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Tuesday, September 14, 2021, Konferenzraum D/E 9:30 AM Moderne Lichtbogentechnologien |
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Erweitern der Qualitätsüberwachung beim MSG-Schweißen durch Einsatz eines digitalen Zwillings |
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Rahul Sharma / RWTH Aachen
Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik, Deutschland Oleg Mokrov* / RWTH Aachen University, Deutschland Uwe Reisgen/ RWTH Aachen University, Deutschland Daniel Rudolph/ Audi AG, Deutschland Alexander Eder/ Fronius International GmbH, Austria |
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Die Großserienfertigung in der Automobilindustrie bietet erhebliches Potential für den Einsatz vernetzter Produktionssysteme. Besonders die Produktionsplanung anhand eines virtuellen Fabrikmodells birgt große Chancen zur Effizienzsteigerung. In den vergangenen Jahren hat es in diesem Bereich erhebliche Forschungsanstrengungen gegeben. Jedoch besteht weiterhin ein Entwicklungsbedarf auf der Ebene der Fertigungsprozesse. So ist im Bereich der Anwendung von Lichtbogenschweißsystemen die Vorhersage der Schweißnahtqualität bislang noch nicht weit fortgeschritten. In einem gemeinsamen Projekt von ISF, Fronius und Audi wird dabei auf Basis der Anwenderanforderungen ein Lösungsansatz mittels Schweißprozesssimulation verfolgt. Ziel ist es, eine produktionsbegleitende Qualitätskontrolle der Schweißnahtgeometrie zu entwickeln, die auf der Anwendung von numerischer Schweißprozesssimulation auf Basis von gemessenen elektrischen Kennwerten des Schweißprozesses beruht. Damit soll zukünftig einerseits der Aufwand für die zerstörende Nahtprüfung reduziert werden und gleichzeitig die Qualitätssicherheit jeder einzelnen MSG-Schweißverbindung deutlich erhöht werden. Im Projekt wurde ein Demonstrator entwickelt, der die transienten Prozessdaten aus der Schweißstromquelle nutzt und unmittelbar nach Ende der Schweißung eine Prozesssimulation auf einem handelsüblichen Desktoprechner in kurzer Zeit durchführt. Moderne MSG-Schweißstromquellen der Fa. Fronius können, aufgrund ihres digitalen Regelkonzeptes, die notwendigen transienten Eingangsparameter für die Schweißprozess- simulation liefern. Hiermit kann die Wärmefreisetzung im Lichtbogenbereich sowie die resultierende Schmelzbadgeometrie berechnet werden. Neue Zusatzfunktionalitäten der Schweißstromquelle, mit denen mittels des Schweißdrahtes Geometrieinformationen wie z.B. Spalt und Versatz detektiert werden, können zukünftig einen weiteren wichtigen Baustein zur automatisierten Erfassung aller erforderlicher Eingangsdaten für die Simulationssoftware bieten. |