Untersuchungen zur Anlagen- und Prozeßdiagnostik für das Schneiden mit CO2-Hochleistungslasern
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Diss. Reihe Fertigungstechnik, Band 14
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In this work the main measurable variables of machine and process diagnostics for high power CO2 laser cutting were, for the first time, compiled in context and discussed regarding their impact on process quality. Above all the properties of the laser beam and process gas stream and the temperature distribution in the workpiece were experimentally investigated. A range of self designed and also commercially available diagnostic equipment was used on a conventional laser beam cutting machine. Simultaneously a technological investigation of laser beam cutting of metals was carried to detect the impact of the measurable variables on process quality. With that a basis was established for the future realization of online process diagnostics and closed-loop control systems.
Abstract
In der vorliegenden Arbeit werden erstmals systematisch die wesentlichen Messgrößen der Anlagen- und Prozessdiagnostik beim CO2-Laserstrahlschneiden im Zusammenhang dargestellt und im Hinblick auf technologische Qualitätskriterien diskutiert. Dabei waren vor allem die Eigenschaften des Laserstrahls und des Schneidgasstrahls sowie die Erfassung der Werkstücktemperatur Gegenstand der durchgeführten Experimente. Dazu wurden mit Hilfe diverser selbstentwickelter und kommerziell verfügbarer Diagnoseeinrichtungen die Eigenschaften einer konventionellen Laserwerkzeugmaschine exemplarisch untersucht. Gleichzeitig wurden technologische Untersuchungen zum Laserstrahlschneiden von Metallwerkstoffen durchgeführt, die eine Beurteilung der Auswirkungen der einzelnen Anlagen- und Prozesskenngrößen auf die erzielbare Bearbeitungsqualität erlaubten. Damit wurden wichtige Voraussetzungen für die künftige Realisierung von online Überwachungs- und Regelungssystemen für den Anlagenzustand und Prozessverlauf beim Laserstrahlschneiden geschaffen.