Laser Welding Monitor LWM: Prozessüberwachung in Echtzeit
Schweißfehler früh erkennen und jede Schweißung dokumentieren
Der Laser Welding Monitor LWM überwacht industrielle Laserschweißprozesse inline und in Echtzeit. Dafür erfasst er qualitätsrelevante Prozesssignale und vergleicht den charakteristischen Prozess-Fingerabdruck jeder Schweißung mit definierten Referenzdaten. Abweichungen werden unmittelbar erkannt und die Prozessdaten jeder einzelnen Schweißung vollständig dokumentiert.
Der hohe Dynamikbereich der Sensoren ermöglicht den Einsatz vom Mikroschweißen filigraner Elektronik- und Medizintechnikkomponenten bis zu Hochleistungsanwendungen im Automobilbau, in der Batterie- und Energiespeicherfertigung, in der Luft- und Raumfahrt oder im Maschinenbau. Ob kurze Taktzeiten, dichte Verbindungen oder sicherheitsrelevante Bauteile: Der LWM schafft die notwendige Transparenz, um die Schweißqualität zuverlässig zu bewerten und stabile Serienprozesse abzusichern.
Der Laser Welding Monitor ist für den industriellen 24/7-Betrieb ausgelegt und lässt sich flexibel in Schweißoptiken, Scanneroptiken, Laserquellen und bestehende Produktionslinien integrieren. Dadurch eignet sich das System auch für hochautomatisierte Anwendungen in der Consumer Electronics und Hausgeräteindustrie.
Prozessüberwachung beim Laserschweißen von Batteriezellen
Das Video zeigt, wie der Laser Welding Monitor qualitätsrelevante Prozesssignale bei der Herstellung von Batteriezellen erfasst und eine lückenlose Bewertung der einzelnen Schweißungen ermöglicht.
Ihre Vorteile mit dem Laser Welding Monitor LWM
Prozessabweichungen früh erkennen
Der LWM vergleicht den Prozess-Fingerabdruck jeder Schweißung in Echtzeit mit zuvor definierten Referenzdaten. Signifikante Abweichungen werden unmittelbar sichtbar. Dadurch lassen sich fehlerhafte Schweißungen frühzeitig identifizieren und gezielt aus dem weiteren Produktionsprozess ausschleusen.
Die Inline-Überwachung hilft, Ausschuss, Nacharbeit und ungeplante Stillstandzeiten zu reduzieren und die Ausbringung in der Serienfertigung zu erhöhen.
Jede Schweißung vollständig dokumentieren
Alle relevanten Prozessdaten werden bauteilbezogen gespeichert und dokumentiert. Damit schafft der Laser Welding Monitor eine durchgängige Rückverfolgbarkeit der überwachten Schweißprozesse.
In Verbindung mit einer eindeutigen Bauteilidentifikation und der Anbindung an übergeordnete Produktionssysteme entsteht eine belastbare Datengrundlage für Qualitätssicherung, Prozessanalyse und Produktionsoptimierung.
Stabil bewerten – auch bei wechselnden Materialchargen
Neue Materialchargen oder veränderte Bauteileigenschaften können zu systematischen Verschiebungen der Prozesssignale führen. Das intelligente Softwarepaket des LWM erkennt solche Signalverschiebungen und kann die Parametrierung automatisch anpassen – ohne ein vollständiges neues Einlernen des Prozesses.
So bleibt die Bewertung auch bei veränderten Produktionsbedingungen stabil und nachvollziehbar.
LWM AI: KI-gestützte Erweiterung der Prozessüberwachung
Der klassische Laser Welding Monitor LWM erkennt Abweichungen anhand des Prozess-Fingerabdrucks und dokumentiert die Qualität jeder einzelnen Schweißung. Werden darüber hinaus konkrete Fehlertypen oder physikalische Eigenschaften der Schweißnaht benötigt, kann der LWM um LWM AI erweitert werden.
Die KI-gestützte Ausbaustufe klassifiziert anwendungsspezifische Prozessfehler und prognostiziert – abhängig von Prozess und Trainingsdaten – physikalische Eigenschaften wie Festigkeit oder elektrische Leitfähigkeit.
Mehr über die KI-gestützte Qualitätsbewertung erfahren
LWM 8.50: besonders sensitive Prozessüberwachung
Mehr Prozesssignale für anspruchsvolle Schweißanwendungen
Der Laser Welding Monitor LWM 8.50 erweitert die Precitec-Sensorfamilie um zusätzliche optische Messkanäle. Dadurch können auch geringe Veränderungen der Prozesssignale mit hoher Sensitivität erfasst werden. Das ist insbesondere beim Schweißen anspruchsvoller Materialien wie Kupfer, Aluminium oder Edelstahl von Vorteil.
Zusätzliche Temperaturkanäle ermöglichen die Überwachung thermischer Prozesse bis in den Nahinfrarotbereich. Mit einer Abtastrate von bis zu 50 kHz eignet sich der Sensor auch für hochdynamische Mikroschweißprozesse mit kurzen Pulsdauern und geringen Laserleistungen.
