Beitrag zur Prozeßkontrolle und -regelung beim Schneiden und Schweißen mit Co2-Laserstrahlung:
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| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1996
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| Edition: | Als Ms. gedr. |
| Series: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 8]
570 Berichte aus dem Institut für Fertigungstechnik und Spanende Werkzeugmaschinen, Universität Hannover, IFW Produktionstechnik |
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Item Description: | Zugl.: Hannover, Univ., Diss., 1996 |
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| adam_text | Titel: Beitrag zur Prozeßkontrolle und -regelung beim Schneiden und Schweißen mit CO 2-Laserstrahlung
Autor: Overmeyer, Ludger
Jahr: 1996
BERICHTE AUS DEM INSTITUT FÜR FERTIGUNGSTECHNIK UND SPANENDE WERKZEUGMASCHINEN UNIVERSITÄT HANNOVER PRODUKTIONSTECHNIK vXv* Dipl.-Ing. Ludger Overmeyer, Seelze Beitrag zur Prozeßkontrolle und -rogelung beim Schneiden und Schweißen mit C0 2 -Laserstrahiung Fortschritt-Berichte VDI Reihe 8 : Meß-, Steuerungsund Regelungstechnik Nr. 578 VM VERLAG
INHALTSVERZEICHNIS___ v Wesentliche Formelzeichen und Abkürzungen..............................................................VII 1. Einleitung...........................................................................................................................1 2. Stand der Kenntnisse.........................................................................................................2 2.1 Eigenschaften von C0 2 -Laserstrahlung ........................................................................2 2.2 Materialbearbeitung mit Laserstrahlung.......................................................................5 2.3 Prozeßoptimierung in der Materialbearbeitung mit Laserstrahlung...............................7 2.3.1 Meßgrößen und Sensoren...................................................................................7 2.3.2 Prozeßkontrolle und Qualitätsüberwachung........................................................8 2.3.3 Prozeßregelung................................................................................................17 3. Aufgabenstellung..............................................................................................................24 4. Versuchstechnik...............................................................................................................25 4.1 Lösungskonzept........................................................................................................25 4.2 Anlagentechnik und Meßeinrichtungen......................................................................27 4.2.1 Die Laseranlage................................................................................................27 4.2.2 Pyrosensor zur Messung der Laserstrahlleistung...............................................28 4.2.3 Photosensor zur Erfassung der Prozeßstrahlung................................................30 4.3 Eigenschaften der eingesetzten
Sensoren....................................................................33 4.3.1 Der Pyrosensor.................................................................................................33 4.3.2 Der Photosensor ...............................................................................................44 4.4 Fehlerbetrachtung......................................................................................................48 5. Dynamisches Verhalten eines COi-Lasers.....................................................................51 5.1 Der Laser als Übertragungsglied.................................................................................51 5.1.1 Die externe analoge Schnittstelle......................................................................52 5.1.2 Der Pulsweitenmodulator.................................................................................53 5.1.3 Der Hochfrequenzmodulator............................................................................54 5.1.4 Der Resonator..................................................................................................56 5.2 Experimentelle Bestimmung des Übertragungsverhaltens............................................56 5.3 Modell eines gepulsten HF-angeregten C0 2 -Lasers ....................................................62 6. Prozeßidentifikation beim Schneiden und Schweißen....................................................64 6.1 Brennschneiden von Blechen mit C0 2 -Laserstrahlung ................................................65 6.1.1 Ermittlung von Arbeitsergebnisgrößen..............................................................66 6.1.2 Charakterisierung des Prozeßleuchtens.............................................................67
vi __ INHALTSVERZEICHNIS 6.1.3 Zusammenhang zwischen Arbeitsergebnisgrößen und Prozeßsignal...................69 6.1.4 Einfluß von Prozeßstörgrößen..........................................................................70 6.2 Schweißen mit C0 2 -Laserstrahlung ...........................................................................71 6.2.1 Ermittlung von Qualitätskenngrößen.................................................................71 6.2.2 Zusammenhang zwischen Prozeßstrahlung und Nahtbreite................................73 6.2.3 Dynamisches Prozeßverhalten bei Änderung der Laserstrahlleistung.................75 6.2.4 Einfluß von Störgrößen....................................................................................79 6.3 Beurteilung der experimentellen Prozeßidentifikation.................................................80 7. Aufbau einer Prozeßregelung..........................................................................................82 7.1 Regelkreissynthese....................................................................................................82 7.2 Realisierung eines Prozeßregelsystems für das Laserstrahlschweißen.........................84 7.2.1 Digitale Regelung.............................................................................................84 7.2.2 Kurzbeschreibung der Elektronik des Regelkreises............................................85 7.2.3 Kurzbesehreibung der Systemsoftware..............................................................86 7.2.4 Struktur des Systems........................................................................................89 8. Versuchsergebnisse zum geregelten Schweißen..............................................................94 8.1 Einstellung geeigneter Prozeß- und Regelparameter..................................................94 8.2 Stabilität des Regelkreises............... 95 8.3
Simulation von Störungen.........................................................................................99 9. Zusammenfassung und Ausblick...................................................................................109 10. Literaturverzeichnis......................................................... 111
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