6 x schneller und reproduzierbarer als eine Prüfung per Hand

PHAsis unterstützt die robotergestützte Schweißpunktprüfung, was  zu Multi-Millionenersparnis in der Automobilindustrie führt

 

Das Widerstandspunktschweißen ist das wichtigste Fügeverfahren in der Produktion von Automobilkarosserien. Aktuell werden die Schweißpunk-te hauptsächlich manuell und mit Ultraschall geprüft. Ein „Schrittmacher“ der Digitalisierung auch im Prüfbereich ist VOGT Ultrasonics mit den intelligenten Anwendungen des modernen PHAsis Prüfsystems. Ein bekannter Automobilhersteller transferiert diese Prüflösung nach erfolgreichen Tests in die Serienfertigung und erwartet Einsparungen in Millionenhöhe.

 

Die manuelle Ultraschallprüfung wird zukünftig durch die automatisierte, robotergesteuerte Ultraschallprüfung in weiten Bereichen ersetzt. Dabei kommen bildgebende Ultraschallprüfgeräte zur Anwendung. Ein Highend Vertreter dieser Geräte ist das PHAsis. Es bietet neben der bildgebenden Darstellung von Schweißpunkten bei der Nutzung zur herkömmlichen Handprüfung die Schnittstellen-Voraussetzungen für die mittels Roboter ausgeführte automatisierte Schweißpunktprüfung samt Bewertung.

Spezialist zur Schweißpunktprüfung

Das Ultraschallgerät wurde zur präzisen Prüfung widerstandsgeschweißter Punkte entwickelt. Es eignet sich insbesondere zur Prüfung verschweißter Stahl- oder Aluminiumbleche mit Einzelblechstärken von 0,7 mm bis 5 mm. Mit der Phased Array Technologie ausgestattet, ermöglicht das Gerät die physikalische Auflösung des Schweißlinsendurchmessers genauer als 0,35 mm. Die simultane Aufnahme von mehr als 700 Messpunkten über den Prüfbereich des Schweißpunktes ergibt den exakten Schweißlinsendurchmesser. In Verbindung mit der mathematischen Aufbereitung der Messdaten ergibt sich eine exakte Durchmesserermittlung auf Basis des reflektierten Ultraschalls. Die bildgebende Darstellung garantiert eine sichere Auswertung der Prüfergebnisse. Der erzeugte Querschnitt des Schweißpunktes mit farblicher Tiefendarstellung der verschweißten Bereiche lässt Fehler wie Poren oder eine zu kleine Schweißlinse erkennen.

Bereit für Industrie 4.0

Über standardisierte REST Schnittstellen kommuniziert PHAsis mit der Roboter- oder Schweißsteuerung und überführt Prüfdaten in Echtzeit in ein IT System. So werden Qualitätsabweichungen umgehend erkannt. Zu-gleich optimiert der Einsatz der Robotertechnologie die Vergleichbarkeit der Messergebnisse. Ein Roboter positioniert den Prüfkopf exakt und reproduzierbar. Damit ist eine erhebliche Reduzierung der Prüfzeit verbunden. Die Prüfzeit verringert sich im Vergleich zur manuellen Prüfung um bis das bis zu Sechsfache. Die Roboter werden bei der Positionierung üblicherweise durch eine Kamera unterstützt. Sobald der Schweißpunkt im Prüfbereich des Prüfkopfes liegt, bietet PHAsis eine zusätzliche automatisierte Ausrichthilfe. Mit deren Hilfe ist auch bei schrägliegenden Schweißpunkten eine senkrechte Positionierung des Prüfkopfes und damit die Messsicherheit und -zuverlässigkeit gesichert.

PHAsis ermöglicht das simultane Abtasten eines größeren Prüfbereiches sowie die flächige Bewertung eines Schweißpunktes im Bild; dies verkürzt die Prüfzeiten im Vergleich zur konventionellen Ultraschallprüfung nochmals.

Applikationsbeispiel – ABB vollintegrierter Ultraschallsystemroboter mit integrierter PHAsis Technologie für die Prüfung von Schweißpunkten, Werkbild: ABB, Schweden

Koppelmittel einfach aufgesprüht, schnell verdunstet

PHAsis bietet für die Roboteranwendung noch mehr. Durch die Ankopplung über eine Wasservorlaufstrecke mit einer flexiblen Kunststoffmembrane kann der Prüfkopf exakt auf den Schweißpunkt ausgerichtet werden, was bei verdrückten Schweißpunkten wichtig ist. Ein großer Vorteil ist dabei die minimale Benetzung zur Ankopplung, die bei der Nutzung der VOGT Membrane ausreichend ist. Bei Nutzung von Wasser ist der Vorteil, dass das aufgesprühte Wasser schnell verdampft. Damit entfällt ein Entfernen des Koppelmittels, wie es bis heute auch übliche Rexolite Fest-körper-Vorlaufstrecken erfordern. Außerdem sind die Prüfergebnisse reproduzierbarer.

Für den Einsatz rund um die Uhr

Eine typische für einen 24/7 Betrieb ausgelegte Prüfinsel sieht oftmals wie folgt aus: Der Roboter scannt die Bauteilnummer ein und führt das Bauteil der feststehenden Prüfeinheit zu. Alternativ führt ein Roboter auch den Prüfkopf wie es der Werkstoffprüfer per Hand macht und bewegt diesen von Schweißpunkt zu Schweißpunkt auf einem positionierten Bauteil. Hierbei ist der Prüfkopf an dem Roboterarm zusammen mit der Koppelmittelsprüheinheit und der Kamera montiert.

Der Roboter folgt einem Prüfplan, sodass auch individuelle schweißpunkt-abhängige Setup- und Bewertungsparameter automatisiert aufgerufen werden. Die Prüfergebnisse werden mit Hostsystemen oder/und der PHAsis Datenbank synchronisiert. Zusätzlich bietet das System einen Daten-manager sowie einen Postprozessor für nachträgliche Optimierungen oder spezielle Auswertungen.

VOGT Ultrasonics unterstützt auf der Basis langjähriger Erfahrung Produzenten, Integratoren sowie Schweißroboterhersteller bei der Implementierung der aufgaben- und betriebsspezifischen Ultraschallprüfung (siehe Werkbild ABB). Mit Hilfe der automatisierten Prüflösungen lassen sich ganz erhebliche Einsparpotenziale bei zugleich bester Repro-duzierbarkeit der Messergebnisse realisieren. Prüfsysteme aus Kombinati-on von PHAsis Prüfgerät und Robotertechnik tragen zur zukunftsgerechten Qualitätssicherung ebenso bei wie zur detaillierten Dokumentation der Prüfergebnisse.

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