Carrière Press Inkoop
Carrière Press Inkoop
Motion Controller maakt nieuwe benadering van laserlassen mogelijk

Tot nu toe werd er met een camera gewerkt om het verloop van een lasnaad tijdens het laserlassen te volgen. Een computer analyseert hierbij het beeld en stuurt opdrachten naar de lasrobot die vervolgens de laserkop positioneert. Dit heeft een nadeel: de beweging van de laskop loopt altijd iets achter op de camera. Om de lasnaad betrouwbaar te kunnen vinden op basis van beeld, moeten ook het oppervlak, de weerspiegeling en de verlichting zo constant mogelijk blijven. Afwijkingen zorgen voor fouten in het lasproces. Daarom moeten deze foutbronnen worden geëlimineerd met arbeidsintensieve aanpassingen. Scansonic legt zich toe op de procesverbetering bij het laserlassen en koos voor een revolutionaire benadering: mechanisch scannen.

Mechanische scans

Met een mechanische geleiding voor de laserkop leverden de ontwikkelaars een geheel nieuwe benadering die gebruik maakt van de essentiële voorwaarden voor lasverbindingen. Waar twee platen samenkomen, ontstaat altijd een lichte verhoging. Dit geldt ook bij lassen onder een hoek. Dit komt omdat de platen overlappen, of doordat er een spleet is op de lasnaad. Vaak wordt vulmateriaal met een aanvoerdraad aangevoerd naar het punt waar gelast wordt. Hiervoor wordt een zogeheten scandraad gebruikt. Door deze twee componenten te combineren, kan een optimale aansturing van de laskop worden bereikt – de laser raakt dan exact het juiste punt.

Als de draad met vulmateriaal continu licht tegen de rand van de overlappende plaat wordt geduwd en deze kracht wordt gebruikt als parameter voor de aansturing van de laskop, dan volgt het laspunt het verloop van de lasnaad met maximale nauwkeurigheid. De laskop beweegt hierbij direct mee, zonder vertragingen. Deze aanpak compenseert ook onmiddellijk eventuele afwijkingen door spelingen. De lasnaad komt zo altijd precies waar die nodig is: op de rand van de overlapping tussen de werkstukken die verbonden worden. Het scanproces werkt volledig mechanisch, dus het algehele resultaat is compleet ongevoelig voor optische reflecties en verlichting of voor verschillende plaatoppervlakken. Ook schaduwen of lichtflitsen van ander werkprocessen hebben geen negatieve uitwerking op het lasproces. Het vulmateriaal wordt bovendien verbruikt en altijd weer opnieuw aangevoerd, dus treedt er ook geen slijtage op.

Motion Controller maakt nieuwe benadering van laserlassen mogelijk
Focuspunt van optica en vuldraad komt samen in het laspunt. De telescoopveer met padsensor is verantwoordelijk voor de tracking op de z-as.
Motion Controller maakt nieuwe benadering van laserlassen mogelijk

Semi-onafhankelijke laserkop

Naast mechanisch scannen biedt de ALO-laserkop (Adaptive Laser Optics) nog meer voordelen. De geïntegreerde laserkop voert zelf fijne afstellingen van de lasnaad uit. Het complete lasproces wordt niet meer volledig aangestuurd door de robot, zoals bij de conventionele methode. Hierdoor zijn veel snellere afstellingen mogelijk. De arm van de lasrobot bepaalt alleen de grove richting. De laserkop zelf voert de fijnafstelling uit en compenseert spelingen op de naad in het bereik tot 5 mm. Voor exacte, herhaalbare resultaten werkt scansonic momenteel samen met FAULHABER die gespecialiseerd is in micromotoren. De benodigde druk op de draad wordt gegarandeerd door een sinusmotor met bijpassende tandwielkast. Hierdoor is snelle en bijzonder gevoelige tracking van de complete laserkop mogelijk. Het motorkoppel wordt geanalyseerd en geeft zo een drukwaarde. De sinusmotor met geïntegreerde Motion Controller maakt het mogelijk om de spanning nauwkeurig te detecteren: het is eenvoudig om een correcte meting te verkrijgen. Deze aansturing van de druk maakt het mogelijk om de lasnaad in 2D te registreren met x- en y-coördinaten en om het verloop nauwkeurig te volgen.

Motion Controller maakt nieuwe benadering van laserlassen mogelijk
Toepassing in de automobielsector

Een telescooparm met ingebouwde padsensor is verantwoordelijk voor de tracking op de z-as. In combinatie met de tracking van de aanvoerdraad van het vulmateriaal zorgt dit voor een optimale, haarfijne tracking van het focuspunt van de laskop, precies langs de lasnaad. Omdat de kop kleine afwijkingen zelf kan compenseren, kan de lasrobot permanent werken op basis van een grove instelling. Een nieuwe laskop is binnen enkele uren geconfigureerd en geprogrammeerd, afhankelijk van de taak.

Nauwkeurige positionering en evaluatie

De sinusmotor van FAULHABER is perfect geschikt voor deze taak. Het bijzonder compacte ontwerp met de geïntegreerde motion controller direct achter op de aandrijving is bijzonder gunstig voor een smal en lichtgewicht ontwerp van de laskop. De gebruikersvriendelijke software Motion Manager ondersteunt de afstemming van de bewegingen op de relevante lasparameters. De toepassing vraagt ook om een gedetailleerde evaluatie van de bedrijfsgegevens van de motor. Via de ingebouwde besturingselektronica wordt de spanning van de motor bepaald en geëvalueerd. De geïntegreerde analoge Hall-sensoren maken bovendien een positiebepaling mogelijk. Het benodigde besturingssignaal voor de laserkop wordt zo berekend op basis van de positie en de gemeten spanning. Het ontwerp van de motor heeft een bijzonder hoge dynamiek, dus als er afwijkingen optreden ten opzichte van de invoerwaarden is een razendsnelle aanpassing mogelijk. De lasnaad blijft zo exact op de leidende naadrand tussen de platen. De sinusmotor draagt de gegevens over aan de besturing via een RS 232-interface.

Het nieuwe besturingssysteem levert een optimale positiebepaling op het exacte focuspunt van de laskop – en dat met minimale inspanningen. De geavanceerde technologie van FAULHABER heeft een waardevolle bijdrage geleverd aan het succes van dit project.

Producten

Motion Controllers
Compact ontwerp
Aansturing via RS232-, EtherCAT- of CAN-interface
Minimale bedradingseisen
Parametrering met "FAULHABER Motion Manager"-software en USB-interface
Breed aanbod aan accessoires
Eenvoudige inbedrijfstelling
Details
Meer informatie

Aanbevolen inhoud

Hier vindt u externe materialen van YouTube bij dit artikel. Klik om ze te bekijken.

Ik ga ermee akkoord om externe inhoud te zien. Ik ben me ervan bewust dat mijn persoonlijke gegevens kunnen worden gedeeld met externe platformen. Raadpleeg voor meer informatie ons privacybeleid.