Skip to main content

WeldWatcher: Qualitätskontrolle bei der Lasermaterialbearbeitung

Als zuverlässige Komplettlösung für die Prozessüberwachung und Qualitätssicherung beim Laserstrahlschweißen, -schneiden und -löten ist der 4D WeldWatcher bestens geeignet. Dieses Online-Überwachungssystem wird in vielen Bereichen der industriellen Produktion genutzt:

  • Automobilbau
  • Automotive
  • Kraftwerkstechnik
  • Elektronik
  • Luftfahrt
  • Anlagenbau
  • Konsumgüter

Hier finden Sie unsere Imagebroschüre.

Der WeldWatcher

Beim Laserstrahlschweißen, -schneiden oder -löten entsteht teilionisierter Metalldampf. Dieser entströmt dem Schmelzbad und emittiert ein breitbandiges Leuchten, das sogenannte Prozessleuchten. Der WeldWatcher nimmt dieses Prozessleuchten mit Hilfe eines photoelektrischen Sensors auf. Hierbei werden typische Merkmale wie Strahlflussdichte, spektrale Anteile, Zeit oder Verlauf analysiert und zur Qualitätskontrolle genutzt.

Bestandteile des WeldWatchers sind neben der Sensorelektronik ein Industrierechner mit Messwertverarbeitungseinheit sowie Schnittstellen zur Datenspeicherung, Datenübertragung und zur Kommunikation mit der Anlagensteuerung. Die Bewertung des aktuellen Messsignals erfolgt vergleichend mit hinterlegten Referenzsignalen mittels des Hüllkurven- oder Schwellwertverfahrens.

Die Integration des WeldWatcher-Sensors in den Laser erfolgt durch einen Adapter. Dieser ist bei neueren Lasern in der Regel ab Werk vorhanden oder kann durch den Laserhersteller einfach und kostengünstig nachgerüstet werden. Der Sensor ist programmierbar und somit schnell an jede Überwachungsaufgabe anpassbar. Durch den Einbau des Sensors im Laser ist eine Verschmutzung, Beschädigung oder Dejustierung ausgeschlossen. Zudem wird nur ein WeldWatcher pro Laser benötigt, auch wenn im Timesharing mit mehreren Lichtleitfasern an verschiedenen Bearbeitungsstationen gearbeitet wird. In solchen Fällen wird das durch die aktive Faser in den Laser rückgeführte Prozessleuchten vor dem Resonator auf den WeldWatcher-Sensor geleitet. Für Sonderanwendungen können aber ein oder mehrere Sensoren auch direkt am Bearbeitungskopf adaptiert werden.

Der WeldWatcher kommuniziert mit der Schweißanlage je nach Kundenwunsch über die Industriebussysteme ProfiBus®, ProfiNet®, DeviceNet®, EtherCAT® oder weitere Protokolle. Bei einfachen Anwendungen könne auch digitale E/A-Module zum Einsatz kommen. Der Signal-Austausch erfolgt ebenfalls nach Kundenwunsch über ein anwendungsspezifisches Protokoll. Durch die Hochgeschwindigkeitsauswertung und -kommunikation kann der WeldWatcher auch bei zeitkritischen Anwendungen ohne Taktzeitverlust eingesetzt werden.

Im Rahmen der automatischen Auswertung des Prozesssignals in der Serienfertigung wird das Ergebnis mit farblich unterschiedlichen Punkten in einem oder mehreren Schweißgruppenbildern dargestellt. Die grafische Visualisierung erleichtert dem Mitarbeiter die Prüfung der fehlerhaft gemeldeten Schweißnähte. Der WeldWatcher kann aber auch zur Parameteroptimierung bei Einrichtarbeiten genutzt werden, wobei die Änderung von Prozessparametern sofort in den Signalen abgebildet wird.

Die Software zur Auswertung arbeitet unter Windows und ist in mehreren Sprachen verfügbar. Die Menüführung wurde in enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden entwickelt. Besonders wurden die Anforderungen der Maschinenbediener berücksichtigt, um eine hohe Akzeptanz des Systems zu erreichen. Die übersichtlichen Benutzeroberflächen erleichtern die Einarbeitung des Bedieners. Verschiedene passwortgeschützte Ebenen ermöglichen einen gestaffelten Zugriff je nach Freigabestufe.

