WeldQAS

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Die Baureihe WeldQAS  - Quality Assurance System dient der automatischen Qualitätsüberwachung und Dokumentation in der industriellen Fertigung für die Schweißverfahren:

  • Metallschutzgasschweißen
  • Widerstandsschweißen
  • Bolzenschweißen
  • Laserschweißen
  • Hochfrequenzschweißen (Konduktions- und Induktionsschweißen)
  • Durchsetzfügen

Automatisierte Schweißprozesse erfordern eine automatisierte Qualitätskontrolle.
Das WeldQAS ist ein automatischer Schweißprozessbeobachter und kontrolliert
100 % der Produktion.

Die Überwachung der Parameter direkt während des  Schweißens ermöglicht eine  sofortige Reaktion im Fehlerfall  und damit  die Abwendung von  Folgeschäden.

Mit Hilfe des WeldQAS lassen sich genauste Kenntnisse über die Schweißfertigung gewinnen, diese optimieren und damit kostengünstiger produzieren.

  • modulares System zur Überwachung von einzelnen Anlagen bis zu komplexen Schweißstraßen
  • über Jahre rückverfolgbare bauteilorientierte Dokumentation
  • flexibel integrierbar in unterschiedlichste Anlagenlösungen

Basics

Es erfasst die Schweißparameter während des Schweißens (online), ohne am Brennerkopf Anbauten vorzunehmen.  

Es basiert auf einer neuen Technologie der digitalen hochauflösenden Datenerfassung und intelligenten Prozessdatenverrechnung in einem Signalprozessor.

Mittels patentierter Algorithmen ermöglicht es z.B. die Erkennung von Poren, Durchbrand, Drahtstörungen  (MSG) und anderer Schweißunregelmäßigkeiten aus den Schweißparametern.

Mit Hilfe des patentierten ThermoProfilscanners überwacht das WeldQAS auch das Wärmefeld der erstarrenden Schweißnaht und nutzt dieses als Qualitätsmerkmal.

Das WeldQAS dokumentiert in Datenbanken und schafft einen Überblick zur Optimierung und Stabilisierung der Schweißproduktion. Es ist netzwerkfähig mit automatischer Datenablage auf einem Zentralserver.

Die Baureihe besteht aus den Grundgeräten WeldQAS-S3 (in Kompakt bzw. Schrank- oder Pultversion), an die Sensoren  (s.Abb.) zur Erfassung der Prozessgrößen angeschlossen werden. Prozessgrößen können aber auch über industrielle Feldbusssysteme oder stromquellenspezifische Busse erfasst werden.

Was bringt der Einsatz des WeldQAS?

Verringerte  Produktionskosten durch höchstmögliche Zuverlässigkeit in der Serienproduktion

Vermeidung Nacharbeiten und teuren Rückrufaktionen

  • rechtzeitiges Erkennen von Veränderungen in der Schweißfertigung verhindert die serienweise Weiterproduktion fehlerhafter Teile
  • 100 % Kontrolle aller Schweißnähte nach gleichen Kriterien
  • Optimierung der Schweißprozesse mittels Trendanalysen und mächtiger Auswertewerkzeuge
  • WeldQAS “zwingt” zu reproduzierbaren Einstellungen der Schweißparameter

Höherstufung beim Audit

  • WeldQAS ist ein anerkanntes Schweißdatenüberwachungssystem und erfüllt alle Anforderungen eines Auditierungsverfahrens
  • komplette Rückverfolgbarkeit  “traceability”   durch lückenlosen Schweißfertigungsnachweis


Nachhaltige Investition mit kurzer Rückflussdauer

  • ein System für alle Schweißverfahren und Schweißanlagen,(einmaliger Schulungsaufwand)
  • deutlich geringere Investitionskosten im Vergleich zu optischen Schweißnahtprüfsystemen

Wirkungsweise


Grundlage:

Schweißnahtfehler führen zu Veränderungen im Lichtbogen, die sich in den Schweißparametern widerspiegeln.

  • Messung der Schweißparameter mit 50kHz ( alle 0,00002 s ein Messwert)
  • Signalprozessorgestützte Verdichtung der Werte zu Prozessmerkmalen mittels intelligenter Algorithmen
  • Vergleich mit Referenzkurven (zeitlich abhängigen Sollprozessmerkmalen) während der Schweißung
  • Ermittlung von Abweichungsvektoren als Qualitätsnote
  • sofortige Fehlerausgabe bei schlechten Qualitätsnoten
  • Alle Parameterverläufe und Überwachungsergebnisse werden aufgezeichnet und archiviert

Geräte-Versionen (Hardware)

Das WeldQAS in der neuen Generation S3 gibt es in 2 Versionen:

  • Kompakt - Version
    Standardgerät zur Überwachung von ein oder zwei Schweißbrennern

  • Power - Version
    Schrank - bzw. Pultversion für komplexe Anlagen mit mehr als 2 Schweißbrennern, Mehrkopf-UP-Anlagen, Endlosrohrschweißanlagen ...

WeldQAS-S3  Kompakt - Version 
Standardgerät zur Überwachung von ein oder zwei Schweißbrennern

  • Baugröße 330*200*135 mm (stand-alone oder Wandmontage)
  • Multi-Touch-Display 10,1 Zoll
  • höchste Ausfallsicherheit durch passives Kühlkonzept und Industrieflashspeicher
  • Ethernet, USB, HDMI oder VGA (optional)
  • geschlossenes Betriebssystem Windows embedded, WeldQAS Software
  • Direktanschluss der Sensoren (8 differentiale Eingänge 25 kHz oder 4*250 kHz, 3 Zählereingänge 100 kHz, TPS)
  • 24 getrennte Ein- und Ausgänge
  • Profibus / Profinet integrierbar

WeldQAS-S3   Power-Version

(Schrank - bzw. Pultversion)

  • System für komplexe Anlagen mit mehr als 2 Schweißbrennern, Mehrkopf-UP-Anlagen, Endlosrohrschweißanlagen ...
  • bestehend aus einer Anzeige- und einer Messeinheit

Anzeigeeinheit:

  • in Schaltschrank integriert oder absetzbar
  • leistungsfähige passiv gekühlte Recheneinheit mit Multi-Touch-Display
  • absetzbar von der Messeinheit bis zu 200 m über HKS-Ethernet
  • Industrieflashspeicher mit schreibgeschützten Windows-embedded
  • unbegrenzte Anzahl Messkanäle
  • integrierter Datenbankserver

Messeinheit

  • Ausführung als Schrank oder Pult
  • Kanalzahl durch mehrere Messbaugruppen konfigurierbar
  • Integration zusätzlicher Baugruppen für galvanische Trennung, Zusatzrelais, zentrale Stromversorgung 24 V

 

 

Vorteile gegenüber anderen Überwachungssystemen

Beurteilung durch eine Qualitätsnote

In einer stabilen, qualitätsgerechten Schweißfertigung schwanken die messbaren Parameter (Schweißstrom, Schweißspannung) in stabilen Mustern. Davon abweichende Änderungen weisen auf Probleme hin.

Das Bewertungsmodell des WeldQAS beurteilt Abweichungen mit einer Note zwischen 1 und 7, die proportional zur Größe und zeitlichen Dauer der Abweichung ist. Bei einer guten Note liegen alle Größen innerhalb der zulässigen Toleranzen.

Überwachung mit Hüllkurven

Im Gegensatz zur Überwachung mit festen Grenzen (für zeitlich nicht feststehende Prozesse - Ausblendung der Start- und Endzeit), ermöglicht die Überwachung mit Hüllkurven eine bis zu 40 % bessere Erkennung von Schweißfehlern durch:

  • Überwachung aller Abschnitte des Schweißprozesses (incl. Zündung und Kraterfüllungen)
  • genaue Anpassung der Überwachung an den "natürlichen" Verlaufder Schweißprozessgrößen
  • Einsatz insbesondere bei vollständig  automatisierten Schweißprozessen (Roboterschweißungen)

Das WeldQAS-System unterstützt sowohl die Toleranzvorgabe mit festen Grenzen (z.B. für sehr lange Schweißnähte oder im UP-Bereich) als auch die Überwachung mit Hüllkurven.

Automatische statistische Einlernverfahren

Das WeldQAS bietet als einziges System das automatische Einlernen parallel zur laufenden Produktion aus den Aufzeichnungsdaten.
Dabei wird das Signalverhalten statistisch untersucht und abnorme Verläufe sind automatisch ausgeschlossen.

Abbildung: Die Überwachungsgrenzen (Fehler) wurden automatisch aus dem hier dargestellten Verlauf vieler Schweißungen eingelernt.

Pioneering Fault Detection (PFD)

Patentierte Fehlererkennung unter Auswertung der Lichtbogendynamik

Das PFD-Verfahren beruht auf der Ermittlung eines Prozessindexes und erkennt die geringen dynamischen Änderungen in Schweißstrom und Schweißspannung bei  Schweißunregelmäßigkeiten wie beispielsweise:

  • Poren, Löcher, Verunreinigungen
  • Nahtversatz, Bindefehler, Einbrandfehler
  • durch Einfluss von Gas und Draht

Der Prozessindex

  • wird online nur aus den hochdynamischen Verläufenaus Strom und Spannung berechnet
  • ist weitgehend unabhängig vom Schweißstrom
  • benötigt keine einlernbaren Muster

Im Resultat entsteht

  • ein Vergleichswert für die Überwachung der automatisierten Fertigung
  • ein Indikator für die Lichtbogenanalyse

Fertigungs-Visualisierung

  • Nahtdarstellung am Bauteil
  • Umfangreiche Reportfunktionen
  • Bauteilidentifikatuion (tracebility)