Schweißnahtanalyse

Forschungsprojekt ‚OCT im Remote-Laserschweißen‘

Im Rahmen eines Forschungsprojektes wird das Potenzial der optischen Kohärenztomografie (OCT) für das Remote-Laserschweißen in der Automobilfertigung untersucht. Gemeinsam mit mehreren Industriepartnern, darunter BMW, Blackbird Robotersysteme und Precitec, wird am Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der TU München der Nutzen für die Flexibilisierung im Karosseriebau untersucht.

Das OCT-Forschungsprojekt wird vom BmBF unter dem Förderkennzeichen 13N14551 gefördert und durch das VDI Technologiezentrum unterstützt. (Bild: Blackbird Robotersysteme)

Zukunftssichere Produktionssysteme und Fügeverfahren müssen flexibel, adaptiv und vernetzt arbeiten. Berührungslose Verfahren, wie z.B. das OCT als photonischer Sensor, bieten große Potenziale zur Lage- und Zustandserkennung, Bewertung von Bearbeitungsergebnissen und der Weitergabe und Dokumentation dieser Informationen im Fertigungsprozess. Diese Vorteile für die Industrie weiter zu erschließen ist Ziel der Förderinitiative ‚Photonik für die flexible, vernetzte Produktion‘ und insbesondere des Forschungsprojektes ‚Robotergeführte, scannerbasierte optische Kohärenztomografie für das Remote-Laserstrahlschweißen zur Flexibilisierung von Prozessketten im Karosseriebau (RoKtoLas)‘. In dem Projekt kommt eine Scan-Lösung der Firma Blackbird Robotersysteme bestehend aus einem IntelliWeld PR Scanner/Scan-Kopf von Scanlab, eine ScanControlUnit und ein OCT-Scanner zum Einsatz. Bei der integrierten OCT-Technologie handelt es sich um eine Einzelpunkt-High-Speed-Abstandsmessung, basierend auf Interferometrie. Die Bildgebung erfolgt durch ein schnelles Überstreichen des Bauteils mit dem OCT-Scanner, der koaxial in den Schweißscanner eingekoppelt ist. Die Schweißlösung verfügt somit über ein integriertes Kanten-Tracking und eine Naht-Topologie-Messung. Im Gegensatz zu anderen Messverfahren können bei der OCT-basierten Distanzmessung völlig flexibel vor, innerhalb und nach der eigentlichen Laserbearbeitungszone detaillierte Daten erfasst und ausgewertet werden. Dazu gehören z.B. die individuelle Analyse der zu verschweißenden Bauteile, die Nahtverfolgung von Kehlnähten und die genaue Erfassung und Auswertung von eventuellen Schweißfehlern oder -ungenauigkeiten während des laufenden Schweißvorgangs. Aus den Daten können Rückschlüsse zur Nahtqualität gezogen und Fehler, wie zu geringe Nahtbreite, Einbrände, offene Poren, falsche Position, erkannt und erfasst werden.