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 Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke
15.12.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

nachricht Smarte Rollstühle, vorausschauende Prothesen
15.12.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Im Focus: Das VLT der ESO arbeitet erstmals wie ein 16-Meter-Teleskop

Erstes Licht für das ESPRESSO-Instrument mit allen vier Hauptteleskopen

Das ESPRESSO-Instrument am Very Large Telescope der ESO in Chile hat zum ersten Mal das kombinierte Licht aller vier 8,2-Meter-Hauptteleskope nutzbar gemacht....

Im Focus: Neuer Quantenspeicher behält Information über Stunden

Information in einem Quantensystem abzuspeichern ist schwer, sie geht meist rasch verloren. An der TU Wien erzielte man nun ultralange Speicherzeiten mit winzigen Diamanten.

Mit Quantenteilchen kann man Information speichern und manipulieren – das ist die Basis für viele vielversprechende Technologien, vom hochsensiblen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Auf der grünen Welle in die Zukunft des Mobilfunks

16.02.2018 | Veranstaltungen

Smart City: Interdisziplinäre Konferenz zu Solarenergie und Architektur

15.02.2018 | Veranstaltungen

Forschung für fruchtbare Böden / BonaRes-Konferenz 2018 versammelt internationale Bodenforscher

15.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

17.02.2018 | Energie und Elektrotechnik

Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Strategien zur Behandlung chronischer Nierenleiden kommen aus der Tierwelt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics