Optische Nahtführung TH6D

Transkript

1 Optische Nahtführung TH6D Lösungen für das automatisierte Schweißen Online Schweißnahtführung

2 Agenda Optische Sensorik Produktivitäts- und Qualitätssteigerung Vorstellung Systemtechnik Anwendungen Roboter- und Maschinenschnittstellen Technische Daten Optische Nahtführung TH6D 2

3 Produktivitäts- und Qualitätssteigung Planung eines Produktionsverfahrens Feststehender Brenner Wichtige Produktdimension, durch Spannvorrichtung sichergestellt Drehende Spannvorrichtung Optische Nahtführung TH6D 3

4 Planung eines Produktionsverfahrens Zustellbewegung Optische Nahtführung TH6D 4

5 Planung eines Produktionsverfahrens Schweißprozeß Bestückung Optische Nahtführung TH6D 5

6 Realität Optische Nahtführung TH6D 6

7 Systemvorstellung TH6D Neue Technologie Verbesserte Einsatzqualität CMOS-Kamera keine Übersteuerung des Chips, kleiner Vorlauf Soft- und Hardware Filter Technologie ausblenden von Falschinformationen wie Spritzer Datenvorverarbeitung im Sensorkopf reduzierter Datentransfer, hohe Störsicherheit Standard Nahtmuster im Lieferumfang Anpassung mit minimalem Parametrieraufwand Intuitive grafische Benutzeroberfläche einfache Bedienung Großer Arbeitsabstand geringe Störkontur und Prozeßbelastung Integrierte Kühlung konstante optische Eigenschaften im Betrieb TH6D - Sensorkopf Optische Nahtführung TH6D 7

8 Systemintegration Beispiel Fanuc Optische Nahtführung TH6D 9

9 Reflexion der Meßlinien an der Bauteiloberfläche Geringe Rückstreuung in Richtung Kamera Starke Rückstreuung in Richtung Kamera Werkstück Schleppwinkel B und Lateralwinkel C können die Bildhelligkeit verändern Optische Nahtführung TH6D 10

10 Anzahl der Meßlinien Anwendungsbeispiel Kühlrippen Vorteil der 3 Meßlinien: Video Optische Nahtführung TH6D 11

11 Vergleich Einlinien-Sensor vs. Mehrlinien-Sensor Detail Eine-Linie Mehr-Linien Naht-Geometrie Winkel Y, Z, Spalt, Kantenversatz, Linienlänge links/rechts Lateral Winkel C links, C rechts. Schleppwinkel und Drehwinkel sind nur aus aufeinanderfolgenden Bildern zu berechnen, also andere Positionen Y, Z, Spalt, Kantenversatz, Linienlänge links/rechts A, B, C rechts, C links, Öffnungswinkel Redundanz keine in jedem Bild Plausibilität keine, weil keine Redundanz Ja, wegen redundanter Meßwerte 3D Anwendungen Fehlende Orientierung Ja, wegen vollständig bekannter Orientierung Mehrdeutigkeit der Linienzuordnung keine Linienzuordnung links/rechts aufwendig Mittelwertbildung Nicht möglich, weil Bilder von verschiedenen Orten am Bauteil Ja, mehrere Meßpunkte pro Bild (gleiche Position) Krümmung der Oberfläche Nicht möglich Ja, relativer Abstand der Meßlinien Optische Nahtführung TH6D 12

12 Von den Rohdaten zum Meßpunkt Schritt 1 Laserlinie wird auf die Schweißnaht gerichtet, Reflexionen stören die Auswertung Schritt 2 Filterprozesse (Soft- and Hardware) beseitigen die Geisterbilder Schritt 3 Software berechnet den Nahtpunkt aus der Liniengeometrie Optische Nahtführung TH6D 13

