Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Strahldosierung mit intelligenten Pixeln - Laserschweißprozesse optimal geregelt

02.06.2009
Beim Schweißen mit Laserstrahlen können Unregelmäßigkeiten und Fehler in den Schweißnähten auftreten, die das Bearbeitungsergebnis negativ beeinflussen.

Die Forschungsgesellschaft für Strahlwerkzeuge (FSGW), eine gemeinnützige Gesellschaft des Instituts für Strahlwerkzeuge der Universität Stuttgart, stellt nun anlässlich der Messe "Laser World of Photonics 2009" vom 15. bis 18. Juni in München ein neues Verfahren vor, das es erlaubt, Laserschweißprozesse mit Hilfe einer sehr schnell arbeitenden Kamera zu regeln.

Das an der FSGW entwickelte Regelsystem trägt dazu bei, die Qualität und die Produktionsgeschwindigkeit in vielen Branchen, zum Beispiel der Automobilindustrie und dem Maschinenbau, zu steigern und gleichzeitig Nacharbeiten oder Ausschuss zu vermeiden. Zudem können Probleme beim Schweißprozess, wie etwa aufgrund von Stärkenunterschieden in den zu bearbeitenden Blechen oder wegen Geschwindigkeitsschwankungen, leichter gemeistert werden.

Die Dosierung der Laserleistung beim Laserschweißen ist eine heikle Angelegenheit: Ist sie zu hoch, bilden sich Löcher in der Naht, bei zu niedriger Leistung dagegen verbinden sich unter Umständen die Bleche nicht. Um solche Fehler zu vermeiden, muss die Laserleistung exakt auf die spezielle Schweißaufgabe eingestellt sein. Dies ist jedoch nur möglich, wenn die Gegebenheiten während des Schweißprozesses auch über lange Zeiträume konstant bleiben. Hierzu muss beispielsweise mit viel Aufwand sichergestellt werden, dass es nicht zu einer Leistungsminderung durch Schweißrauch oder verschmutzende Optiken kommt. Außerdem darf die Materialstärke des zu schweißenden Materials keine all zu große Toleranz aufweisen.

Um die Qualität und Produktivität von laserbasierten Schweißprozessen weiter steigern zu können, ist deshalb eine Überwachung und Regelung erforderlich. Aufgrund der komplexen und hochdynamischen Prozesse muss eine solche Regelung eine sehr schnelle Bildaufnahme und Bildverarbeitung beinhalten. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt*) mit dem Fraunhofer Institut für Physikalische Messtechnik und der Forschungsgesellschaft für Strahlwerkzeuge gelang es den Wissenschaftlern erstmals, ein Regelsystem zu entwickeln, das die Laserleistung bedarfsgerecht für eine optimale Durchschweißung anpasst. Hierfür wird die Größe des Durchschweißloches überwacht und die Laserleistung entsprechend erhöht oder reduziert.

Das Regelsystem basiert auf einer Spezialkamera, mit der es möglich ist, genau definierte Bildmerkmale mit einer Geschwindigkeit von über 10.000 Bildern pro Sekunde aufzunehmen und auszuwerten. Diese CNN-Kamera bildet mit ihren intelligenten Pixeln ein sogenanntes "Cellular Neural Network", das aus über 25.000 winzigen Prozessoren besteht. Mit dieser Technologie können die Bilder über zehnmal schneller verarbeitet werden als bei konventionellen Systemen. Dabei ist das gesamte Regelsystem nicht größer eine Schuhschachtel. Und auch die Investitionskosten und der Strombedarf liegen deutlich unterhalb dessen, was für konventionelle Systeme veranschlagt werden muss.

*) Analoge Bildverarbeitung mit Cellularen Neuronalen Netzen zur Regelung laserbasierter Schweißprozesse (ACES), http://www.fgsw.de/homepage/projekte/de_aces.php

Weitere Informationen bei Felix Abt, Forschungsgesellschaft für Strahlwerkzeuge (FGSW), Tel. 0711/351451-30, e-mail: felix.abt@fgsw.de

Ursula Zitzler | idw
Weitere Informationen:
http://www.fgsw.de/homepage/projekte/de_aces.php
http://www.uni-stuttgart.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht 3D-Druck jetzt auch mit Glas möglich
20.04.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Kluge Laserbearbeitungsköpfe im Digitalzeitalter
13.04.2017 | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Im Focus: Deep inside Galaxy M87

The nearby, giant radio galaxy M87 hosts a supermassive black hole (BH) and is well-known for its bright jet dominating the spectrum over ten orders of magnitude in frequency. Due to its proximity, jet prominence, and the large black hole mass, M87 is the best laboratory for investigating the formation, acceleration, and collimation of relativistic jets. A research team led by Silke Britzen from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has found strong indication for turbulent processes connecting the accretion disk and the jet of that galaxy providing insights into the longstanding problem of the origin of astrophysical jets.

Supermassive black holes form some of the most enigmatic phenomena in astrophysics. Their enormous energy output is supposed to be generated by the...

Im Focus: Neu entdeckter Exoplanet könnte bester Kandidat für die Suche nach Leben sein

Supererde in bewohnbarer Zone um aktivitätsschwachen roten Zwergstern gefunden

Ein Exoplanet, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist, könnte in naher Zukunft der beste Ort sein, um außerhalb des...

Im Focus: Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt

Sie erlauben energiesparendes Schalten innerhalb von Nanosekunden, und die gespeicherten Informationen bleiben auf Dauer erhalten: ReRAM-Speicher gelten als Hoffnungsträger für die Datenspeicher der Zukunft.

Wie ReRAM-Zellen genau funktionieren, ist jedoch bisher nicht vollständig verstanden. Insbesondere die Details der ablaufenden chemischen Reaktionen geben den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche

20.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligenter Werkstattwagen unterstützt Mensch in der Produktion

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Forschungszentrum Jülich auf der Hannover Messe 2017

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten