Bildverarbeitung

Automatisierte Schweißnahtführung mithilfe von 2D-/3D-Profilsensoren

Exakte Nahtplatzierung in Roboterschweißzelle mittels Triangulationssensor

04.04.2022 - In Roboterschweißzellen ist das ­mikrometergenaue Erkennen des Führungspunktes bei unterschiedlichen Stoßarten durch 2D-/3D-Profilsensoren eine der effektivsten ­Methoden. Ein solcher Profilsensor vereint in Kombination mit der Software Univision die nötige Präzision und Profilqualität mit einem hohen Komfort bei der Installation und Integration.

Das schmale Gehäuse des 2D-/3D-Profilsensors MLZL von Wenglor mit Kühlung und Spülung ermöglicht eine einfache und platzsparende Installation am Schweißbrenner. Mit den Gehäusemaßen von 33 × 188 × 69,9 mm kann der Roboter auch in engen Ecken agieren. „Der 2D-/3D-Profilsensor MLZL benötigt weder ein zusätzliches Schutzgehäuse, noch muss er zur Ausrichtung gekippt werden“, erklärt Produktmanager Dr. Sascha Reinhardt. „Zudem bietet das Design ausreichend Schutz gegen Schweißspritzer und störendes Fremdlicht.“

Trotz der rauen Industrieumgebung liefert der Schweißsensor hochwertige Profile für eine präzise Stoßerkennung. Optional mit rotem oder blauem Laser ausgestattet, können Anwender zwischen drei Laserklassen wählen: 2M, 3R oder 3B. „Der MLZL setzt auf die weit entwickelte Lasertechnologie der Wecat3D-Serie und liefert so eine ausgezeichnete Profilqualität zur optischen Nahtführung“, so Reinhardt.

Profilsensor verfolgt Schweißnähte

„Zudem wurde dieser Sensor speziell für die hohen Anforderungen in Schweißrobotern, insbesondere aber für die komplexe Aufgabe der optischen Verfolgung von Schweißnähten angepasst und optimiert – in Sachen Hardware und im Bereich Software.“ Getestet und entwickelt haben die Ingenieure den Triangulationssensor im Rahmen eines EAP (Early Adopter Program) mit Kunden aus der Schweißindustrie. Das gesammelte Feedback und Know-how aus diesem Programm floss schlussendlich in den MLZL. „Wir konnten viele praxisnahe Erfahrungen direkt in die Entwicklung einfließen lassen und haben so bereits im Vorfeld sehr genaue Informationen darüber erhalten, worauf es in automatisierten Schweißprozessen ankommt, wo Anwender die größten Hürden haben und welche Wünsche es gibt“, erläutert Reinhardt.

Software erhält mit Update Modul zur Schweißnahtführung

Die parametrierbare Standardsoftware Univision erhielt mit dem Update 2.5.0 ein eigenständiges Modul zur Schweißnahtführung. Für Anwender bedeutet das, Schweißanwendungen mit nur wenigen Klicks einrichten zu können. „Durch die robusten Algorithmen lassen sich Tracking-Punkte auch bei Störungen im Stoßverlauf, etwa durch Heftpunkte, zuverlässig bestimmen. Vordefinierte Templates, in denen alle gängigen Stoßarten hinterlegt sind, reduzieren den Konfigurationsaufwand deutlich“, erläutert Reinhardt. Die Ergebnisse werden anschließend webbasiert visualisiert.

Mehrere Schnittstellen zur direkten Einbindung in Robotersteuerungen von Kuka, Fanuc, ABB, Kawasaki und Yaskawa sowie deren Software stehen zur Verfügung.

Umfang von Sensor/Software-Paket lässt sich auf Schweißanwendung anpassen

Durch die neue Kombination aus Software und Hardware ergeben sich für jeden Anwender flexible Schweißlösungen. Unterschieden werden grundsätzlich Anwendungen mit oder ohne Roboterintegration. Das komfortabelste und umfangreichste System besteht aus Sensor, Auswerteeinheit mit vorinstallierter Univision-Software und optionaler Roboterschnittstelle. „Für diesen Zweck wurde das System als Komplettlösung im Rahmen des EAP entwickelt. Es gibt aber auch weitere Kombinationen mit oder ohne Auswerteeinheit und kundeneigener Integrations-Software, sodass wir für jeden individuellen Kundenwunsch die richtige Lösung anbieten können“, so Reinhardt weiter.

Parametrierbare Analyse-Software

Die parametrierbare Software Univision dient der Analyse von Bildern und Höhenprofilen im Bereich der industriellen Bildverarbeitung. Zwei- und dreidimensionale Daten von Smartkameras, Vision-Systemen, smarten ­2D-/3D-Profilsensoren und IPCs (Control Units) mit 2D/3D-Profilsensoren lassen sich darüber auswerten. Insgesamt stehen Anwendern je nach gewählter Hardware bis zu 25 Software-Module sowie Templates zur Verfügung.

Die technischen Daten des Profilsensors im Überblick

  • Gehäusemaße von 33 × 188 × 69,9 mm,
  • Schutzart IP67,
  • 1.280 Punkte pro Profil,
  • Arbeitsbereich zwischen 74 bis 158 mm,
  • Messbereich in X von 39 bis 62 mm,
  • integrierte Kühlung und Spülung,
  • Laserklasse 2M, 3R oder 3B,
  • Rot- oder Blaulicht,
  • Univision-Softwaremodul zur ­Schweißnahtführung,
  • Roboterschnittstellen für ABB, Fanuc, Kuka, Yaskawa und Kawasaki,
  • Industrieschnittstellen Profinet und Ethernet/IP zur Einbindung in ­Steuerungen.

Autor
Fabian Repetz, Teamleiter PR bei Wenglor Sensoric Group

Kontakt

wenglor sensoric GmbH

Wenglorstr. 3
88069 Tettnang
Deutschland

+49 (0) 7542 5399-0
+49 (0) 7542 5399-988

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