robotisée et la localisation de soudures
Les capteurs de profil 2D/3D des séries MLSL et MLWL peuvent également être utilisés pour les applications de soudage. La gamme wenglor propose des accessoires complémentaires adaptés, tels que des éléments d’affichage et de commande, différentes possibilités de fixation, des câbles et des connecteurs mâle, des boîtiers de protection et des disques de protection ainsi que des modules de refroidissement pour résister aux conditions ambiantes difficiles des applications de soudage.
Possibilités de montage des capteurs de profil 2D/3D
Pour obtenir un guidage de la torche de soudure et une localisation des soudures fiables, il convient de respecter les consignes suivantes lors du montage des capteurs de profil 2D/3D MLZL, MLSL et MLWL, car le montage varie selon le type de capteur. De plus, la caméra du capteur de profil ne doit pas être dirigée directement vers le point de soudure, car la lumière du processus de soudage pourrait causer des interférences.
MLZL
MLSL
MLWL
Les capteurs de profil 2D/3D MLSL et MLWL peuvent être montés à un angle α pour obtenir une petite ou une grande avance.
MLSL avec grande avance
MLWL avec grande avance
Les différents types de joints avec le guidage de la torche de soudure robotisée
Pour le guidage de la torche de soudure robotisée, il existe différents types de joints afin de souder des pièces métalliques ensemble de manière fiable et de garantir une soudure de haute qualité.
Joints bout à bout
Joints de recouvrement
Joints parallèles
Joints en T
Joints doubles en T
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.
Automatisierte Nahtführung beim Behälterschweißen
Beim automatisierten Schweißen von Stahltanks ist die exakte Positionierung der Schweißnaht von großer Bedeutung. Ein am Schweißbrenner installierter 2D-/3D-Profilsensor ermittelt den Konturverlauf und gibt die Positionsdaten über eine Auswerteeinheit an die Linearachsen zur Führung des Brenners weiter. Ein spezielles Schutzgehäuse schützt die Sensoren vor Schweißspritzern und Fremdlichteinflüssen.
Schweißnahtführung in Unterpulverschweißanlagen
In der Stahlindustrie wird bei Materialdicken von über sechs Millimetern das sogenannte Unterpulver-Schweißverfahren angewendet. Um den auf einer Linearachse installierten Schweißbrenner exakt zu führen, muss der Stoß präzise vermessen werden. Ein vor dem Schweißkopf installierter 2D-/3D-Profilsensor mit Kühlmodul und Schutzscheibe ermittelt den Konturverlauf des Stoßes auch bei hohen Temperaturen mikrometergenau.
Schweißnahtkontrolle
Für das Ergebnis beim Schweißen sind die Art des Materials, die angewendete Schweißtechnik und die Umgebungsbedingungen entscheidend. Daher ist es wichtig, die geschweißten Verbindungen im Nachgang zu kontrollieren. Die 2D-/3D-Profilsensoren gewährleisten eine präzise Schweißnahtführung und -nahtfindung sowie eine zuverlässige Schweißnahtkontrolle. Somit sind höchste Qualität und Sicherheit während und nach dem Schweißvorgang sichergestellt.
Kostenlose Leihgeräte
Damit Sie vorab prüfen können, ob sich unsere Produkte für Ihre Anwendung eignen, bieten wir Ihnen die Möglichkeit, wenglor-Geräte kostenfrei zu testen. Auf Anfrage stellen wir Ihnen gerne Leih-, Test- oder Demogeräte aus unserem gesamten Portfolio zur Verfügung. Kontaktieren Sie uns gerne, wenn Sie an einem Mietgerät interessiert sind.
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