13 Grafische Benutzeroberfläche Funktionen Information über System Status, aktiven Job, Kamera Daten und relative Aussage über die Qualität der Nahterkennung Einstellen von Kamera- und Nahtparametern Konfigurationen von Jobs Einfache Bedienung durch Drop-Down- Listen Dokumentation von Daten durch Log- Listen Kommunikation über Ethernet Anzeige der Messwerte Benutzerlevel für definierten Systemzugang THxDview - Benutzeroberfläche Voltaire ( ): Alles was eine Erklärung braucht, ist die Erklärung nicht wert Optische Nahtführung TH6D 14

14 Messprinzip Abstand Z und Orientierung A, B, C Z = 130 mm A = 29 B = -22 Cl = 18 Z = 150 mm A = -32 B = 26 Cl = -26 Z = 170 mm Optische Nahtführung TH6D 15

15 Anwendungen Eigenschaften Erprobt auf reflektierenden Oberflächen wie Aluminium und Edelstahl Unempfindlich gegenüber dem Einfluss von elektrischen Störungen (EMV) Filtertechnologien verhindern die Verfälschung des Meßergebnisses, z.b. durch Störlicht oder Spritzer Geringer Vorlauf zum Prozess Integrierte Luftspülung für das Schutzglas Schnellwechsler zum werkzeugloses Wechseln des Schutzglases Kommunikation zu verschiedenen Roboterschnittstellen verfügbar Lichtbogenschweißen Optische Nahtführung TH6D 16

16 Staubschutz kostengünstige Lösung Optische Nahtführung TH6D 17

17 Referenzen Quelle: Merkle Schweißanlagen- Technik GmbH MAG-Schweißen von Rohrelementen Optische Nahtführung TH6D 18

18 Referenz Quelle: Viessmann Allendorf WIG-Schweißen am Heizkessel Optische Nahtführung TH6D 19

19 Roboter- und Maschinenschnittstellen Verfügbare Anbindungen REIS Schnittstelle Fanuc Schnittstelle Ethernet Inklusive Vorlaufkompensation Ethernet / XML Protokoll Inklusive Vorlaufkompensation ABB Schnittstelle Motoman Schnittstelle Ethernet Inklusive Vorlaufkompensation Ethernet und serielle Kommunikation Inklusive Vorlaufkompensation KUKA Schnittstelle Digital/Analog Schnittstelle Analogkommunikation Ethernet Inklusive Vorlaufkompensation Optische Nahtführung TH6D 20

20 Roboter- und Maschinenschnittstellen ABB Rundtisch ABB 8 Achsen Fanuc Suchfunktion Unternehmenspräsentation Scansonic 21

21 Technische Daten TH6D-150-CFAA-AB Meßlinien 3 Arbeitsabstand Meßbereich [W x H] Auflösung [W x H] Meßrate Maße 150 ± 12 mm 16 x 24 mm 0,03 x 0,07 mm Hz 70 x 40 x 100 mm Betriebstemperatur 10 C up to 45 C Hochauflösender Sensor für Anwendungen im Dünnblechbereich Optische Nahtführung TH6D 22

22 TH6D-150-KFAA-AB Meßlinien 3 Arbeitsabstand Meßbereich [W x H] Auflösung [W x H] Meßrate Maße 150 ± 40 mm 40 x 80 mm 0,08 x 0,12 mm Hz 70 x 40 x 100 mm TH6D-I Betriebstemperatur 10 C up to 45 C Laserschweißen mit optischer Nahtführung Sensor für Anwendungen im Dickblechbereich Optische Nahtführung TH6D 23

23 Versorgung Sensorkopf Anschlüsse X1 X2 X3 X1 X2 Luft- integrierte Luftspülung für Schutzglaseinheit, max. 6 bar, Schlauchdurchmesser 4 mm Luft- Kühlung Eingang, max. 6 bar, Schlauchdurchmesser 6 mm X4 X5 X3 Luft Kühlung Ausgang, max. 6 bar, Schlauchdurchmesser 6 mm X4 Power, Kabel M12 kodiert X5 Ethernet Verbindung, M12 kodiert Optische Nahtführung TH6D 24

24 Schutzglaswechsel Einfaches Wechseln durch click and produce Schnellwechsler mit Verwechslungsschutz Fingerposition Optische Nahtführung TH6D 25