Kernelement der Datenverarbeitung ist eine Datenbank, die je nach Applikation mehrere Millionen Datensätze speichern kann. Die Datenbank arbeitet nach dem FIFO-Prinzip wartungsfrei („first in, first out“). Mit weitreichenden Suchroutinen können bauteilspezifische Überwachungsdaten auch rückwirkend erneut dargestellt werden. An Nacharbeitsplätzen installierte Visualisierungsstationen können somit die Daten von einem oder mehreren WeldWatchern über ein Netzwerk abrufen und gruppiert für nachzuarbeitende Bauteile darstellen. Für den Export und die dauerhafte Speicherung der Daten sind anwenderspezifische Sicherungsroutinen verfügbar.

Mit seiner offenen Softwarearchitektur ist der WeldWatcher für viele Standardanwendungen bereits optimal einsetzbar. Darüber hinaus können nach kundenspezifischen Anforderungen schnell und kostengünstig zusätzliche Funktionen in die Software implementiert werden.

Sofern der Kunde es wünscht, können Modifikationen und Einstellungen der WeldWatcher-Software per Fernwartung durch 4D durchgeführt werden. Das garantiert dem Kunden einen schnellen und kostengünstigen Service.

 

 

 


Technik des WeldWatchers

Technische Komponenten:

    • 19″-Industrie-PC
    • Betriebssystem Windows 7 oder Windows 10
    • 1-Leitungs-Technik (nur 1 Sensorkabel bis 75 m Länge)
    • Programmierbare Sensorik
    • 1-Sensor-System im Laser (kein Platzbedarf an der Optik)
    • Automatikbetrieb sowie Einrichtbetrieb zur Prozessoptimierung
    • Anwendungsspezifische Auswertealgorithmen
    • Direkte, anschauliche Visualisierung der Ergebnisse
    • Systemeigene Langzeit-Datenspeicherung
    • Standard-Steuerungsschnittstellen (konfigurierbar)
    • Server/Client-Betrieb

      Zusätzliche Funktionen:

        • Schutzglasüberwachung
        • Automatischer Datentransfer zur Betriebsdatenerfassung
        • Darstellung aller Ergebnisse eines Bauteils an Nacharbeitsstationen
        • Backup-/Notlaserbetrieb
        • Automatische Anpassung an unterschiedliche Fertigungsschritte einer Anlage (Schweißen, Glätten)
        • Auswertung für gepulste Schweißungen
        • Datenbankabfragen zum Fehlerstatus einer Vorbaugruppe

          Die Vorteile des WeldWatchers

          Sensorik

          • Schnelle und einfache Montage, keine Justage
          • Keine Anlagen-Umbauten notwendig
          • Standard-Adapter im Laser mit Herstellerfreigabe, teilweise nachrüstbar
          • Ein Sensor pro Laser ausreichend, auch bei mehreren Bearbeitungsstationen
          • Keine Sensorik im Arbeitsbereich der Optik, kollisionsfrei
          • Automatische Einstellung (für verschiedene Schweißoperationen)

          Datentransfer / Signalanbindung

          • Fehler- und Eingriffsspeicher mit Zustandsmeldungen
          • Zeitstempel, Fehlerklassen, Warngrenzen, Folgefehler
          • Systemdaten-Sicherung
          • Datenbank (FIFO)
          • Datentransfer-Tools für Zentralserver / MDE / BDE
          • Standardisierte Schnittstellen zur Anlagensteuerung

          Software / Benutzeroberfläche

          • Bedienungsfreundliche, verständliche Nutzeroberfläche unter Windows
          • Farbliche Darstellung der Nahtpositionen und Fehler (Schweißgruppe)
          • Unterschiedliche Zugangsebenen mit gestaffeltem Passwortschutz
          • Automatische Umschaltung für Baugruppen / Schweißstationen
          • Verschiedene Sprachen

