Regelung der Fokuslage beim Schweißen mit CO 2-Hochleistungslasern unter Einsatz von adaptiven Optiken: Bericht aus dem Lehrstuhl für Fertigungstechnologie
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Bamberg
Meisenbach
1998
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INHALTSVERZEICHNIS
1
INHALTSVERZEICHNIS
ABKUERZUNGEN
UND
FORMELZEICHEN
.
4
1
EINFUEHRUNG
.
7
2
STAND
DER
ERKENNTNISSE
.
9
2.1
EIGENSCHAFTEN
VON
CO
2
-LASERSTRAHLUNG
.
10
2.2
STELLELEMENTE
FUER
CO
2
-LASER
.
13
2.2.1
KUEHLWASSERDRUCKGESTEUERTE
ADAPTIVE
OPTIK
.
13
2.2.2
PIEZOGESTEUERTE
ADAPTIVE
OPTIK
.
14
2.2.3
FOCON
-
AKTIVES
STRAHLFUEHRUNGSSYSTEM
FUER
CO
2
-LASER
.
15
2.2.4
BIMORPHE
ADAPTIVE
SPIEGEL
.
17
2.3
LASERSTRAHLSCHWEISSEN
.
17
2.3.1
STRAHL-STOFF-WECHSELWIRKUNG
.
18
2.3.2
LASERINDUZIERTES
PLASMA
.
19
2.4
QUALITAETSUEBERWACHUNG
UND
-REGELUNG
BEIM
LASERSTRAHLSCHWEISSEN
.
21
2.4.1
ON-IINE
QUALITAETSUEBERWACHUNGSSYSTEME
.
23
2.4.2
QUALITAETSREGELKREISE
.
24
3
ZIELSETZUNG
.
27
4
VERSUCHSEINRICHTUNGEN
.
29
4.1
LASERSTRAHLWERKZEUGMASCHINE
.
30
4.2
ADAPTIVE
OPTIK
.
32
4.3
DIAGNOSTIKEINRICHTUNGEN
.
33
4.3.1
PLASMADIAGNOSTIK
.
33
4.3.2
HOCHGESCHWINDIGKEITSKAMERASYSTEM
.
35
4.3.3
SPEKTROMETER
.
37
4.4
DIGITALE
SIGNALVERARBEITUNG
UND
-ANALYSE
.
37
4.5
VERSUCHSWERKSTOFFE,
-DURCHFUEHRUNG
UND
WERKSTUECKCHARAKTERISIERUNG
.
38
INHALTSVERZEICHNIS
2
5
SYSTEMTECHNIK
ZUR
FOKUSNACHFUEHRUNG
.
41
5.1
OPTISCHE
UND
ELEKTRISCHE
EIGENSCHAFTEN
DER
ADAPTIVEN
OPTIK
.
42
5.1.1
BESTIMMUNG
DER
BRENNWEITE
.
42
5.1.2
FREQUENZGANG
.
45
5.2
INTEGRATION
DER
ADAPTIVEN
OPTIK
IN
DAS
STRAHLFUEHRUNGSSYSTEM
.
51
5.2.1
OPTIMALER
EINBAUORT
.
51
5.2.2
ASTIGMATISMUS
.
56
5.2.3
FUNKTIONSMUSTER
DES
BEARBEITUNGSKOPFES
.
58
6
PROZESSIDENTIFIKATION
BEIM
LASERSTRAHLSCHWEISSEN
.
61
6.1
EINFLUSS
DER
FOKUSLAGE
AUF
DAS
BEARBEITUNGSERGEBNIS
UND
DAS
PLASMASIGNAL
62
6.1.1
AENDERUNG
DER
FOKUSLAGE
MITTELS
ADAPTIVER
OPTIK
.
62
6.1.2
KORRELATION
ZWISCHEN
EINSCHWEISSTIEFE
UND
PLASMASIGNAL
.
65
6.2
FOKUSNACHFUEHRUNG
.
66
6.2.1
VARIATION
DES
DUESENABSTANDES
.
66
6.2.2
FOKUSLAGENAUSGLEICH
.
69
7
CHARAKTERISIERUNG
DES
LASERINDUZIERTEN
PLASMAS
.
73
7.1
OPTISCHE
EMISSIONSSPEKTROSKOPIE
.
74
7.2
PHAENOMENOLOGISCHES
PROZESSMODELL
.
77
7.3
AUSWERTEALGORITHMEN
ZUR
BERECHNUNG
DER
FOKUSLAGE
.
84
7.3.1
APPROXIMATIONSALGORITHMUS
.
84
7.3.2
FENSTERALGORITHMUS
.
87
8
REGELUNG
DER
FOKUSLAGE
.
91
8.1
REGELUNGSSYSTEM
ZUR
PROZESSOPTIMIERTEN
FOKUSNACHFUEHRUNG
.
92
8.1.1
REGELPRINZIP
.
92
8.1.2
REGELKREISSTRUKTUR
.
93
8.2
REALISIERUNG
DES
PROZESSREGELUNGSSYSTEMS
.
94
8.2.1
IMPLEMENTIERUNG
DES
REGELKREISES
.
95
8.2.2
FREQUENZVERHALTEN
DES
MODULIERTEN
PLASMASIGNALS
.
96
8.2.3
PROZESSSICHERE
AUSWERTUNG
DES
MODULIERTEN
PLASMASIGNALS
.
99
8.3
IMPLEMENTIERUNG
DER
AUSWERTEALGORITHMEN
AUF
EINEM
DSP-SYSTEM
.
102
8.3.1
APPROXIMATIONSALGORITHMUS
.
102
8.3.2
FOURIERTRANSFORMATION
.
103
INHALTSVERZEICHNIS
3
8.4
ERGEBNISSE
UND
LEISTUNGSFAEHIGKEIT
DER
PROZESSOPTIMIERTEN
FOKUSNACHFUEHRUNG
.
105
8.4.1
ERMITTLUNG
DER
AUSREGELBAREN
FOKUSVERSCHIEBUNG
.
105
8.4.2
FOKUSNACHFUEHRUNG
AN
KONTURIERTEN
BAUTEILEN
.
107
8.4.3
EINFLUSS
DER
SCHWEISSGESCHWINDIGKEIT
.
108
8.4.4
FOKUSNACHFUEHRUNG
BEI
UNTERSCHIEDLICHEN
BLECHDICKEN
.
109
8.4.5
FOKUSNACHFUEHRUNG
AN
KONTURELEMENTEN
.
110
9
ZUSAMMENFASSUNG
.
113
LITERATURVERZEICHNIS
.
115
ANHANG
.
127 |
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