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09.10.2015

3D-Sensor von Eye Vision

Oberflächeninspektion von Schweißnähten

3D-Sensor kontrolliert Schweißnähte (Foto: Eye Vision)

Ein Hersteller von Systemlösungen für die Automatisierung von Schweißprozessen wollte mithilfe eines optischen Verfahrens die Oberfläche von Schweißnähten auf Fehler prüfen. Fehler können beispielsweise sein: Risse in oder neben der Naht, Zündstellen neben der Naht, Schweißspritzer, nicht aufgefüllte Endkrater, mangelhafter Nahtansatz, Einbrandkerben beiderseits der Wurzel oder auch beiderseits an der Nahtoberseite, unregelmäßige Nahtbreite bzw. Verwurzelung.

Die automatisierte Auswertung mithilfe der Bildverarbeitung wird durch die spezifischen Strukturen der Schweißnähte erschwert. Die Oberfläche einer Schweißnaht lässt aufgrund von Erfahrungen gewisse Rückschlüsse auf die Güte einer Schweißverbindung zu. Eine fehlerfreie Schweißnaht lässt sich jedoch nicht nur an der Oberflächenbeschaffenheit erkennen. Dazu würde ein 2D-Bild ausreichen. Auch die dreidimensionale Schweißnahtgeometrie entscheidet zwischen einer i.O.- und einer n.i.O.-Naht. Daher sind für eine Kontrolle von Schweißnähten und Kleberaupen neben 2D-Daten auch 3D-Daten notwendig. Der EyeScan AT 3D-Sensor von EVT, Karlsruhe, liefert beide Datensätze.

Der Sensor basiert auf dem Lichtschnittverfahren, bei dem ein Laserstrahl über eine Linienoptik auf die Oberfläche des zu vermessenden Objekts abgebildet wird.

Auf die Kombination kommt es an

Infolge dieser Triangulationsanordnung von Laser und Kamera führt jede Änderung der Oberflächengestalt unterhalb der Laserlinie zu einer definierten Auslenkung der Laserlinie im Kamerabild. Es stehen somit für die Schweißnahtbewertung reine 3D-Bilddaten zur Verfügung. Hiermit wird es möglich, Fehler zu erkennen, die in den Raumkoordinaten (Breite, Höhe, Lage) von einer i.O.-Schweißnaht abweichen. Zudem lassen sich größere Poren anhand der 3D-Bilddaten auswerten.

Die beste Lösung ist nach Firmenangaben ein kombiniertes 2D-/3D-Inspektionsverfahren. Dabei wird die 2D-Inspektion im linearen Kennlinienbereich durchgeführt, während für die 3D-Inspektion die Lasertriangulation genutzt wird. Durch die Nutzung der logarithmischen Kennlinie für die Triangulation lässt sich ein stabiles 3D-Verfahren etablieren, da große Unterschiede in der Reflektivität des zu untersuchenden Materials die Qualität des Triangulationsergebnisses nicht beeinflussen. Die Struktur der Schweißnaht und des umgebenden Materials wird im linearen Bereich der Detektorkennlinie überprüft, während die Laserlinie für die Triangulation im logarithmischen Bereich erfasst wird. Hierdurch ist die Sichtbarkeit der Laserlinie auch in hellen Zonen gewährleistet, in denen das Metall mit anhaftendem Ölfilm stark reflektiert.

EVT Eye Vision Technology GmbH
www.evt-web.com

Unternehmensinformation

EVT Eye Vision Technology GmbH

Gartenstraße 26
DE 76133 Karlsruhe
Tel.: 0721 66800423-0
Fax: 0721 62690596

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