Autonome Lasoplossingen: Expert Vergelijkingen & Inzichten

GarLine & SharpTrack ― state-of-the-art letsel tracking oplossingen voor "autonome lassen"

Productie wordt steeds meer geautomatiseerd en eist steeds meer gebruiksvriendelijke oplossingen. In de lassector, door het tekort aan gekwalificeerd laspersoneel, zijn geautomatiseerde en robotische lasoplossingen in hoge vraag en tegelijkertijd worden ze kosteneffectiever voor fabricanten en constructeurs. Veel bestaande lasoplossingen kunnen "semi-geautomatiseerd" worden genoemd, maar dergelijke oplossingen vereisen constante operatorinteractie, een lange periode voor lassetup en een hooggetrainde operator. Volledig geautomatiseerde robotische lassen kan "Automatische Lassen" genoemd worden. Echter, als zeer weinig operatorinteractie vereist is en setuptaken sterk vereenvoudigd zijn, dan kan deze oplossing "autonoom" worden genoemd. Maar het is moeilijk om autonomie te bereiken met minimale operatoractiviteit. Een robotische lasoplossing vereist procesverbetering om echt autonoom of bestuurderloos te worden, zoals laser letsel tracking/vind sensoren met adequaat geïntegreerde intelligentie voor het uitvoeren van optimale lasstrategieën op elk moment.

Technologieën Beschikbaar voor Geautomatiseerde of Semi-Geautomatiseerde Lassen

In een artikel gepubliceerd op de Motoman.com website, 31 maart 2022, leverde Joshua Leath een gids voor de diverse opties voor geautomatiseerde lassen. Hij identificeerde vijf algemene categorieën: Touch Sensing, Wire Sensing, Through-the-Arc Sensing, Laser Point Sensing en Laser Profile Sensing. Hij deelde de geautomatiseerde taken ook op tussen Letsel Vinden en Letsel Volgen:

Letsel Vinden vs. Letsel Volgen

"Wat is het verschil tussen letsel vinden en letsel volgen?" en "Hoe weet ik wanneer ik letsel vinden vs. letsel volgen moet gebruiken?" Dit zijn veelvoorkomende vragen die onze robotische lasexperts vaak worden gevraagd. Met dat in gedachten, hier zijn diverse overwegingen bij het beslissen hoe te proceeden met het robotische lasproces:

Letsel Vinden

Voor een robot om een letsel nauwkeurig te lokaliseren voordat het lassen begint, wordt hoge snelheid letsel vinden of letsel vinden aanbevolen. Werkstukken zullen onvermijdelijk een bereik van variatie hebben, maar uw doel is om die variatie te minimaliseren met gespecificeerde onderdelen en fixering, en binnen de helft van de breedte van een lasdraad in uw letsel te zijn. Dit proces kan op verschillende manieren via diverse technologieën gedaan worden, wat de robot in staat stelt de letsel te vinden. Eenmaal de letsel ontdekt is door meestal twee of meer bekende punten op het onderdeel te vinden, wordt het programma pad door de robot verschoven om de letsel te voltooien. Het type letsel vinden dat vereist is, wordt gedicteerd door twee primaire factoren: de verwachte cyclus tijd en het type letsel. Letsel vinden is een van de meest populaire lasfuncties, en wordt vaak bereikt via de volgende contact en niet-contact opties:

Touch Sensing – Ideaal voor het vinden van de oriëntatie van onderdelen met eenvoudige letsels en geometrieën, deze methode, ook bekend als "wire touch", omvat de fysieke aanraking van een lasdraad van het uiteinde van de tang om het geleidende oppervlak van het te lassen onderdeel te detecteren. De lage snelheid van de robot en de uiteindelijke aanraking voltooien een circuit met een lage hoeveelheid spanning door de draad. Dit kan ook met de zuigmond van de tang in sommige scenario's gedaan worden. Voltooid via ingebouwde functies op een lasvoeding ontworpen voor automatisering, systemen zoals Yaskawa's Touch Sense pakket gebruiken een lage spanning circuit tijdens een lage snelheid zoektocht om de beste positie voor de letsel te bepalen.

Wire Sensing – Vergelijkbaar met touch sense, waar een draad van de tang tastbare contact maakt met het onderdeel, gebruikt deze optie een servomotor in de tang om de draad snel omhoog en omlaag te bewegen terwijl de robot over het onderdeel beweegt. Dit stelt eenvoudige lokalisatie van overlappende letsels in staat, en het kan items meten zoals materiaalhoogte en gaten.

Laser Point Sensing – Twee tot vijf keer sneller dan touch sensing, het gebruik van een basis laser puntsensor (die op de lestang gemonteerd is) vangt de locatie en oriëntatie van een onderdeel bijna zo snel als de laser vuurt, wat snelle en nauwkeurige letselvinding biedt.

Laser Letsel Vinden (Zoeken) – In staat om meer kenmerken in een enkele scan over een laser puntsensor op te pikken, het gebruik van een profiel laser interface (software optie), zoals Yaskawa's MotoEye™ SF, biedt extreem snelle letselmeting. De FANUC America Corporation biedt een vergelijkbare functie genaamd de R901 SW optie. Deze oplossing werkt goed met een meetapparaat dat 3D multi-laser bereikbeeldoptica gebruikt om de benodigde metingen/letselspleetdata aan de robot te leveren voordat het lassen begint.

Voordelen:

• Werkt op verschillende materialen in alle verlichting
• Gemakkelijk te leren met macro jobs
• Biedt letselspleetdata
• Lange brandpuntsafstand; monteer weg van boog
• Lokaliseert 2.5D; offset en diepte
• Compact en zelfbevattend
• I/O interface kan geretrofit worden naar oudere controls

Nadelen:

• Middel- tot hoge complexiteit; Training op visionsysteem aanbevolen
• Kan toegang tot onderdeel/gerei beperken
• 40 of 50mm FOV kan meerdere zoekopdrachten vereisen voor grote offsets

Letsel Volgen

Vaak het programmeren vereenvoudigend, gebruikt deze optie innovatieve technologie om de robot uit te rusten om de letselpositie in realtime te volgen, tijdens het lasproces. Letsel volgen is populair voor toepassingen waar vervorming kan optreden tijdens het lassen van een onderdeel of voor zware gegoten onderdelen, en wordt vaak uitgevoerd met de volgende methoden:

Through-the-arc Letsel Volgen – Beste voor onderdelen met lange of gebogen letsels, variërend per onderdeel, een through-the-arc letsel tracker, zoals Yaskawa's ComArc LV (lage spanning), gebruikt een solid-state sensor gemonteerd nabij de lasvoeding om actief boogkenmerken te meten tijdens de lassequentie. Dit bepaalt variaties tussen een robot's aangeleerde pad en het daadwerkelijke letselpad.

Laser Letsel Volgen – Aanbevolen voor materiaal met variërende letsels die de snelst mogelijke cyclus tijd vereisen, deze methode combineert een high-performance laser met een high-speed controller om de letsel en onderdeellocatie in realtime te vinden terwijl het onderdeel wordt gelast. Dit is de ideale oplossing voor high mix, low volume onderdelenproductie zoals men in een job shop omgeving zou vinden. De aanpak vereist ook minder fixering dan semi-geautomatiseerde of geautomatiseerde lasbenaderingen. Een dedicated programma compenseert het pad, zelfs als het onderdeel wordt verplaatst, alsook aanpassing aan lasparameters voor letsellocatie en variatie.

