Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hochdynamische Scannerspiegel einfacher ansteuern

19.04.2016

Für eine flexible und schnelle Lasermaterialbearbeitung werden, wie bei einer Lasershow, hochdynamische Galvanometerspiegel zur Strahlablenkung verwendet. Diese sollen möglichst hohe Geschwindigkeiten und Beschleunigungen erreichen und schnell ansteuerbar sein. Mit einer speziellen am Fraunhofer IWS Dresden entwickelten Elektronik, dem sogenannten ESL2-100 Modul, ist es möglich, die Galvanometerspiegel direkt aus der Maschinensteuerung heraus anzusteuern. Damit ist eine ganzheitliche Vernetzung zur Hauptsteuerung möglich, die Ansteuerung wird deutlich vereinfacht. Zudem kann eine Vielzahl von Scannerspiegeln gleichzeitig zur Realisierung eines Laserprozesses verwendet werden.

Die hochdynamischen Galvanometerscanner werden z. B. beim Remote-Laserstrahl-schneiden oder -schweißen zur schnellen und flexiblen Bewegung des Laserstrahls eingesetzt. Die Kommunikation der Scanner zur übergeordneten Maschinensteuerung erfolgt bei diesen Anwendungen bisher in der Regel durch eine digitale Schnittstelle.


Prinzip des optischen Aufbaus (lasertronic® SAO x.x/6D) zur Laserbehandlung von kornorientiertem Elektroblech mittels zwei redundanter Strahlengänge (orange Linien = Laserstrahl)

© Fraunhofer IWS Dresden

Zur Integration der Galvanometerachsen direkt in die Maschinensteuerung wurde am Fraunhofer IWS Dresden ein spezielles Modul, das sogenannte ESL2-100 Modul, entwickelt. Damit sind alle an einer Bearbeitungsaufgabe beteiligten Scanner über ein Feldbussystem (EtherCAT) ansteuerbar.

Auf diese Weise ist eine durchgängige, echtzeitfähige und synchrone Kommunikation der Bewegungsachsen zur übergeordneten Maschinensteuerung möglich. Aufgrund der Flexibilität des Feldbussystems können die beteiligten Galvanometerscanner nahezu beliebig verteilt sowie skaliert werden.

Vorteile des ESL2-100 Moduls des Fraunhofer IWS:

- Ansteuerung von Scanner verschiedener Hersteller
- Realisierung unterschiedlicher Buszykluszeiten durch bis zu drei Interpolationsarten (linear, kubisch, spline)
- Feininterpolation zum Ausgabetakt der Galvanometerscanner (10 µs)
- Oversampling-Funktion zur Übertragung von Prozessdaten als ganzzahliges Vielfaches des Buszyklustaktes
- zyklische Übertragung von Statuswerten (z.B. Temperatur der Galvanometerscanner oder die Regelfreigabe) zur Auswertung in der übergeordneten Maschinensteuerung
- Berücksichtigung der optischen Abbildungseigenschaften des Bearbeitungssystems durch eine Bildfeldkorrektur (Übertragung der Korrekturdaten durch eine SD-Karte)

Ein vom Fraunhofer IWS realisiertes Anwendungsbeispiel der ELS2-100 Module ist die Laserbehandlung von kornorientiertem Elektroblech. Mit Hilfe von schnell bewegten Laser-strahlen werden bei Bandgeschwindigkeiten von bis zu 150 m/min thermische Spannungen in das Bandmaterial eingebracht.

Dadurch werden die Ummagnetisierungsverluste des Kernmaterials für Leistungs- oder Verteilungstransformatoren im Bereich von ca. 10-15 % reduziert, was wiederum die Effizienz bei der Elektroenergieübertragung steigert. Bei der vom Fraunhofer IWS entwickelten systemtechnischen Umsetzung werden pro Bearbeitungssystem bis zu 12 Galvanometerscanner als Einzelachsen eingesetzt.

Die Anwendung der ESL2-100 Module ermöglicht es in diesem Fall, die Prozessparameter, insbesondere die Bewegungsbahn der Galvanometerscanner, in Abhängigkeit des Bandvorschubs und des Bearbeitungsprozesses anzupassen.

Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist die Laser-Remote-Bearbeitung von Faser-Kunststoff-Verbunden mit sehr unterschiedlichen Absorptionseigenschaften, wie z.B. CFK oder GFK. Hierfür wurde am Fraunhofer IWS Dresden eine Multi-Wavelength-Optik (MWO) entwickelt, welche die Vorteile des CO2 Lasers mit denen des Faserlasers kombiniert.

Die MWO besteht aus einem x y Galvanometerscanner und zwei z-Achsen, so dass die Fokuslage jedes Laserstrahls in Abhängigkeit von der lateralen Position unabhängig voneinander verändert werden kann. Hierzu werden zwei ESL2-100 Module miteinander kombiniert. Das erste Modul dient als Schnittstelle zum x y Bewegungssystem, das zweite Modul übernimmt die Ansteuerung der zwei z-Achsen.

Besuchen Sie uns auf der Hannover-Messe Industrie (25.-29.4.2016) in Halle 17, Stand C18.

Ihre Ansprechpartner für weitere Informationen:

Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden
01277 Dresden, Winterbergstr. 28

Dipl.-Ing. Peter Rauscher
Telefon: +49 351 83391-3012
Fax: +49 351 83391-3300
E-Mail: peter.rauscher@iws.fraunhofer.de

Presse und Öffentlichkeitsarbeit
Dr. Ralf Jäckel
Telefon: +49 351 83391-3444
Fax: +49 351 83391-3300
E-Mail: ralf.jaeckel@iws.fraunhofer.de

Internet:
http://www.iws.fraunhofer.de und
http://www.iws.fraunhofer.de/de/presseundmedien/presseinformationen.html

Weitere Informationen:

http://www.iws.fraunhofer.de und
http://www.iws.fraunhofer.de/de/presseundmedien/presseinformationen.html
http://www.iws.fraunhofer.de/de/presseundmedien/presseinformationen/2016/pressei...

Dr. Ralf Jaeckel | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Weitere Nachrichten aus der Kategorie HANNOVER MESSE:

nachricht Rittal mit neuer Push-in-Leiteranschlussklemme - Kontakte im Handumdrehen
26.04.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Neuer Blue e+ Chiller von Rittal - Exakt regeln und effizient kühlen
25.04.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: HANNOVER MESSE >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungen

Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium 2017: Internet of Production für agile Unternehmen

23.05.2017 | Veranstaltungen

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Medikamente aus der CLOUD: Neuer Standard für die Suche nach Wirkstoffkombinationen

23.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungsnachrichten

CAST-Projekt setzt Dunkler Materie neue Grenzen

23.05.2017 | Physik Astronomie