Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hochpräzises Laserwerkzeug macht den Roboter dynamischer und flexibler denn je!

30.01.2002


Schweißen der Rohr-Boden-Verbindung am Abgaskühler unter Nutzung von CO2-Laser, Portalmaschine und Strahlablenkoptik
(Foto: Fraunhofer IWS Dresden)


Modulare Laser-Beschichtungseinheit (Foto: Fraunhofer IWS Dresden)


Der Laser ist aus der modernen Produktions- und Fertigungstechnik nicht mehr wegzudenken. Immer mehr Automobilhersteller und auch deren Zulieferer setzen Laser zum Schweißen, Schneiden und Beschriften ein. Dabei ist der Lasereinsatz überall dort vorteilhaft, wo die hohe lokale Energiedichte auch bei hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten genutzt werden kann. Dies ist beispielsweise beim Schweißen von Karosseriebauteilen auf klassischen Laserbearbeitungsmaschinen mit kartesischen Achssystemen der Fall. Problematischer wird es, wenn stark gekrümmte Konturverläufe mit Vorschubgeschwindigkeiten von 10 m min-1 und mehr geschweißt werden sollen. Dann ist der Einsatz von Strahlablenksystemen für die schnelle und präzise Bewegung des Laserstrahls auf der Bearbeitungskontur eine Alternative.

Besuchen Sie uns auf der Hannover-Messe Industrie vom 15.04. - 20.04.2002 auf dem Gemeinschaftsstand "Laser Technology" in Halle 6 Stand D18 und auf dem Gemeinschaftsstand Oberflächentechnik "SurfPlaNet" in Halle 27 Stand G16.

Wird die Fokussieroptik einer Laserbearbeitungsmaschine durch ein Strahlablenksystem erweitert, übernehmen die Achsen der Maschine nur noch die Grundpositionierung dieser Bearbeitungsoptik zum Bauteil. Die genaue Positionierung des Laserstrahls auf dem Werkstück realisiert das Strahlablenksystem mit seinen Ablenkspiegeln. Derartige Ablenkspiegel können aufgrund ihres geringen Gewichts sehr schnell bewegt werden. Damit sind Geschwindigkeiten von einigen 10 m min-1 für den Vorschub des Laserstrahls auf der Bearbeitungskontur mit hoher Bahngenauigkeit realisierbar. Ein solches System für Laserleistungen im Kilowattbereich wird auf der Hannover-Messe 2002 vom Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden auf dem Gemeinschaftsstand "Laser Technology" in Halle 6 (Stand D18) präsentiert.

Gezeigt wird ein Roboter, der an seinem Arm ein Hochleistungs-Strahlablenksystem trägt. Ein herkömmlicher Roboter kann bei hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten den feinen Laserstrahlfokuspunkt mit wenigen Zehntel Millimetern Durchmesser nicht immer genau genug entlang komplizierter Bahnkonturen bewegen. Die bisherige Lösung, die Vorschubgeschwindigkeit an diesen schwierigen Bahnelementen zu verringern, ist nicht wirtschaftlich. Mit Hilfe eines im Fraunhofer IWS Dresden entwickelten Strahlablenksystems kann die Dynamik und damit die lokale Positioniergenauigkeit deutlich verbessert werden. Vereinfacht gesagt, fährt der Roboter bei hohen Vorschubgeschwindigkeiten eine geglättete Bahnkontur und die Spiegel des Hochleistungs-Ablenksystems realisieren blitzschnell die exakte Positionierung des Laserstrahlfokuspunktes auf der realen Bearbeitungskontur.

Diese Kombination von Lasertechnik, Elektronik und Informationstechnik wurde unter dem Begriff "lasertronic®" zusammengefasst, der seit Oktober 2000 ein geschütztes Warenzeichen des Fraunhofer IWS Dresden ist. Derartige Hochleistungs-Strahlablenkoptiken lasertronic® SAO werden bereits industriell eingesetzt, beispielsweise bei der Fa. Behr GmbH & Co. Stuttgart zur automatisierten Fertigung von Abgaskühlern für Dieselmotoren (Abb. 1). Bei der Herstellung dieser Abgaskühler, die zur Emissionssenkung in Lkw’s und Diesel-Pkw’s eingesetzt werden, müssen 12 bis 54 rechteckförmige Rohrenden auf beiden Seiten mit einem Boden gasdicht verschweißt werden. Die dafür im Fraunhofer IWS Dresden in enger Zusammenarbeit mit der Fa. Behr entwickelte Bearbeitungsoptik mit Strahlablenktechnik wurde in zwei, von der Maschinenfabrik Arnold GmbH & Co. KG Ravensburg gebaute Schweißanlagen integriert. Auf diesen Anlagen hat die Fa. Behr in den letzten beiden Jahren über 400 000 Abgaskühler produziert. Die Fa. Arnold ist auf dem Stand des Fraunhofer IWS Dresden mit vertreten; weitere Ergebnisse der Zusammenarbeit werden präsentiert.

Das Fraunhofer IWS Dresden hat auf der Hannover-Messe aber noch mehr zeigen. Im Bereich Oberflächentechnik beteiligen wir uns am VDI-Gemeinschaftsstand "SurfPlaNet" in der neuerbauten Halle 27, Stand G16. Auch hier werden lasertronic®-Systeme aus dem IWS präsentiert, beispielsweise ein im IWS entwickelter modularer Beschichtungskopf (Abb. 2). Da beim Auftragschweißen und Beschichten alle bekannten Vorteile des Lasers auch mit Diodenlasern erreicht werden, sind erstmals die Voraussetzungen für die Entwicklung mobiler Lasersysteme gegeben, an die bislang nicht zu denken war. Die modulare Beschichtungseinheit vereint in einem koaxialen Beschichtungskopf Pulverzufuhr, Diodenlaser-Fasereinkopplung und Strahlfokussierung und kann unkompliziert in verschiedene Bearbeitungsmaschinen integriert werden. Für höhere Laserleistungen können auch CO2- oder Nd:YAG-Laser vorteilhaft eingesetzt werden, wodurch die Bearbeitung eines breiten Werkstoff- und Aufgabenspektrums abgedeckt werden kann. Damit steht eine flexible und preisgünstige Bearbeitungseinheit für das Pulver-Auftragschweißen zur Verfügung, insbesondere zur Erzeugung von Oberflächenschutzschichten, zum Generieren von Bauteilen und zum Reparaturbeschichten. Sie ist für den Einsatz in verschiedenen Bereichen des Flugzeugbaus, des Automobilbaus und der Werkzeugindustrie hervorragend geeignet. Nicht nur im IWS, auch im Dortmunder OberfächenCentrum der ThyssenKrupp Stahl AG steht eine Anlage für die Bearbeitung von Kundenanfragen zur Verfügung.

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik Dresden
Winterbergstr. 28, 01277 Dresden

Dr. Ralf Jäckel
Telefon: (0351) 25 83 444 oder (0172) 84 20 734
Telefax: (0351) 25 83 300
E-Mail: ralf.jaeckel@iws.fraunhofer.de

Dr. Ralf Jaeckel | idw
Weitere Informationen:
http://www.iws.fraunhofer.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"
24.05.2017 | Universität Ulm

nachricht Neue Prozesstechnik ermöglicht Produktivitätssteigerung mit dem Laser
18.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten