Herkömmlicherweise wurde halbautomatisches Schweißen durchgeführt, indem ein Schweißbrenner in einem festgelegten Abstand von einem Werkstück fixiert und dann diese Beziehung während des Schweißens manuell angepasst wurde, um Abweichungen in der Teilegeometrie zu berücksichtigen. Diese Methode der Schweißbrennersteuerung eignet sich hervorragend für Schweißnähte mit kurzer Dauer oder wenn die zu schweißenden Teile einen hohen Grad an geometrischer Ähnlichkeit aufweisen. Es gibt jedoch viele Fälle, in denen eine manuelle Einstellung des Schweißbrenners entweder physikalisch nicht möglich ist (Innenrohrschweißen) oder für den Bediener zu einer mühsamen Aufgabe wird (was die Schweißqualität beeinträchtigen kann).
Heutzutage suchen viele Hersteller nach Schweißnahtverfolgungssystemen, um die Brenner-Werkstück-Beziehung während des Schweißens präzise zu steuern. die Notwendigkeit von Bedienereingaben zu begrenzen und sowohl die Schweißqualität als auch die Produktionsrate zu erhöhen.
Ein grundlegendes Nahtverfolgungssystem besteht aus: einem Sensor (oder Sensoren), um Änderungen der Schweißbrennerposition zu erkennen, einer Steuerung, die das Signal des Sensors interpretiert und einen Bewegungsbefehl ausgibt, und einem Satz linearer Betätigungsschlitten, die den Schweißbrenner unterstützen und vertikale und horizontale Korrekturen, um die ideale Schweißposition beizubehalten.
Es gibt drei Haupttypen von Nahtverfolgungssystemen: Taktile, Durch Bogennahtverfolgung, Laser Vision. Der Unterschied zwischen diesen Systemen liegt in der Erfassung der Geometrie der Schweißnaht oder -bahn.
Taktile Nahtverfolgung
Wie der Name schon sagt, kontaktieren taktile Sensoren die Schweißnaht physisch mit einer Kontaktsonde. Wenn sich die Brennerposition relativ zum Werkstück ändert, wird die Sonde in die entgegengesetzte Richtung ausgelenkt und die Steuerung nimmt Anpassungen vor, um den Brenner in seine ursprüngliche Position zurückzubringen. Taktile Nahtführungssysteme eignen sich am besten für Schweißnähte mit großer, ausgeprägter Geometrie. Bei zu kleiner Schweißnaht kann die Sonde den Kontakt zur Naht verlieren und den Schweißbrenner aus der Bahn werfen.
Durch Bogennahtheften
Troglichtbogennahtverfolgungssysteme verwenden Rückmeldungen von Spannungs-, Strom- und Drahtvorschubgeschwindigkeitssensoren, um Änderungen der Brennerposition zu erkennen. Wenn wir beispielsweise in der Mitte einer Kehlnaht schweißen und zu einer Seite abdriften, verringert sich der Abstand zwischen Brenner und Werkstück, was zu einer Erhöhung der Lichtbogenstromstärke (CV-Schweißen) führt. Damit diese Heftmethode funktioniert, muss der Schweißbrenner senkrecht zur Schweißnaht hin und her schwingen. Dabei vergleicht das System ständig die Schweißstromstärke auf der linken und rechten Seite der Schweißnaht; zwischen den beiden Stromspitzen muss die Mitte liegen. Durch Arc Tracking-Systeme eignen sich am besten für Schweißnähte mit großer, ausgeprägter Geometrie wie große Fasen- und Kehlnähte.
Laser Vision Nahtverfolgung
Laser Vision Nahtverfolgungssysteme verwenden ein Laserband, das auf die Oberfläche des Teils projiziert wird und eine deutliche Laserlinie über die Schweißnaht erzeugt. Die Laserlinie wird dann mit einer Kamera leicht schräg betrachtet. Das Ergebnis ist ein Linienprofil, das exakt der Geometrie der Schweißnaht entspricht. Auf dem Linienprofil wird dann ein Referenzpunkt erstellt und die Steuerung führt alle erforderlichen Bewegungen aus, um diesen Referenzpunkt in der gleichen Position relativ zum Schweißbrenner zu halten. Laser Vision Systeme verfügen über eine sehr hohe Auflösung, wodurch sie sowohl große als auch kleine Schweißnähte zuverlässig verfolgen können.
