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Wo ist die Schweißnaht? Lokalisierung ganz einfach!

| Autor/ Redakteur: Jürgen Jahnke / Frauke Finus

Fertigungsprozesse sind automatisierter denn je. Beispielsweise wird in Pressenlinien das Coilmaterial immer häufiger an den Enden automatisch verschweißt. Doch ist es dabei wichtig, dass man in der weiteren Produktion die Lage der Schweißnähte kennt – Schweißnahterkennungssysteme helfen dabei.

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Bedienmaske SND 40: Darstellung einer erkannten Schweißnaht.
Bedienmaske SND 40: Darstellung einer erkannten Schweißnaht.
( Bild: Roland Electronic )

Eine Schweißnaht bei längsgeschweißten Rohren oder bei verschweißtem Coilmaterial zu finden wird gerade in automatisierten Fertigungsprozessen immer wichtiger und hat für die Qualität des Endproduktes eine immer größere Bedeutung. Die Forderungen nach der Gewährleistung mechanischer Eigenschaften wie Festigkeit setzen voraus, dass die Schweißnaht, zum Beispiel beim Biegen von längsgeschweißten Rohren, in der neutralen Phase liegt oder Bohrungen nicht in die Schweißnaht gesetzt werden. Auch wird beispielsweise bei Pressenlinien das zu verarbeitende Coilmaterial immer häufiger an den Enden automatisch verschweißt um Verluste von Zeit und Material zu vermeiden. Dies heißt jedoch, dass man die Lage der Schweißnähte in Bezug auf das Werkzeug kennen muss, um es vor Beschädigung zu schützen.

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Die Roland Electronic GbmH beschäftigt sich seit vielen Jahren erfolgreich mit der Lösungsfindung für die Lokalisierung von Schweißnähten in modernen Fertigungsprozessen. Dabei kommen diverse zerstörungsfreie Verfahren zur Anwendung. Grundlage für diese Verfahren sind die metallurgisch unterschiedlichen Gefüge von Schweißnaht und Grundmaterial. Nebensächlich ist dann, ob es sich um Eisen- oder Nichteisenmetalle handelt. Vereinfacht dargestellt dringt man mithilfe eines verfahrensspezifischen elektrischen und/oder magnetischen Feldes in das zu prüfende Material ein. In einer Art Vergleichsmessung wird dann eine Gefügeabweichung (Inhomogenität) zum Grundmaterial gesucht und erkannt. Aufgrund dieses Messprinzips ist es möglich, auch für das Auge unsichtbare Näht zu erkennen.

Generell sind für eine erfolgreiche Messung folgende Voraussetzungen zu gewährleisten:

  • Der Sensor muss auf das zu prüfende Material aufgesetzt werden und während eines Messzyklusses auch dort verweilen.
  • Es muss eine konstante Relativbewegung zwischen Sensor und Material erfolgen.

Mittels des angewendeten Messprinzips können Schweißnähte bei allen ferritischen und austenitischen Materialien erkannt werden.

In vielen Fällen ist jedoch ein tieferes Verständnis für die Auswertung der Schweißnahterkennung notwendig um die bestmöglichen Einstellungen für das Messgerät in Abhängigkeit von dem zu prüfenden Material zu finden. Entsprechend kann es schwierig werden, die optimale Einstellung zu finden. Je nach Material, Wandstärke beziehungsweise Blechdicke, Schweißverfahren sind diverse Optionen für das mögliche Messverfahren beziehungsweise den sich daraus ergebenden Programmparametern möglich. Ein optimales Messergebnis kann dann nur durch Versuche. beziehungsweise große Erfahrungswerte erzielt werden. Dazu kommt oft die Unsicherheit der Bediener, die die Bedeutung und die Auswirkungen der Parameter wie Tiefpass, Hochpass, Signalstärke, Messfrequenz nicht kennen.

Parameter zur Lokalisierung von Schweißnähten einfach finden

Dieser Problematik hat Roland Electronic mit einer umfangreichen Überarbeitung der Bediensoftware Rechnung getragen. Eine einfache Menüführung erlaubt es jetzt, die optimalen Parameter zur Lokalisierung von Schweißnähten produktabhängig zu finden – ohne tiefere Kenntnisse des Messgerätes beziehungsweise des Messverfahrens.

Der neuartige Assistentenbetrieb reduziert den Aufwand zum Einrichten des Systems. Der Bediener muss lediglich Rohrdurchmesser, Wanddicke, Materialart, gegebenenfalls Angaben zu Nachbehandlung sowie gewünschter Zielwinkel für die Nahtpositionierung eingeben. Diese Parameter werden komfortabel Schritt für Schritt abgefragt. Daraus werden geeignete „Rezepturen“ berechnet, die in einem folgenden automatisierten Prozess verifiziert und optimiert werden. Eine wertvolle Basis bildet die Datenbank, die Roland Electronic über die Jahre kontinuierlich aufgebaut und gepflegt hat.

Das Roland-Schweißnahterkennungssystem vom Typ SND 40 besteht aus einem Sensor, Kabelverbindungen und einer Steuer- beziehungsweise Auswerteelektronik. Als Schnittstelle zur übergeordneten Steuerung sind alle gängigen Busversionen, aber auch eine einfache I/O – Schnittstelle erhältlich. Gerade bei der Verarbeitung von Rohrmaterial ist nach dem Erkennen der Schweißnaht deren richtige Positionierung im Fertigungssystem notwendig. Über die Schnittstelle des Schweißnahterkennungssystems SND 40 kann bei Bedarf auch der kundenseitige Antrieb gesteuert (Start/ Stopp) werden. Beim Erstellen der entsprechenden Rezepturdatei durch den Bediener kann der entsprechende „Zielwinkel“ sehr einfach definiert werden

Roland Electronic bietet bereits bei der Projektierung entsprechender Systeme Beratung und Unterstützung. Im Vorfeld notwendige Laborversuche, bei denen die für die jeweilige Anwendung am besten geeignete Gerätekonfiguration sowie notwendige Programmparameter gefunden werden, führt das Unternehmen kostenneutral durch. Das Schweißnahterkennungssystem kann zusätzlich um eine Fernwartungsbox erweitert werden, die Serviceabteilung der Roland Electronic kann dann im laufenden Fertigungsprozess unterstützen. Diese empfiehlt sich insbesondere bei häufig wechselnden Rohrtypen oder in Fällen erhöhter Anforderungen bezüglich Detektierbarkeit oder Positioniergenauigkeit.

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