Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg

Neue Aktorik und Sensorik für Bearbeitungsköpfe zum Laserstrahlschweißen



Datum: 05.08.2002


Autor


Berichterstatter

  • Prof. Dr.-Ing. Dr.h.c. M. Geiger
  • Prof. em. Dr. rer. nat. Jens Christiansen, Universität Erlangen

Die konsequente Umsetzung einer Verbesserungs- und Optimierungsstrategie bei der Fertigung im Spannungsfeld von Qualität und Wirtschaftlichkeit ist eine Möglichkeit zur Effizienzsteigerung in der Produktion. Sie führt zu stetigen Produktivitätssteigerungen bei gleichbleibender oder ebenfalls steigender Qualität. Aber je höher die Gesamteffizienz der Fertigung ist, desto geringer sind die Potenziale für weitere Verbesserungen - der Optimierungsprozess gehorcht einem Pareto-ähnlichen Prinzip. Sollen grundlegende Verbesserungen erreicht werden, so müssen die existierenden Fertigungsverfahren nicht nur optimiert, sondern durch systemtechnische Änderungen modifiziert werden. Das Ziel dieser Arbeit ist es, mit Untersuchungen und der Realisierung von einer neuen Sensorik sowie einer neuen Aktorik einen Beitrag zur Systemtechnik für die Fokuslagennachführung beim Laserstrahlschweißen zu leisten. Im Rahmen der Arbeit werden die Konzeption, die theoretischen Grundlagen und die Umsetzung einer transmissiven, aktiven Linse (TAO) und einer Abstandssensorik auf Basis der aktiven Triangulation behandelt. Experimentelle Untersuchungen der realen Eigenschaften dieser neuartigen Schlüsselkomponenten für das abstandskontrollierte Laserstrahlschweißen verifizieren die theoretisch ermittelten Ergebnisse und erlauben in Verbindung mit weiteren Simulationen und Modellbildungen ein Verständnis der komplexen Zusammenhänge zwischen Laserstrahl bzw. Laserschweißprozess und den neuen Systemkomponenten. Mit dieser Arbeit wurde ein konsequenter Schritt zur Erweiterung des Angebots der verfügbaren Komponenten getan und gleichzeitig das Potenzial für eine Ausdehnung der Einsatzgebiete der Lasertechnologie geschaffen.