Intelligentes Roboterschweißen mit Rundlasersensor Arc-Eye von Valk Welding

Schweißroboter können viel, aber ihnen fehlt das Bewusstsein für ihre unmittelbare Umgebung. Wenn wir ein Roboterprogramm ohne ein Produkt starten würden, würde der Roboter dies oft nicht erkennen. Bei einfachen Produktstrukturen mag das kein Problem darstellen, doch bei komplexen Projekten mit verschiedenen Variationen ist eine höhere Intelligenz gefragt. Die Arc-Eye Laserkamera von Valk Welding, die auf der Kreisabtastungstechnologie basiert, nutzt die 3D-Bildgebung, um genau in solchen Situationen ein Bewusstsein und eine adaptive Intelligenz zu schaffen.

Arc-Eye ist ein Laser-Sensorsystem, das dafür sorgt, dass der Schweißroboter während des Schweißvorgangs exakt der Schweißnaht folgt.

Arc-Eye ist ein Laser-Sensorsystem, das dafür sorgt, dass der Schweißroboter während des Schweißvorgangs exakt der Schweißnaht folgt.

„Was wir als Menschen am meisten wahrnehmen, sind Bilder. Bereits als Kleinkinder nehmen wir visuelle Reize auf und lernen daraus. Bei Arc-Eye wird diese Intelligenz in die Software integriert, während die Kamera als Auge fungiert: Sie erfasst visuelle Daten“, erläutert Eric Leijten, Teamleiter Softwareentwicklung bei Valk Welding. Die Software analysiert diese visuellen Informationen, um den Schweißroboter während des Schweißvorgangs zu führen. Dies ermöglicht präzise Nahtverfolgungen für das Schweißen von Materialien, bei denen eine genaue Nahtverfolgung durch den Lichtbogen schwierig ist.

Ein bedeuendes Merkmal der Arc-Eye liegt in ihrer Scan-Methode. Die Kamera erfasst nicht einfach ein Bild einer projizierten Linie, sondern nutzt eine Serie von Bildern eines rotierenden Laser-Spots mit hoher Geschwindigkeit.

Ein bedeuendes Merkmal der Arc-Eye liegt in ihrer Scan-Methode. Die Kamera erfasst nicht einfach ein Bild einer projizierten Linie, sondern nutzt eine Serie von Bildern eines rotierenden Laser-Spots mit hoher Geschwindigkeit.

Kreisförmiges Konzept

Ein bedeuendes Merkmal der Arc-Eye liegt in ihrer Scan-Methode. Die Kamera erfasst nicht einfach ein Bild einer projizierten Linie, sondern nutzt eine Serie von Bildern eines rotierenden Laser-Spots mit hoher Geschwindigkeit. „Die Verwendung eines Spots reduziert sowohl die Fläche, die der Laser abdeckt, als auch die Gesamtfläche, die gescannt wird. Dadurch erfasst die Kamera weniger störende Reflexionen, die die Messungen beeinträchtigen können. Zudem bleibt die Laserleistung konzentriert, so dass wir die erforderliche Leistung niedrig und sicher halten können“, erläutert Leijten die Vorteile. Reflexionen sind für Roboterkameras besonders problematisch, wenn es um glänzende Materialien wie Aluminium und Edelstahl geht. „Und genau hier ist unsere Arc-Eye hervorragend“, so Leijten.

Der Arc-Eye Lasersensor registriert jedes Maß bzw. jede Abweichung, die innerhalb des Scanbereichs des Lasersensors liegt.

Der Arc-Eye Lasersensor registriert jedes Maß bzw. jede Abweichung, die innerhalb des Scanbereichs des Lasersensors liegt.

3D-Messungen

Das kreisförmige Konzept der Arc-Eye wird nicht nur weniger durch Reflexionen beeinträchtigt, sondern ermöglicht es der Kamera auch, alle sechs Bewegungsachsen zu erfassen, was noch weitere Vorteile mit sich bringt: „Da ein Kreis wie ein Kegel nach außen projiziert wird, erhält man eine dreidimensionale Messung. Die Verzerrung dieses Kegels ermöglicht es der Software, die Position relativ zur Oberfläche zu erkennen. So kann die Arc-Eye beispielsweise sofort erkennen, ob eine Kurve nach oben oder unten verläuft“, erklärt Leijten.

In manchen Produktionsumgebungen ist eine noch präzisere Nahtverfolgung erforderlich: Große Produkte bringen oft Verschiebungen mit sich, und einige Materialien unterliegen starken Schrumpfungen. Die Arc-Eye adaptive ist eine Softwareerweiterung, die nicht nur die Positionen beim Schweißen steuert, sondern auch die Schweißparameter (wie Geschwindigkeit, Drahtmenge, Spannung und Pendelbewegungen) anpasst. „Unternehmen, die mit mehreren Schweißlagen arbeiten, können sich auf die Zukunft des Arc-Eye Systems freuen. Wir arbeiten derzeit an einer Multi-Pass-Erweiterung, die vollautomatisch alle Lagen für das Mehrlagenschweißen berechnen und generieren wird“, unterstreicht Leijten.

Anforderungen

Um eine Arc-Eye Laserkamera für die Produktion zu nutzen, wird mindestens ein Panasonic G3 Schweißroboter benötigt. Anwender erhalten einen Computer mit der Software, die alle Bilder auswertet und den Schweißroboter steuert. Um sowohl den Computer als auch die Kamera richtig bedienen und einstellen zu können, nehmen sie an einem dreitägigen Inhouse-Kurs bei Valk Welding teil. In diesem Kurs lernen die Anwender, wie sie die notwendigen Befehle in das Roboterprogramm integrieren, die passenden Schweißnahtformen auswählen und Grenzwerte am Computer einstellen.

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