Die Integration ohne aufwendige X/Y-Ausrichtung reduziert den Installationsaufwand und erleichtert den Einsatz in neuen sowie bestehenden Produktionsanlagen.
Welche Prozessabweichungen erkennt der LWM?
- Änderung von Laserleistung und Fokusposition: Schwankungen in der Laserleistung oder eine falsche Fokusposition (focus shift) können zu ungleichmäßigen Schweißnähten oder unzureichend geschweißten Verbindungen führen. Die Qualitätsüberwachung erkennt diese Änderungen und hilft, die Prozessparameter kontinuierlich zu optimieren.
- Spalt zwischen Ober- und Unterblech: Ein zu großer Spalt zwischen den zu schweißenden Bauteilen kann dazu führen, dass der Anbindequerschnitt ungenügend ist oder im Extremfall keine Anbindung existiert („Falscher Freund“). Im Gegensatz zu einer Sichtkontrolle oder einer Kamerainspektion ist dieses Fehlerbild zuverlässig mit dem Qualitätssicherungssystem Laser Welding Monitor detektierbar.
- Verunreinigte Bauteile: Oberflächenverunreinigungen wie Öl, Staub oder Rost können die Schweißqualität beeinträchtigen und zu unsicheren Schweißverbindungen führen. Mit Hilfe der Qualitätsüberwachung kann festgestellt werden, ob die Bauteile sauber genug sind, um einen fehlerfreien Schweißprozess zu ermöglichen.
- Spritzer: Durch Verunreinigen können Spritzer entstehen, die in einigen Applikationen zu Problemen führen können. Die hohe Abtastrate der Qualitätsüberwachung Laser Welding Monitor kann diese oftmals schnell und spontan entstehenden Spritzer detektieren.
- Sichtbare Poren: Materialauswürfe (Spritzer) können zu sichtbaren Poren oder durchgehenden Löchern in der Laserschweißnaht führen.
Die Erkennung dieser typischen Fehler durch den Laser Welding Monitor LWM stellt sicher, dass eine konstant hohe Qualität in der Fertigung erzielt wird. Auch ermöglicht die Erkennung in Echtzeit eine gezielte Nacharbeit bereits in der Produktionsanlage. Das senkt effektiv die Produktionskosten und erhöht dadurch die Effizienz in der Fertigung.
Für welche Anwendungen eignet sich der Laser Welding Monitor?
Batterieproduktion, E-Mobility und Energiespeicher
Bei der Fertigung von Batteriezellen, Modulen und Packs überwacht der LWM anspruchsvolle Schweißprozesse wie Foil-to-Tab-, Cap-to-Can- und Anschlusskontaktierungen. Veränderungen des Energieeintrags, der Bauteilposition oder der Oberflächenbeschaffenheit werden während des Prozesses sichtbar.
Die bauteilbezogene Dokumentation unterstützt die Rückverfolgbarkeit sicherheitsrelevanter Verbindungen und hilft, auffällige Schweißungen frühzeitig aus dem weiteren Produktionsprozess auszuschleusen. Dadurch lassen sich Ausschuss, Nacharbeit und unnötige Qualitätsprüfungen reduzieren.
Mehr über das Laserschweißen von Batterien für E-Mobility erfahren
Automobilbau und industrielle Serienfertigung
Im Automobilbau unterstützt der Laser Welding Monitor die Qualitätsüberwachung beim Schweißen von Karosserie-, Struktur-, Antriebs- und Sicherheitskomponenten. Das System eignet sich für Anwendungen mit Stahl, Aluminium, Kupfer und anwendungsspezifischen Materialkombinationen.
Auch im Maschinen- und Anlagenbau, in der Luft- und Raumfahrt oder bei der Serienfertigung von Hausgeräten schafft die kontinuierliche Prozessüberwachung mehr Transparenz. Abweichungen werden frühzeitig erkannt, bevor auffällige Bauteile in nachgelagerte Produktionsschritte gelangen.
Consumer Electronics und Medizintechnik
Kleine Bauteile, dünne Materialien und kurze Taktzeiten stellen besonders hohe Anforderungen an die Prozessüberwachung. Der LWM erfasst auch hochdynamische Mikroschweißprozesse, wie sie bei elektronischen Komponenten, Smartphones, Sensoren oder medizintechnischen Bauteilen vorkommen.
Die Inline-Bewertung macht auffällige Prozessverläufe unmittelbar sichtbar und dokumentiert die erfassten Daten für jede Schweißung. Damit unterstützt der LWM eine hohe Ausbeute und stabile Serienprozesse – auch bei kurzen Zykluszeiten und anspruchsvollen Qualitätsvorgaben.
Technische Daten
- Einsatzgebiet Festkörperlaser: für IR / blau / grün Laser und CW- oder gepulster Modus
- Einbauoptionen: möglich in Laserschweißoptik, Scanneroptik oder direkt in die Laserquelle
- Tiefschweißen, Wärmeleitungsschweißen oder Hochgeschwindigkeitsschweißen
- Flexible Schnittstellen: TCP/IP, Feldbus, digitale I/O
- OPC-UA Protokoll zur Kommunikation mit MES-Systemen (u.a. kompatibel mit TRUMPF QDS)
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