Voordelen:

• Betrouwbaar volgt dunne overlappende letsel
• Ondersteunt hoge reissnelheden (>100 IPM)
• Weefbeweging met volgen mogelijk
• Volgen wordt niet beïnvloed door lasinstellingen
• Ondersteunt gecoördineerde beweging
• Ethernet interface beschikbaar
• Camera gehard tegen lasboog
• Adaptieve lasfunctie; snelheid en lasinstellingen

Nadelen:

• Hoge complexiteit en soms (niet altijd) hoge kosten
• Training op visionsysteem vereist
• Tang-gemonteerde sensor beperkt letseltoegang tot kleine ruimtes
• Volgstralen beperkt tot 40-60 mm
• Beperkt tot twee robots op één systeem

Voordelen van het Gebruik van GarLine Letsel Volgen en Letsel Vinden Laser Profiel Sensoren

We kunnen zien uit Mr. Leath's gedetailleerde analyse dat er verschillende manieren zijn om lasautomatisering te bieden. Maar veel van de technieken komen tekort bij echte autonomie, betekenis onbezochte operatie, adaptieve controle en hoge gebruiksgemak. De laatste oplossing die Mr. Leath aanbood was laser profiel letsel volgen/vinden. Het biedt de hoogste graad van autonomie omdat het vooruitkijkt op de letsel om het robotpad te definiëren om de letsel uit te voeren en via een onboard processor (met GarLine) snelle signaalverwerking heeft en on-the-fly aanpassingen kan maken van de vereiste letsel gebaseerd op gemeten breedte of diepte.

Garmo Instruments uit Zaragoza, Spanje heeft een reeks laser profiel letsel sensoren ontwikkeld, #GarLine, die de robuustheid, flexibiliteit en aanpasbaarheid hebben voor veel verschillende lastoepassingen en op een breed scala aan materialen.

Hier is een samenvatting van hoe lasautonomie de fabrikant ten goede komt:

Verbeterde werkomstandigheden

Met GarLine sensoren werken werknemers in een veiliger omgeving, vermijdend traditionele gezondheids- en ergonomische lasrisico's aangezien er niet langer behoefte is om dicht bij de letsel te werken.

Snelle Wissels voor Kortlopende Productie

De GarLine sensoren hebben een zeer gebruiksvriendelijke menu-gedreven setup op een personal computer of geïntegreerd op de robot of cobot teach pendant voor een breed scala aan merken en modellen inclusief Fanuc, ABB Robotics, #Universal Robotics (UR) en anderen. Dit vereenvoudigt operator training en stelt snelle programmawijzigingen toe gebaseerd op onderdeelproductiewijzigingen. GarLine is de ideale oplossing voor job shops met high mix en low volume en is ook voordelig over een breed scala aan onderdeelformaten en -vormen met zijn grote reeks menuopties en inherent letselaanpassing.

Verrijkte Productkwaliteit

GarLine's optische precisie en automatische correcties worden aan de robot gecommuniceerd met een zeer hoge snelheid, en daarom heeft de GarLine lasoplossing het voordeel voor de fabrikant door betere kwaliteit lassen, snellere lassen, lager percentage onnodige afval en dus een hogere snelheid van afgerond product in kortere tijd, het vermijden van herverwerking en productieverliezen.

Verbeterde Productiviteit

De eenvoud van het "minder is meer" concept is het doel voor elk bedrijf, inclusief fabricanten in de lassector. De minder tijd geïnvesteerd in productie, inclusief machinesetup en onderdeelfixering, terwijl nog steeds hoge kwaliteit resultaten behaalt, verbetert de algehele productiviteit (OEE).

GarLine Sensoren Kenmerken

Robuuste Sensor

GarLine overstijgt de IP67 isolatiegraad en presteert met succes in een -20°C / 70°C werkbereik. Het ontwerp omvat materialen voor luchtvaartgebruik die optimale EMI-isolatie garanderen, inclusief bij TIG-lasserprocessen.

Slimme Elektronica

De elektronica bestaat uit 4 parallele processoren die 4GB RAM gebruiken, wat beelden verwerkt met 42 frames per seconde in volledige resolutie. Daarnaast omvatten GarLine sensoren innovatieve algoritmes voor dynamische aanpassing van sensor- en laserparameters om reflectieproblemen te corrigeren in toepassingen met variërende materiaaloppervlaktecondities. De laserbandbreedte ligt goed buiten welke lichtbandbreedtes geproduceerd worden door lasbogen.

