Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT
Akustische KI für eine kontinuierliche Inline-Überwachung zur Schweißnahtprüfung
Ausgangslage beim MAG-Schweißen
In der industriellen Fertigung mittels MAG-Roboterschweißen ist die Qualität der Schweißnaht ein kritischer Erfolgsfaktor. Unregelmäßigkeiten wie Schweißspritzer, Poren, Risse oder ungenügende Durchschweißungen führen zu hohem Nachbearbeitungsaufwand, Ausschuss und erhöhten Kosten. Aktuell erfolgt die Qualitätskontrolle meist stichprobenartig, visuell oder über zerstörende Prüfverfahren – diese sind jedoch aufwendig, teuer, zeitintensiv und bergen das Risiko, Fehler zu übersehen. Bestehende Inline-Prüfsysteme (optisch, Körperschall) sind technisch begrenzt, teuer oder nicht übertragbar auf verschiedene Anwendungsfälle. Eine vollautomatisierte, robuste und intelligente Lösung zur Prozessüberwachung in Echtzeit fehlt bislang.
Brutzel – Bruzzel – Brutsel: zerstörungsfreie Schweißnahtprüfung dank akustischer KI
Das Fraunhofer IDMT entwickelt gemeinsam mit seinen Projektpartnern ein KI-basiertes akustisches System zur Inline-Überwachung des Schweißprozesses. Dabei wird das beim MAG-Roboterschweißen entstehende Luftschall-Signal – das charakteristische Brutzeln des Lichtbogens– in nahezu Echtzeit analysiert. Der akustische Fingerabdruck des Lichtbogens ist aufgrund des konstanten Zischens, begleitet von knisternden Geräuschen, so markant, dass er für den Musterabgleich verwendet werden kann. Durch den Einsatz maschineller Lernverfahren können aus den erfassten Geräuschdaten Unregelmäßigkeiten im Prozessverlauf erkannt und qualitative Rückschlüsse auf die Schweißnahtgüte gezogen werden – berührungslos und ohne Sichtverbindung zwischen Sensor und dem zu überwachenden Bereich.
Innovation beim MAG-Schweißen: Schweißnahtgüte schon im Prozess überwachen
Das System ermöglicht eine vollautomatisierte 100%-Inline-Prüfung beim MAG-Roboterschweißen. Dadurch können Qualitätsabweichungen unmittelbar erkannt und behoben werden – noch während des laufenden Prozesses. Dies führt zu einer deutlichen Reduktion von Ausschuss und Nachbearbeitungsaufwand, was nicht nur Kosten spart, sondern auch Produktionskapazitäten freisetzt. Durch die zerstörungsfreie Schweißnahtprüfung werden wertvolle Ressourcen geschont und Materialverluste vermieden. Gleichzeitig erhöht sich durch die kontinuierliche Überwachung die Prozesssicherheit und Reproduzierbarkeit der Schweißergebnisse, unabhängig von der individuellen Erfahrung des Bedienpersonals.
Fehler im Prozess lassen sich frühzeitig identifizieren, was zu einer höheren Anlagenverfügbarkeit und einer Reduktion von Stillstandzeiten beiträgt. Die neue Technologie für Schweißroboter steigert somit die Gesamteffizienz der Produktion, und das bei gleichbleibendem Personalaufwand. Insgesamt bietet die Lösung einen smarten, wirtschaftlichen und robusten Weg zur Sicherstellung gleichbleibend hoher Schweißqualität.