Die Einstellung und Entwicklung qualifizierter Talente ist nicht nur kostspielig, sondern auf dem aktuellen Arbeitsmarkt wird es für Unternehmen auch immer schwieriger, diese Talente zu finden und zu halten. Automatisierte Laserschweißsysteme reduzieren den Bedarf an Fachpersonal drastisch.
Sobald beispielsweise ein Ingenieur oder Techniker mithilfe der Maschinensoftware alle Aspekte einer Schweißanwendung spezifiziert und gespeichert hat, kann ein Bediener den Schweißprozess mit eingeschränktem Zugriff auf Funktionen über die GUI sicher einleiten.
Die Vermeidung subjektiver Beurteilungen seitens des Bedieners sorgt in Kombination mit der Verwendung von In-situ-Vision, Prozessüberwachung, Laserüberwachung und Post-Prozess-Validierungsfunktionen für eine konsistente Produktion sowie verbesserte Erträge und weniger Ausschuss. Bei Abweichungen von den vorgegebenen Grenzwerten im Prozess nimmt die Maschine die notwendigen Anpassungen vor oder stoppt den Prozess und alarmiert den Bediener. Dies ist eindeutig ein Vorteil für jede Anwendung. Dies wäre besonders vorteilhaft, wenn Teile geschweißt werden, deren Wert bereits durch eine vorgelagerte Bearbeitung investiert wurde oder bei denen hochwertige Materialien zum Einsatz kommen.
Alle diese möglichen Vorteile werden tatsächlich zu endgültigen Vorteilen führen. Jeder dieser Automatisierungsvorteile reduziert direkt oder indirekt die Gesamtkosten pro Teil.
Automatisierungsfunktionen und Vorteile
Nun möchten wir Sie durch einige Schlüsselaspekte führen, die Schlüsselkomponenten der gesamten Automatisierungslösung sein können.
Automatisiertes Laden/Entladen von Teilen
Ausgestattet mit einer Vielzahl von Zuführoptionen, einschließlich Trichtern, Förderbändern oder Palettenladern, verbunden mit Robotern, die Teile in das System ein- und ausführen. Durch Automatisierung können die Arbeitskosten und die Auswirkungen der Arbeit auf die Qualität erheblich gesenkt werden. In einigen Fällen können auch Pick-and-Place-Roboter für Bearbeitungsbewegungen eingesetzt werden, oft in Verbindung mit 3D-Vision-Systemen. Diese automatisierte Schweißpositionierung kann kostengünstig sein.
Bildverarbeitungssysteme für die Vorbearbeitung
kann für jede Schweißnaht eine ordnungsgemäße Teileidentifizierung und -positionierung durchführen. Dieser Vorschweißprozess bietet auch eine Gut/Schlecht-Anzeige basierend auf der Teilemontage. Bei manuellen Prozessen muss der Bediener das Teil in eine Spannvorrichtung legen und es dann vor dem Schweißen sicher einspannen. Manchmal kann diese einfache Aufgabe beschleunigt werden, indem ein Drehtisch zum gleichzeitigen Schweißen und Be-/Entladen verwendet wird. Aber in einem automatisierten System kann ein Bildverarbeitungssystem Teile, die sich in einem Trichter, auf einem Förderband und/oder auf einer Palette befinden, separat betrachten. Es kann einzigartige physische Details und Daten und/oder Barcodes erkennen oder andere Gleitprüfungen durchführen.
In-Prozess-Überwachung
Um Warnmeldungen zu Prozessänderungen bereitzustellen, vorbeugende Wartungsarbeiten bei Prozessabweichungen von den Grenzwerten zu planen oder die Produktion zu stoppen, um die Montage fehlerhafter Teile zu vermeiden, verließ sich Coherent nicht auf eine Lösung eines Drittanbieters, sondern entwickelte ein internes System, Coherent SmartSense+. das speziell für das Mikroschweißen entwickelt wurde und kostengünstige und umfassende In-Prozess-Überwachungsmöglichkeiten bietet. Eine Schlüsselkomponente von SmartSense+ ist ein einzigartiges optisches System, das das Licht sowohl des rückwärts reflektierten Lasers als auch des Prozesses selbst erfasst und analysiert. Dazu können auch akustische und andere Signale gehören. Diese Daten können verwendet werden, um festzustellen, ob der Schweißprozess tatsächlich stattfindet, um horizontale und vertikale Spaltbreiten zwischen Teilen zu überwachen und um Änderungen in der Prozess- und Gehäuseluftströmungsrate zu erkennen, wenn Gase verwendet werden. Es kann auch das Vorhandensein von Löchern, Hohlräumen und Mikrorissen in der Schweißnaht beurteilen.
Ein weiterer Vorteil der In-Prozess-Überwachung ist die Verwendung von Signalen zur Optimierung von Schweißplänen, beispielsweise wenn sich Plasma bildet und wenn die Schweißnaht instabil ist, und diese mit Laser- und optischen Parametern in Beziehung zu setzen. Anwendungsingenieure haben bewiesen, dass diese Funktion in vielen Situationen sehr nützlich ist, selbst für Benutzer mit jahrzehntelanger Schweißerfahrung!
Datenerfassung vor, während und nach dem Prozess
Die Fähigkeit, für jede Schweißnaht eine ordnungsgemäße Teileidentifizierung und -positionierung durchzuführen. Dieser Vorschweißprozess kann auch eine Gut/Schlecht-Anzeige basierend auf der Teilemontage liefern. Beim manuellen Verfahren muss der Bediener das Teil in eine Spannvorrichtung einlegen und es dann vor dem Schweißen fest einspannen. Manchmal kann diese einfache Aufgabe beschleunigt werden, indem ein Drehtisch zum gleichzeitigen Schweißen und Be-/Entladen verwendet wird. Aber in einem automatisierten System kann ein Bildverarbeitungssystem Teile, die sich in einem Trichter, auf einem Förderband und/oder auf einer Palette befinden, separat betrachten. Es kann einzigartige physische Details und Daten und/oder Barcodes erkennen oder andere Gleitprüfungen durchführen.
Alle diese Automatisierungsfunktionen umfassen viele unterschiedliche Technologien und Ansätze und ihre individuelle Integration wäre eine Herausforderung. Aber in den vollautomatischen Laserschweißsystemen von Coherent wird die Schweißnaht von allen Seiten durch Coherent Laser FrameWork gesteuert, eine Softwareplattform der nächsten Generation mit einer benutzerfreundlichen GUI und objektbasierter Prozesseinrichtung/-ausführung. Da der Zugriff auf die Funktionen der Software eingeschränkt ist, vergessen Bediener nie, Automatisierungs- oder Datenprotokollierungsfunktionen aufzurufen oder zu starten.
Kosteneffiziente Lösung
Ein automatisiertes Laserschweißsystem kann die Kosten vieler MDM-Anwendungen senken. Es sollte jedoch die Kosten der Kapitalinvestitionen nicht übermäßig erhöhen. Insbesondere ist es nicht sinnvoll, Funktionen zu erwerben, die die Anwendung nicht wirklich benötigt.
Aus diesem Grund bietet Coherent Flexibilität in einer Vielzahl von Optionen, von Zuführoptionen bis hin zum Einsatz von RFID-Tag-Lesegeräten. Es geht nicht nur darum, ein komplettes System bereitzustellen, sondern um ein optimiertes System: optimiert genau richtig für die spezifischen Bedürfnisse des Kunden.
