Optisches Sensorsystem für die 3D-Nahtverfolgung beim Laserstrahlschweißen

Zusammenfassung

 Zur Qualitätssicherung bei der Laserbearbeitung ist die Kenntnis der exakten Strahlposition am Bauteil von entscheidender Bedeutung, da schon minimale Abweichungen aufgrund fertigungs- und verfahrenstechnischer Einflüsse das Bearbeitungsergebnis beeinträchtigen können. Einen Beitrag zur Lösung dieses Problems liefert ein optisches Sensorsystems, das in Online-Kopplung parallel zum Bearbeitungsprozess die dreidimensionale Lage der zu bearbeitenden Bauteilkontur erfasst und daraus abgeleitet die Relativposition zwischen Laser-Strahl und Werkstück ermittelt. In einem ersten Ansatz wurde die Funktion des Sensorsystems zur Online-Bahnkorrektur des Laserwerkzeuges in Verbindung mit einem Handhabungssystem unter Laborbedingungen erfolgreich getestet.

Abstract

 The knowledge of the accurate laser tool position is of extreme importance for quality assurance during the laser beam welding. Already minimum deviations of the desired track can impair the result of the manufacturing process, e.g. due to tolerances of thermal deformation. A contribution of this problem is an optical sensor system, which detects the three-dimensional position of the weldseam in on-line coupling parallel to the welding process and then derives the actual laser beam position relative to the workpiece. Under laboratory conditions the function of the sensor system for the on-line tracking of the laser tool was tested successfully in connection with a handling system.