          Systempflege / Wartung / Kosten

          • Wartungsfreie Sensorik (kein Schutzglaswechsel, keine Justage)
          • Keine komplexe Bildverarbeitungssoftware erforderlich
          • Automatisches Kalibrieren und Einlernen
          • Schnelle Inbetriebnahme / geringe Folgekosten
          • Fernwartungsoption

          Sonderanwendungen

          Laserstrahllöten

          Beim Laserstrahllöten umfasst die Prozessüberwachung mit dem WeldWatcher die kombinierte Auswertung von Prozessstrahlung und Drahtvorschub. Störungen wie beispielsweise Höhen- und Lateralversatz, Drahtförderstörungen oder Volumen- und Geometrieabweichungen können so sofort erkannt und an die Anlagensteuerung gemeldet werden.

          Laserstrahlschneiden

          Beim Laserstrahlschneiden werden der Einstichvorgang und der nachfolgende Schnitt kontrolliert ausgewertet und Störungen vom System erkannt.

          Gepulste Schweißungen

          Ein weiteres großes Anwendungsfeld für den WeldWatcher ist die Überwachung von gepulsten Schweißungen. Die Herausforderung für eine visuelle Bauteilprüfung liegt in den großen Stückzahlen bei kurzen Schweißdauern. Der WeldWatcher ermöglicht eine schnelle und automatische Überwachung jedes einzelnen Pulses (Einzelschweißung) oder einer Pulsfolge (Burst). So können Material- und Lageabweichungen der Fügepartner und prozessbezogene Schweißfehler sofort erkannt werden.

          Kombinationsverfahren

          Der WeldWatcher kann auch für die Prozessüberwachung bei Laserstrahlkombinationsverfahren wie dem Hybridschweißen eingesetzt werden. Zudem eignet er sich für wechselnde Überwachungsaufgaben. Möglich wird dies durch seine programmierbare Sensorik, die innerhalb weniger Millisekunden automatisch angepasst werden kann, beispielsweise von einer Tiefschweißung auf eine nachgeschaltete Glättungsschweißung.

          Remote-Schweißen

          Das Schweißen mit Scannersystemen stellt zunehmend eine Alternative zu den traditionell in der Karosserie- oder Blechteilefertigung eingesetzten Verfahren dar.

          FAQ

          Für die Integration der Sensorik in den Laser werden normalerweise nur wenige Minuten benötigt, so dass die Produktion nur kurz unterbrochen werden muss.

          Der WeldWatcher arbeitet wartungsfrei. Es ist weder eine zusätzliche Sensorjustage noch ein Sensorschutzglas-Wechsel notwendig.

          Keine, da keine bewegten Teile oder Verschleißteile (Schutzglas) verwendet werden.

          Für alle weltweit installierten Systeme besteht die Möglichkeit der Fernwartung. Darüber hinaus bieten wir Beratung und Schulung an, die erfahrungsgemäß zu einer Prozessoptimierung und Produktivitätssteigerung führen.

          Nein, bei den meisten Lasertypen wird nur ein WeldWatcher pro Strahlquelle benötigt, auch wenn im Timesharing mit mehreren Lichtleitfasern gearbeitet wird.

          Die Anzahl ist nicht begrenzt. Bei einigen Kunden werden über 500 verschiedene Schweißnähte mit nur einem Gerät überwacht.

          Alle Signale und Informationen zu einer überprüften Schweißnaht werden automatisch in einer Datenbank abgespeichert. Diese arbeitet nach dem FIFO-Prinzip und kann aber auch Produktionsdaten längerer Zeiträume speichern. Die Überwachungsergebnisse werden auf Wunsch automatisiert an eine Betriebsdatenerfassung (BDE) übergeben.

          Alle WeldWatcher können je nach Kundenwunsch mit einer Bus-Masterkarte oder mehreren Slavekarten ausgerüstet werden, die dann mit der Anlagensteuerung kommunizieren.

          Alle Überwachungsergebnisse können in Schweißgruppenbildern visualisiert werden. Pro WeldWatcher können mehrere Bilder hinterlegt sein. Das jeweils aktive Bild wird automatisch in den Vordergrund geladen. Die Ergebnisse werden in den Schweißgruppenbildern mit verschiedenen Punkten (z.B. Rot „nicht in Ordnung“, Grün „in Ordnung“ oder Grau „nicht geschweißt“) dargestellt.

