Geräte für das Laserstrahlschweißen

Description

Das Laserstrahlschweißen erlaubt aufgrund des berührungslosen Energieeintrages, der hohen Leistungsdichte und der hohen Automatisierbarkeit sehr hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten. Die daraus resultierende Prozessdynamik erfordert eine präzise Kenntnis der Impuls-, Massen- und Energieaustauschprozesse innerhalb des Laserstrahlschweißprozesses. Zur Untersuchung derartiger Vorgänge beim Laserstrahlschweißen sollen im Rahmen eines Forschungsprojektes eine Hochgeschwindigkeitskamera, ein Laser-Doppler-Vibrometer sowie ein FPGA-fähiges Da-tenakquisesystem beschafft werden. Lot 1: Hochgeschwindigkeitskamera für Aufnahmen von Laserstrahlschweißprozessen Die Hochgeschwindigkeitskamera sowie das Zubehör soll zur 2D- und 3D-Analyse von Laser-strahlschweißprozessen eingesetzt werden. Für die Untersuchungen kommen Beleuchtungssys-teme unterschiedlicher Wellenlängen und Wellenlängenbereiche zum Einsatz. Zur Durchfüh-rung von dreidimensionalen Aufnahmen muss eine Kompatibilität zu bestehenden Systemen hinsichtlich der bestehenden Kameratechnik vorhanden sein. Die Korrelation der Aufnahmen zu weiteren Messsignalen erfordert die Einbindung in bestehende Messsysteme. Eine Software zur Auswertung der Hochgeschwindigkeitsaufnahmen muss bereitgestellt werden. Lot 2: FPGA-fähiges Datenakquisesystem mit Messmodulsteckplätzen Das FPGA-fähige Datenakquisesystem mit Messmodulsteckplätzen soll zur echtzeitfähigen Da-tenaufnahmen bei Laserstrahlschweißprozessen mit hohen Schweißgeschwindigkeiten einge-setzt werden. Die hohe Prozessdynamik erfordert zur Aufnahme und Analyse von konkreten Schweißereignissen eine Datenerfassung mit hoher zeitlicher Auflösung. Hierbei ist eine simul-tane Messdatenerfassung mehrerer Sensor- und Messsysteme von besonderem Erfordernis, um eine breitbandige Fehleridentifikation und damit mögliche Beschreibung von Entstehungsme-chanismen ableiten zu können. Der Einsatz von Field Programmable Gate Arrays (FPGA) bietet zusätzlich die Möglichkeit zur deutlichen Reduktion von Rechen- und Auswertezeiten, wodurch auf Basis der erfassten Messdaten ebenso eine latenzarme Umsetzung von Regelungs- und Steuerprozessen möglich ist. Lot 3: Laser-Doppler-Vibrometer zur zeitsynchronen Erfassung von Schwingungen Die beiden Laser-Doppler-Vibrometer werden zur Messung von Schwingungen bei Laserstrahl-schweißprozessen eingesetzt. Hierbei sollen die Schwingungen zeitsynchron mit hoher Auflö-sung und Frequenzbandbreite erfasst werden. Zudem sollen beide Laser-Doppler-Vibrometer Messkopf möglichst leicht und klein in Ihren Abmessungen sein, um eine einfache Handhabung zu gewährleisten. Die Messaufgaben erfordern folgende technische Merkmale und Mindestan-forderungen.