Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg

Anlagen- und Prozessdiagnostik beim Schneiden mit einem gepulsten Nd:YAG-Laser



Datum: 27.07.1994


Autor


Berichterstatter

  • Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. M. Geiger
  • Prof. Dr. F. O. Olsen

Ziel dieser Arbeit war es, das Prozessverständnis für das Fertigungsverfahren "Schneiden mit gepulsten Nd:YAG-Lasern" zu erweitern. In einer ganzheitlichen Betrachtungsweise wurden dazu diagnostische Untersuchungen im gesamten Bearbeitungssystem (gepulster Nd:YAG-Laser, Strahlführung über Lichtleitfasern, Industrieroboter und x-y-Koordinatenführungsmaschine) und am Prozess durchgeführt. Die vom Prozess emittierten optischen Signale wurden mit Hilfe einer Kurzzeitkamera, eines Pyrometers, eines Spektrometers und Fotodioden mit geeigneten Filtern erfasst. Die Auswertung der Signale zeigt, dass die Wechselwirkung im Normalfall an die Laserpulsdauer gebunden ist. Unregelmäßige Verläufe bestimmter Signale sind damit für eine Prozessüberwachung nutzbar. Bei dreidimensionalen Schneidbahnen, hierzu wurde ein Musterteilvorschlag zum räumlichen Laserstrahlschneiden erarbeitet, zeigt sich, dass die erzielbare Werkstückgenauigkeit maßgeblich vom Bewegungsverhalten der Führungsmaschine bestimmt wird. Ein Einfluss der Schwerkraft auf den Prozess kann hingegen nicht festgestellt werden. Der gepulste Betrieb und die geringe mittlere Leistung des Lasers sind durch die geringe Anfälligkeit des Prozesses und damit der Bearbeitungsqualität gegenüber einem Unterschreiten der optimalen Schneidgeschwindigkeit von Vorteil bei der Bearbeitung komplexer Konturen.