          Nein, alle WeldWatcher können als Server für ein oder mehrere Visualisierungsstationen verwendet werden, auf denen dann die Überwachungsergebnisse ebenfalls dargestellt werden. Der Datentransfer erfolgt über Ethernet (TCP/IP). Vorteil für den Anwender: Es werden Bildschirme in der Produktion gespart, da relevante Informationen teilespezifisch zusammengeführt werden können.

          Für alle Backupfälle bietet 4D funktionstaugliche, automatisierte Lösungen. Das Spektrum reicht über die Aufschaltung eines Sensors des Ersatzlasers bis zur gegenseitigen Absicherung mehrerer Strahlquellen.

          Die aktuelle Schutzglasverschmutzung für jeden Bearbeitungskopf oder Roboter kann mitüberwacht werden. Einige Kunden lassen auch die Lasersteuerungs-Software mit auf dem WeldWatcher-PC laufen. Hiermit wird ein Bedien-Panel-PC bzw. Monitor eingespart.

          Lösungen

          Wir entwickeln den WeldWatcher ständig weiter. Hierbei stehen wir im fortlaufenden Dialog mit unseren Kunden, um entsprechend den Produktionsanforderungen,  Anpassungen und Neuentwicklungen vorzunehmen.

          ABS-Ventil
          Elektrische Sitzhöhenverstellung
          Manuelle Sitzhöhenverstellung
          Statorpaket Lenkmotoren

          Service

          Zu unseren Dienstleistungen gehören:

          Beratung

          Wir beraten Sie genauestens, was die Auswahl von Strahlquellen sowie die Erstellung bzw. Prüfung von Lastenheften und Machbarkeitsstudien angeht.

          Verfahrens- und Prozessoptimierungen

          Oftmals werden die Parameter für einen Laserfertigungsprozess vorab im Labor ermittelt. Für eine optimale Fertigungseffizienz müssen diese Parameter in der Fertigung am Serienbauteil optimiert werden. Hierzu bietet 4D kompetente Fertigungsunterstützung vor Ort an, um durch eine Qualitätsbewertung und Ursachenforschung Fehler zu minimieren und sichere Prozessfenster einzustellen.

          Schulung

          Die angebotenen Schulungen umfassen neben spezifischen Informationen zu den von 4D vertriebenen Produkten auch die allgemeine Ausbildung rund um die Lasermaterialbearbeitung. Die Schulungen werden beim Kunden durchgeführt, um den Mitarbeitern ein Höchstmaß an Praxisbezug zu den eigenen Produkten vermitteln zu können. Hierbei erläutern unsere Mitarbeiter die Vielzahl der möglichen Parameter beim Laserstrahlschweißen und vermitteln konkrete Maßnahmen zur Prozessoptimierung.

          Projektbearbeitung und -leitung

          Im Rahmen der Projektierung und Koordination für neue fertigungstechnische Einrichtungen bietet 4D ein Komplettpaket einschließlich Lastenhefterstellung, Angebotsprüfung, Projektleitung und Maschinenabnahme an.

          Branchen

          Der WeldWatcher ist über alle Branchen hinweg vielseitig einsetzbar. Ob Diodenlaser, Scheibenlaser oder Faserlaser, er überwacht alle Prozesse, bei denen es ums Schweißen, Löten oder Schneiden geht. Hierbei reicht zumeist ein WeldWatcher pro Laser – auch bei hunderten zu überwachenden Nähten oder Punkten.

          Zu den Einsatzgebieten gehört etwa der Automotive-Bereich mit den Zulieferern der Automobilindustrie, z. B. Hersteller von Autositzen, Airbags, Karosserie-Komponenten oder Fahrzeugelektronik. Im Bereich der Konsumgüter- und Elektronikfertigung geht es häufig um die Qualitätsüberwachung bei Komponenten und Elektromotoren.

           

          Referenzen

          Zufriedene Kunden und Lieferanten sind die beste Referenz. Im Folgenden finden Sie einen kleinen Auszug aus der Liste von Unternehmen, mit denen wir erfolgreich und partnerschaftlich zusammenarbeiten.

