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Wednesday, September 28, 2011, Saal F 2:25 PM Qualitätssicherung, Sensorik |
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Hochpräzises Kalibrierungsverfahren eines Weld-on-the-fly-Systems |
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Kerstin B. Schenk* / TU Hamburg-Harburg/Institut für Laser- und Anlagensystemtechnik (iLAS), Deutschland Claus Emmelmann / TU Hamburg-Harburg / Institut für Laser- und Anlagensystemtechnik (iLAS), Deutschland Jörg Wollnack/ TU Hamburg-Harburg / Institut für Produktionsmanagement und -technik (IPMT), Deutschland Marc Kirchhoff/ TU Hamburg-Harburg / Institut für Laser- und Anlagensystemtechnik (iLAS), Deutschland |
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Seit Theodore H. Maiman vor 50 Jahren im Jahr 1960 den ersten Laser (Rubin) realisierte, wurden nach und nach viele verschiedene Anwendungsbereiche für den Laser erschlossen. In der Materialbearbeitung findet er seit etwa 20 Jahren Anwendung und gewinnt seit dem stetig an Bedeutung. Wo früher konventionelle Schweißtechniken zum Einsatz kamen, sind es heute zunehmend lasergestützte Prozesse. Ein hochinnovatives Verfahren ist z. B. das Laser-Remote-Schweißen. Bei diesem Verfahren wird der Laserstrahl durch einen flexiblen Scannerspiegel auf dem Werkstück positioniert. Der große Abstand (daher Remote; engl.: fern) zum Werkstück erlaubt hohe Verfahrgeschwindigkeiten bei nur kleinen bewegten Massen und Wegen der optischen Elemente. Um den Arbeitsraum zu vergrößern und die Freiheit der Positionierung im Raum zu erhöhen, kann der Scannerkopf an der Hand eines Roboters montiert werden. Das vom Institut für Laser- und Anlagensystemtechnik (iLAS) an der TUHH entwickelte Laser-Remote-System verfügt darüber hinaus über zwei im Scannerkopf eingebrachte Kameras. Diese erlauben eine Einmessung des Werkstücks, die Positionierung des Laserstrahls auf dem Werkstück sowie die Überwachung des Schweißprozesses. Um die hierfür erforderlichen Messungen mit höchster Genauigkeit durchführen zu können, ist eine sorgfältige Kalibrierung des Gesamtsystems von größter Wichtigkeit. Da das Videometrische Messsystem an einer Roboterhand montiert ist, liefert eine einfache Kalibrierung der Kameras keine ausreichende Genauigkeit mehr. Die Bewegung des Roboters muss zusätzlich berücksichtigt werden. Um maximale Präzision zu erreichen nutzen wir für die Kalibrierung eine Kombination aus vidoemetrischem Messsystem mit einem Lasertracker. Im Rahmen des Vortrags wird das von uns angewandte Verfahren zur Kalibrierung des Gesamtsystems beschrieben, aktuelle Ergebnisse aus der Entwicklung der Bildverarbeitung präsentiert und Anwendungspotentiale des Systems aufgezeigt. |