프로세스 시각화 및 모니터링 WELDEYE
이 고속 카메라 시스템은 용접 비드의 시각적으로 감지 가능한 모든 불량을 확실히 판별합니다
자동차 생산에 있어 레이저는 완전히 자동화되어 있으며, 다양한 차량 부품, 차량 도어, 뒷문, 헤어핀, 배터리 박스 등을 용접합니다. 이러한 레이저 용접 시스템은 완전히 독립적이고 오작동은 거의 없이 매우 빠르게 작동합니다. 용접 이음새의 품질을 요구되는 높은 수준으로 유지하고 용접 결함을 최소화하기 위해 항상 용접 프로세스를 모니터링 하고 가능한 경우 시각화 해야 합니다. 이러한 레이저 용접 프로세스의 시각화 및 모니터링 시스템은 ABICOR BINZEL의 협력 파트너인 뮌헨의 Lessmüller Lasertechnik GmbH 의 WELDEYE입니다. 용접 프로세스의 품질 보증 전무가들은 1990년부터 레이저 기술 분야에서 활동하고 있으며 현재는 레이저 접합 프로세스의 시각화 시스템과 모니터링 시장애서 리더가 되었습니다.
레이저 용접 프로세스의 시각화 및 모니터링
차량 및 차체 구조에서 와이어에 의한 촉각 레이저 용접은 매우 복잡합니다. 그 이유는 다양한 매개변수가 서로 상호 작용할 뿐만 아니라 주위 조건과도 상호 작용하기 때문입니다. 사이클 시간은 짧지만 모든 용접 이음새는 고품질이어야 합니다. 이음새의 완성과 동시에 품질을 보증하기 위해서 카메라 기반 이미지 처리가 이상적으로 사용됩니다. Lessmüller Lasertechnik의 WELDEYE 프로세스 시각화 및 모니터링 시스템은 이미 전 세계 600개 생산 공장에 도입되었으며, 온라인 프로세스 모니터링 기술의 벤치마크로 간주되고 있습니다.
WELDEYE 온라인 프로세스 모니터링 시스템의 기능
WELDEYE 시스템은 레이저 조명과 결합 및 동기화된 고속 카메라로 구성되어 있습니다. 이를 통해 최대 500Hz의 샘플링 속도로 결합 프로세스의 실시간 이미지와 비디오 녹화 모두 가능합니다. 따라서 용접 이음부와 용융 풀은 냉각된 용접 이음새의 반사와 함께 지속적으로 측정됩니다. LM7 세대이후 AP3.0 카메라와 결합된 WELDEYE 시스템에는 카메라 하우징에 조명이 직접 통합되어 있습니다. 따라서 광학 장치의 어떠한 간섭도 생기지 않습니다.
측정 데이터 저장 및 관리
모든 용접은 참조 실행 데이터를 사용하여 분석되고 기록되며 저장됩니다. 데이터는 플랜트 제어 시스템의 필드버스 시스템 인터페이스를 갖춘 산업용 PC에서 관리 및 저장됩니다. 비디오로 기록된 데이터는 WELDEYE 플레이어 기능을 사용하여 녹화 후 최대 8시간 동안 재생할 수 있으며 다양한 형식으로 사용자의 네트워크에 내보낼 수 있습니다.
WELDEYE 어플리케이션
소프트웨어 라이선스에 따라 아래의 WELDEYE 프로세스를 시각화하고 모니터링의 다양한 기능 또는 애플리케이션을 사용할 수 있습니다.
용접 이음새 불규칙성 감지
정의된 프로세스 영역 및 이미 응고된 용접 이음새의 실시간 이미지를 지속적으로 분석함으로써 이미지 평가 알고리즘을 통해 용접 이음새의 과정 및 형성에서 불규칙성을 감지할 수 있습니다. 용접의 불규칙성은 다음과 같습니다.
- 용접 이음새의 중단
- 표면 결함
- 측면 연결 불량
이 시스템은 레이저 빔에 대한 와이어의 위치 및 접합부에 대한 레이저 빔 위치를 측정하고 설정 값과 비교하여 모니터링하는 기능도 제공합니다. 시스템 제어와의 통신 인터페이스는 획득한 데이터를 전송하여 사용자가 품질 평가에 이용할 수 있도록 합니다. 이 척도는 일반적인 용접이며, 이를 기반으로 경고 및 오류 임계 값이 정의됩니다.
파라미터 모니터링
WELDEYE 평가 하드웨어를 사용하면 용접 광학장치, 로봇 또는 레이저 소스의 데이터를 기록하고 프로세스 비디오와 동기화하여 관리할 수 있습니다. 이를 위한 통신도 필드버스를 통해 실행되며 프로세스 내에서 검출된 불규칙성을 시간이나 위치 관점에서 해결된 해당 파라미터 편차에 직접 할당할 수 있습니다. 이 전체적인 프로세스 모니터링을 통해 사용자는 시간이 많이 걸리는 문제 해결이나 복잡한 테스트를 하지 않고도 이상 상황에 신속하게 대응할 수 있으며 시리즈 시작시와 생산 중에 용접 프로세스를 모두 최적화할 수 있습니다.
회전 축 위치 모니터링
용접 이음새 가이드를 위해 접촉식 레이저 가공 광학장치에는, 와이어 송급 장치에 연결된 광학 부품과 기계 부품을 결합한 광학 기계식 회전 시스템이 장착되어 있습니다. 이러한 제어 및 조정을 통해 레이저 빔과 용접 와이어는 항상 접합 가장자리를 따라 가고 접촉 압력에 의해 실제 부품의 윤곽을 따라 안내됩니다. 그러나 용접 모서리에는 공차가 있거나 손상되거나 고정 장치의 오차로 인해 위치가 올바르지 않을 수 있습니다. 이러한 경우 지속적으로 작용하는 압력에 의해 와이어와 레이저 빔이 제 위치에서 벗어나 클램프 시스템, 부품 자체 또는 레이저 광학장치가 손상될 수 있습니다. 이 프로세스를 와이어 슬립오프라고 합니다. WELDEYE 시스템은 용접 와이어의 실제 위치와 목표 위치의 정렬을 모니터링하고, 필드 버스 시스템을 통해 편차를 보고합니다. 따라서 사용자는 신속하게 대응하고 피해 방지 대책을 자동으로 실행할 수 있습니다.
용접 경로 수정
WELDEYE 시스템의 추가 기능은 통합된 모서리 감지 알고리즘입니다. 이러한 유형의 이음새 모니터링은 액추에이터를 제어하고 경로 수정이 이루어집니다. 이를 위해 용접 모서리에서 반사 측정이 실행되고 그 위치로 생각되는 간격을 감지합니다.