Jan Bremer

Verwendung von Industrierobotern für das Laserauftragschweißen


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ISBN:

978-3-8440-9327-8

Series:

Lasertechnik

Keywords:

Industrieroboter; Roboter; Bahngenauigkeit; Additive Fertigung; Reparatur; Beschichtung; Laserscanner; adaptiv; Defektbildung; Geometrieabschweichung; Genauigkeit; Industrial Robot; robot; path accuracy; additive manufacturing; repair; cladding; laser scanner; adaptive; defect formation; geometrical deviation; accuracy

Type of publication:

Thesis

Language:

German

Pages:

162 pages

Figures:

72 figures

Weight:

221 g

Format:

21 x 14,8 cm

Binding:

Paperback

Price:

58,80 € / 73,60 SFr

Published:

December 2023

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Abstract:

Die Verwendung von Industrierobotern für das Laserauftragschweißen (LA) bietet großes Potential für eine ökonomische Flexibilisierung und Digitalisierung von Fertigungsketten. Ein möglicher Nachteil liegt in einer geringen Bahngenauigkeit.
In dieser Dissertation erfolgt die Untersuchung lokaler Bahnabweichungen eines Industrieroboters mit 90 kg Traglast. Auswirkungen auf den Pulver-LA-Prozess werden untersucht. Unterschiedliche messtechnische Ansätze wie Double Ball Bar, Laserlinienscanner, Lasertracker und Inertiale Messeinheit werden verglichen.
In schweißtechnischen Versuchen kann der Einfluss lokaler Bahnschwingungen auf die Bauteilgeometrie quantifiziert werden. Die Übertragungsfunktion von Bahnschwingungen auf die Bauteilgeometrie beim LA wird auf einer Laboranlage bestimmt.Lokale Bahnschwingungen bis 550 µm können an der untersuchten Roboteranlage induziert werden. Grenzwerte für eine Defektbildung bei Variation des Spurüberlapps werden für Inconel 718 als Schweißzusatzwerkstoff bestimmt. Ein Versuchsaufbau zur ortsaufgelösten Korrelation von Defekten und Bahnabweichungen wird erarbeitet. Auf der untersuchten Roboteranlage treten im Schweißprozess keine Materialdefekte durch lokale Bahnabweichungen auf.
Verwendung von Industrierobotern für das Laserauftragschweißen
Durch Umsetzung einer Geometrieregelung basierend auf anlagenintegrierter Geometrievermessung und Vorschubanpassung können Nuten bis 3 mm Tiefe über 12 Schweißlagen kompensiert werden. Eine Verbesserung der Bauteilebenheit von 1,35 auf 0,38 mm wird erreicht. Die Umsetzung einer adaptiven Prozesskette für die hybrid-additive Fertigung und Reparatur durch LA wird demonstriert.