          Auszug aus unserer Kundenliste

          ABB, AREVA, ASIC, Audi, AWL, Behr, Blum, BMW, BOA, BorgWarner, Bosch, Brose, Comau, Continental, Danfoss, EADS, ElringKlinger, Faurecia, FFT, Ford, GM, Grundfos, Hella, Hyundai, IWM, Kirchhoff, Lear, Magna, Mercedes, Nissan, Opel, Preh, SEAT, Sitech, Skoda, Toyota, Trumpf, ZF TRW, Tyco, USK, Van-Rob

          Über uns

          Die 4D Ingenieurgesellschaft für Technische Dienstleistungen mbH wurde 1995 von Dr. Jens Mommsen und Dr. Martin Stürmer gegründet. Sitz der Gesellschaft ist Isernhagen, in der Nähe des Flughafens Hannover-Langenhagen. Im Bereich der Lasertechnik und Lasermaterialbearbeitung stellt 4D durch seine langjährige Erfahrung einen leistungsstarken Partner dar. Für die Qualitätssicherung entwickelt, fertigt und vertreibt 4D Systeme zur Beobachtung und Überwachung von Laserprozessen.

          Die 4D Strategie ist konsequent auf kundenorientierte Lösungen ausgerichtet. Dies basiert auf dem ständigen Kontakt zwischen Anwender und Entwickler und der zeitgerechten, kompetenten Abwicklung von Projekten und Aufträgen.

          Kontakt

          Dr.-Ing. Jens Mommsen
          Geschäftsführer
          Tel.: +49 511 23 59 47-0
          Dr.-Ing. Martin Stürmer
          Geschäftsführer
          Tel.: +49 511 23 59 47-0
          Dipl.-Ing. Hans Jörg Ohler
          Geschäftsführer
          Tel.: +49 511 23 59 47-0

          4D Ingenieurgesellschaft für Technische Dienstleistungen mbH

          Burgwedeler Straße 79
          D-30916 Isernhagen HB

          Tel.: +49 511 23 59 47- 0
          Fax: +49 511 23 59 47-11

          E-Mail: info(a)4d-gmbh.de

          Impressum

          Verantwortlich für den Inhalt dieser Seite:

          4D Ingenieurgesellschaft für Technische Dienstleistungen mbH

          Burgwedeler Straße 79
          D-30916 Isernhagen HB

          Tel: +49 (0)511 23 59 47- 0
          Fax: +49 (0)511 23 59 47-11

          Geschäftsführer:
          Dr.-Ing. Jens Mommsen
          Dr.-Ing. Martin Stürmer
          Dipl.-Ing. Hans Jörg Ohler

          Sitz der Gesellschaft: 30916 Isernhagen HB
          Amtsgericht Hannover HRB 120592

          USt.Id.-Nr.: DE173254180

          Haftungsausschluss:
          1. Inhalt des Onlineangebotes:
          Der Autor übernimmt keinerlei Gewähr für die Aktualität, Korrektheit, Vollständigkeit oder Qualität der bereitgestellten Informationen. Haftungsansprüche gegen den Autor, welche sich auf Schäden materieller oder ideeller Art beziehen, die durch die Nutzung oder Nichtnutzung der dargebotenen Informationen bzw. durch die Nutzung fehlerhafter und unvollständiger Informationen verursacht wurden, sind grundsätzlich ausgeschlossen, sofern seitens des Autors kein nachweislich vorsätzliches oder grob fahrlässiges Verschulden vorliegt. Alle Angebote sind freibleibend und unverbindlich. Der Autor behält es sich ausdrücklich vor, Teile der Seiten oder das gesamte Angebot ohne gesonderte Ankündigung zu verändern, zu ergänzen, zu löschen oder die Veröffentlichung zeitweise oder endgültig einzustellen.

          2. Verweise und Links:
          Bei direkten oder indirekten Verweisen auf fremde Webseiten (“Hyperlinks”), die außerhalb des Verantwortungsbereiches des Autors liegen, würde eine Haftungsverpflichtung ausschließlich in dem Fall in Kraft treten, in dem der Autor von den Inhalten Kenntnis hat und es ihm technisch möglich und zumutbar wäre, die Nutzung im Falle rechtswidriger Inhalte zu verhindern. Der Autor erklärt hiermit ausdrücklich, dass zum Zeitpunkt der Linksetzung keine illegalen Inhalte auf den zu verlinkenden Seiten erkennbar waren. Auf die aktuelle und zukünftige Gestaltung, die Inhalte oder die Urheberschaft der gelinkten / verknüpften Seiten hat der Autor keinerlei Einfluss. Deshalb distanziert er sich hiermit ausdrücklich von allen Inhalten aller gelinkten /verknüpften Seiten, die nach der Linksetzung verändert wurden. Diese Feststellung gilt für alle innerhalb des eigenen Internetangebotes gesetzten Links und Verweise sowie für Fremdeinträge in vom Autor eingerichteten Gästebüchern, Diskussionsforen und Mailinglisten. Für illegale, fehlerhafte oder unvollständige Inhalte und insbesondere für Schäden, die aus der Nutzung oder Nichtnutzung solcherart dargebotener Informationen entstehen, haftet allein der Anbieter der Seite, auf welche verwiesen wurde, nicht derjenige, der über Links auf die jeweilige Veröffentlichung lediglich verweist.

          3. Urheber- und Kennzeichenrecht:
          Der Autor ist bestrebt, in allen Publikationen die Urheberrechte der verwendeten Grafiken, Tondokumente, Videosequenzen und Texte zu beachten, von ihm selbst erstellte Grafiken, Tondokumente, Videosequenzen und Texte zu nutzen oder auf lizenzfreie Grafiken, Tondokumente, Videosequenzen und Texte zurückzugreifen. Alle innerhalb des Internetangebotes genannten und ggf. durch Dritte geschützten Marken- und Warenzeichen unterliegen uneingeschränkt den Bestimmungen des jeweils gültigen Kennzeichenrechts und den Besitzrechten der jeweiligen eingetragenen Eigentümer. Allein aufgrund der bloßen Nennung ist nicht der Schluss zu ziehen, dass Markenzeichen nicht durch Rechte Dritter geschützt sind! Das Copyright für veröffentlichte, vom Autor selbst erstellte Objekte bleibt allein beim Autor der Seiten. Eine Vervielfältigung oder Verwendung solcher Grafiken, Tondokumente, Videosequenzen und Texte in anderen elektronischen oder gedruckten Publikationen ist ohne ausdrückliche Zustimmung des Autors nicht gestattet.

          4. Datenschutz:
          Sofern innerhalb des Internetangebotes die Möglichkeit zur Eingabe persönlicher oder geschäftlicher Daten (Emailadressen, Namen, Anschriften) besteht, so erfolgt die Preisgabe dieser Daten seitens des Nutzers auf ausdrücklich freiwilliger Basis. Die Inanspruchnahme und Bezahlung aller angebotenen Dienste ist – soweit technisch möglich und zumutbar – auch ohne Angabe solcher Daten bzw. unter Angabe anonymisierter Daten oder eines Pseudonyms gestattet. Die Nutzung der im Rahmen des Impressums oder vergleichbarer Angaben veröffentlichten Kontaktdaten wie Postanschriften, Telefon- und Faxnummern sowie Emailadressen durch Dritte zur Übersendung von nicht ausdrücklich angeforderten Informationen ist nicht gestattet. Rechtliche Schritte gegen die Versender von sogenannten Spam-Mails bei Verstößen gegen dieses Verbot sind ausdrücklich vorbehalten.

          5. Rechtswirksamkeit dieses Haftungsausschlusses:
          Dieser Haftungsausschluss ist als Teil des Internetangebotes zu betrachten, von dem aus auf diese Seite verwiesen wurde. Sofern Teile oder einzelne Formulierungen dieses Textes der geltenden Rechtslage nicht, nicht mehr oder nicht vollständig entsprechen sollten, bleiben die übrigen Teile des Dokumentes in ihrem Inhalt und ihrer Gültigkeit davon unberührt.

          Design und Realisierung
          Freitag! Werbeagentur und Verlag GmbH, Wuppertal
          Freitag! Event