Einsatz optischer Technologien zur Regelung des Laserstrahlschweißprozesses (Application of Optical Technologies for Closed Loop Control of Laser Beam Welding)
-
Alexander Bollig
Abstract
Das Schweißen mit Laserstrahlung ist ein innovatives optisches Fügeverfahren, das sich gegenüber konventionellen Schweißtechniken durch höhere erzielbare Schweißgeschwindigkeiten und geringere Nahtbreiten bei gleichzeitig gesteigerter Nahttiefe auszeichnet. Wesentliche Qualitätskriterien sind neben erkannten Fehlern der Schweißnaht die Einschweißtiefe und die Nahtbreite, die die Nahtgeometrie bilden. In diesem Beitrag werden optische Sensoren für die Erfassung relevanter Prozessgrößen beschrieben sowie hierauf aufbauend ein prädiktives Regelungskonzept, in dem die Stellgrößen Laserleistung und Fokuslage unter Berücksichtiung der zukünftigen Bahngeschwindigkeit optimiert werden. Bei der Modellierung des physikalisch komplexen, nichtlinearen Prozesses wird ein Neuronales Netz mit externer Dynamik verwendet. Ergebnisse aus der Anwendung des Regelungskonzepts auf den realen Schweißprozess werden vorgestellt.
Abstract
Welding with laser beams is an innovative optical technique, which leads to higher penetration depth and a narrower seam compared to conventional welding techniques. Significant criteria of the quality of a junction besides detected faults are the penetration depth and the seam width. Within this article optical sensors for process monitoring as well as a predictive control scheme based on these are presented. In the closed loop control the process' inputs laser power and focal position are optimised by taking the future welding speed into account. For modelling the physical demanding, non-linear process an Artificial Neural Network with external dynamics is applied. First results of the application on a real laser welding system are described.
© Oldenbourg Verlag
Articles in the same Issue
- Max-Plus-Algebra, Teil 1 (Max-Plus Algebra, Part 1)
- Regelung optischer Systeme – Automatisierungstechnik trifft Optoelektronik
- Real-time Control of ESO Adaptive Optics Systems (Echtzeitsteuerung der ESO Adaptive Optik Systeme)
- A Visual Feedback Approach for Focal Plane Stabilization of a High Resolution Space Camera (Ein Ansatz zur Bildgestützten Regelung für die Fokalebenenstabilisierung einer Hochauflösenden Satellitenkamera)
- Bildoptimierung durch kontrolliertes Aktives Sehen und Bildfusion (Image Optimization via Controlled Active Vision and Image Fusion)
- Industrial Use of H∞ Optimisation for High Performance Laser Communication Pointing System: the SILEX Application (Industrieller Einsatz von H∞-Optimierung für die hochgenaue Ausrichtung des Laserkommunikationssystems SILEX)
- Einsatz optischer Technologien zur Regelung des Laserstrahlschweißprozesses (Application of Optical Technologies for Closed Loop Control of Laser Beam Welding)
- Einheitlicher Ansatz zum Entwurf eines moldellprädiktiven Reglers
- Identifikation nichtlinearer dynamischer Systeme mittels neuronaler Netze mit Online-Parameter-Anpassung
Articles in the same Issue
- Max-Plus-Algebra, Teil 1 (Max-Plus Algebra, Part 1)
- Regelung optischer Systeme – Automatisierungstechnik trifft Optoelektronik
- Real-time Control of ESO Adaptive Optics Systems (Echtzeitsteuerung der ESO Adaptive Optik Systeme)
- A Visual Feedback Approach for Focal Plane Stabilization of a High Resolution Space Camera (Ein Ansatz zur Bildgestützten Regelung für die Fokalebenenstabilisierung einer Hochauflösenden Satellitenkamera)
- Bildoptimierung durch kontrolliertes Aktives Sehen und Bildfusion (Image Optimization via Controlled Active Vision and Image Fusion)
- Industrial Use of H∞ Optimisation for High Performance Laser Communication Pointing System: the SILEX Application (Industrieller Einsatz von H∞-Optimierung für die hochgenaue Ausrichtung des Laserkommunikationssystems SILEX)
- Einsatz optischer Technologien zur Regelung des Laserstrahlschweißprozesses (Application of Optical Technologies for Closed Loop Control of Laser Beam Welding)
- Einheitlicher Ansatz zum Entwurf eines moldellprädiktiven Reglers
- Identifikation nichtlinearer dynamischer Systeme mittels neuronaler Netze mit Online-Parameter-Anpassung
