Industrielles Analysetool zur Kontrolle von Schweißprozesse

Lernen beim Schweißen

Die Grenzebach Gruppe und Weidmüller arbeiten auf dem Gebiet der Datenanalyse und Predictive Maintenance zusammen. Schwerpunkt der Forschung ist die Zustands- und Qualitätsüberwachung der Rührreibschweißtechnologie. Eine individuell angepasste Analysesoftware von Weidmüller monitort dabei den Schweißvorgang und soll in Zukunft Anomalien des Schweißprozesses automatisch erkennen und erfassen.
 Beim Rührreibschweißen verrührt der Schweißstift die beiden Werkstücke miteinander. Weidmüller und die Grenzebach Gruppe entwickeln gemeinsam entsprechende Analytic Tools, um die Prozesse besser verfolgen zu können.
Beim Rührreibschweißen verrührt der Schweißstift die beiden Werkstücke miteinander. Weidmüller und die Grenzebach Gruppe entwickeln gemeinsam entsprechende Analytic Tools, um die Prozesse besser verfolgen zu können.Bild: Grenzebach

Beim Rührreibschweißen handelt es sich um ein Pressschweißverfahren. Die Nahtstelle wird nicht geschmolzen, denn enormer Druck und ein rotierendes Werkzeug erwärmen beim Schweißvorgang das Material, sodass es plastisch verformbar wird. Gleichzeitig verrührt der Werkzeugstift durch Rotation die zu verbindenden Komponenten. Es ermöglicht das Fügen von Leichtmetallen wie Aluminium, woraus sichere und hitzebeständige Langzeitverbindungen entstehen. Das Verfahren zählt zu den stabilsten Schweißverbindungen und wird daher meist an Komponenten der Elektromobilität sowie in kritischen Sektoren wie der Luft- und Raumfahrt verwendet. Verbindungen, die über andere Schweißtechnologien nicht möglich sind, werden durch das Rührreibschweißen verwirklicht. Ein weiterer Vorteil der Technologie: Sie kommt ohne die Bildung von Rauch, Funken oder giftigen Gasen aus.

 An den Anlagen von Grenzebach lassen sich die Messungen der Schweißungen einsehen und auswerten.
An den Anlagen von Grenzebach lassen sich die Messungen der Schweißungen einsehen und auswerten.Bild: Grenzebach

Doppelte Überwachung für mehr Qualität

Die Grenzebach Gruppe bietet Anlagen für dieses Schweißverfahren an. Um Kunden bei Qualitätskontrollen zu unterstützen, erweitert das Unternehmen die Technologie um das industrielle Analysetool AutoML von Weidmüller. So wird die klassische Kontrolle des Schweißstücks um einen datengetriebenen Ansatz ergänzt, der die Qualität der Schweißung erhöht. „Unsere Kunden sollen mit der bestmöglichen Qualität produzieren und frühzeitig über Abweichungen informiert werden“, erklärt Christian Herfert, Senior Vice President Special Technologies, Grenzebach.

Industrial AutoML erfasst während der Schweißung Sensordaten und wertet diese aus. Die umfassen unter anderem die am Werkzeug anliegenden mechanischen Kräfte. Das Analytics Tool bringt die Daten zusammen und verarbeitet sie weiter. Nach Anlernen des Tools mit Hilfe von hunderten Normalschweißungen, erstellt das System Modelle, die in der Lage sind, Schweißabweichungen automatisch zu erkennen. „Unsere Software vergleicht die gemessenen Werte mit den antrainierten Schweißungen. Erkennt die Software eine Abweichung außerhalb der definierten Parameter, weiß der Bediener, dass etwas nicht in Ordnung ist“, erklärt Dr. Daniel Kress, Data Scientist bei Weidmüller.

Mittels einer numerischen Kennzeichnung ordnet Grenzebach jedem Datensatz ein Fabrikat zu. Diese Daten werden dem Tool weitergeleitet, sodass Kunden die Qualität jedes Werkstücks einzeln einsehen und nachverfolgen können. Die zuverlässige Dokumentation von Abweichungen erhöht die Transparenz für die Kunden. Die junge Technologie zählt noch nicht viele Fachkräfte. Die dort tätigen Mitarbeiter sollen umfangreich unterstützt werden. Fehler, die mit dem bloßen Auge nicht erkennbar sind, werden durch die Software detektiert. Diese können bei der Kontrolle der Werkstücke explizit berücksichtigt werden, was die Produktqualität erhöht. Die zusätzliche Dokumentation durch Industrial AutoML sichert die Kunden von Grenzebach im doppelten Maße ab.

Industrial AutoML erfasst während der Schweißung Sensordaten und wertet diese aus.
Industrial AutoML erfasst während der Schweißung Sensordaten und wertet diese aus.Bild: Weidmüller GmbH & Co. KG

Partnerschaft für mehr Kundennutzen

Die Grenzebach Gruppe und Weidmüller arbeiten zusammen, damit die Kunden des Schweißmaschinenherstellers Vorteile aus vereinfachten Prozessen ziehen können. Neben der verbesserten Dokumentation der Schweißprozesse ermöglicht Industrial AutoML außerdem eine zuverlässige, vorausschauende Wartung. Aus den generierten Daten lassen sich in einem weiteren Schritt Machine Learning Paradigmen erstellen, die vollautomatisiert kritische Messungen sowie energieintensive Prozesse erkennen. Im weiteren Vorgehen können diese nach Bedarf des Anwenders in Richtung nachhaltige Produktion weiterentwickelt werden oder als ML-Lösung die Fachkräfte in der Qualität unterstützen. Grenzebach optimiert somit seine Maschinen und rüstet diese entsprechend den gestiegenen Anforderungen an moderne Anlagen auf. So sorgt das Unternehmen für hohe Qualität der Fabrikate bei einem gleichzeitig einfachen Zusammenspiel von Anlagenbediener und Anlage. Kunden können nun auch ohne Data Scientist Mehrwerte aus den anfallenden Daten ihrer Produktion ziehen.

Das könnte Sie auch Interessieren

Weitere Beiträge