Eenvoudig Onderhoud

GarLine heeft een wegwerpbare polycarbonaat beschermingscherm en een interne Gorilla Glass venster. De sensor is geluchtkoeld wat ook dient als een luchtgordijn over het sensoroppervlak voor extra bescherming. Er is een waterkoeloptie voor zeer hete omgevingen. De waterkeler is geïntegreerd in de montageplaat, met ARC-Swiss bevestiging. Deze oplossing verleent snelle en eenvoudige sensorvervanging, indien ooit nodig.

Voor alle typen autonome lassen (cobots, industriële robots en PLC-gebediende machines), zijn GarLine letselvinding sensoren een Plug & Play oplossing, aangezien hun interface direct wordt weergegeven op een robot lasser systeem pendant, zonder de noodzaak voor additionele computers noch andere speciale software, kabels of additionele apparaten.

Naast letsel volgen en letsel vinden functies, omvatten GarLine sensoren ook andere zeer nuttige functies die veel gevraagd zijn in autonome lassen.

GarLine Letsel Volgen & Zoeken Laser Sensor Functies

Letsel zoeken: realtime look-ahead berekening van correcties om de tang naar de letsel te bewegen. De sensor vindt de juiste leerpunten van de letsel voordat de letsel begint, compenserend voor de onderdeelafwijking.

Locatie functie: GarLine scant 4 punten van het stuk, vangt de vorm en plaatst het op het vlak. Dit scannen en lokaliseren proces wordt 10 keer sneller gedaan dan met alleen Touch Sense functie. GarLine meet rotatie en translatie in 3 assen elk, berekenend in totaal 6 letselposities.

Multipass: gemakkelijk-te-programmeren functie voor meervoudige letsels.

Eind-detectie volgen: de sensor detecteert het einde van de letsel en stopt het lassen.

Pre-tag-vermijd configuratie: de sensor kan geconfigureerd worden om recht te lassen en voorgeprogrammeerde gaten langs de letsel over te slaan.

Weven en adaptief weven: dankzij de Garline sensor's "look-ahead" visie, past de traject van de tang zich aan de letselbreedte aan, wat zig-zag gevulde gaten garandeert.

Kolom en Balk Oplossingen

Kennis nemend van de behoeften van de lasmarkt, heeft Garmo Instruments ook een all-in-one gemakkelijke lassetkit ontwikkeld met zijn SharpTrack oplossing, die de ultieme aangepaste en gemakkelijke oplossing biedt voor autonome lastoepassingen.

Moeiteloze lasautomatisering met SharpTrack systeem en GarLine sensoren

In samenwerking met QUIRÓS INGENIERÍA Y AUTOMATIZACIÓN S.L., heeft Garmo Instruments een Plug & Play kit ontwikkeld die gebruikers in staat stelt om:

• toegang te krijgen tot de multiple en flexibele PLC programmeringsopties
• SHARPtrack aan te passen aan toepassingsvereisten (selectie van glijmodel, PLC merk (Siemens, Rockwell en Panasonic PLC's zijn momenteel beschikbaar), drivers, kabellengte en aangepaste behuizing kastkenmerken volgens de toepassing);
• Pendant toegang tot alle lasfuncties (lasletseltracking, realtime monitoring, handmatige glijbeweging, live offset controle, en configureren van lassnelheid en bron gerelateerde parameters).

GarLine's look-ahead functie garandeert een nauwkeurige realtime letselvolgen en microcorrecties van lestangtraject. GarLine sensor voert trajectcorrecties uit met zo'n snelheid dat het onwaarneembaar is voor het menselijk oog. Deze precisie, naast het leveren van foutloze kwaliteit lassen, zorgt voor een pristiene waargenomen waarde in het eindproduct.

SHARPtrack bevat al vooraf gedefinieerde en personaliseerbare programmering, wat lasautomatisering omzet in Plug&Play. Eenvoudige installatie, en geen uitgebreide programmering vereist.

Denkt u over het upgraden van uw lastoepassing?

Neem contact op met Garmo Instruments' team voor meer informatie over GarLine sensoren en SharpTrack systeem.

? www.futura-automation.com

? www.garmo-instruments.com

✉ sales@futura-automation.com

☏ (+1) 612-756-2390