2018-08-18 | Anmelden
 
 

Optimierte Analyse von Laserschweißprozessen durch modellbasierte Bildverarbeitung

Standbild des Laserschweißprozesses mit modellierter Ellipse [aus: Kowerko, Danny; Ritter, Marc; Manthey, Robert; John, Björn & Grimm, Michael: Quanti?zierung der geometrischen Eigenschaften von Schmelzzonen bei Laserschweißprozessen]

Stand­bild des Laser­schweißprozess­es mit mod­el­liert­er Ellipse [aus: Kow­erko, Dan­ny; Rit­ter, Marc; Man­they, Robert; John, Björn & Grimm, Michael: Quanti?zierung der geometrischen Eigen­schaften von Schmelz­zo­nen bei Laser­schweißprozessen]

In Zusam­me­nar­beit mit der 3D Micro­mac AG fan­den Mitar­beit­er der Junior­pro­fes­sur Media Com­put­ing eine Möglichkeit die qual­i­ta­tive Analyse von Laser­schweißprozessen zu opti­mieren. Dies gelang durch die Kom­bi­na­tion von mod­ell­basiert­er Bild­ver­ar­beitung mit neuer Kam­er­at­e­ch­nolo­gie, die Auf­nah­men mit 2.000 Bildern pro Sekunde bei ein­er Auflö­sung von 1024 ×768 Pix­eln erlaubt. Die Ergeb­nisse dieser Arbeit stellen die Forsch­er vom 1.- 2. Dezem­ber 2016 auf dem Forum Bild­ver­ar­beitung in Karl­sruhe vor.

Die 3D Micro­mac AG ist ein Spezial­ist auf dem Gebi­et der Laser­mikrobear­beitung und somit abhängig von präzisen Analy­sen ihrer Prozesse. Im Mikrom­e­ter­bere­ich sind Hochgeschwindigkeit­sauf­nah­men der Schmelz­zone meist die einzige Möglichkeit für die Qual­ität­sein­schätzung. Ein mehrstu­figes OpenCV-basiertes Bild­ver­ar­beitungsver­fahren mod­el­lierte dabei mit Hil­fe ein­er Ellipse die Schmelz­zone während des Laser­schweißprozess­es. Die Para­me­ter dieser Ellipse wur­den dann als Funk­tion der Zeit durch lin­eare Regres­sion approx­imiert, was Rückschlüsse auf die Auswirkun­gen ver­schieden­er Fak­toren, wie z.B. Laser-, Werk­stoff- und Werkzeug­pa­ra­me­ter auf das Fügeergeb­nis ermöglicht. Die Arbeit zeigte beispiel­sweise einen lin­earen Zusam­men­hang zwis­chen der Schmelz­zo­nen­fläche und der Laser­leis­tung. Der­ar­tige Ableitun­gen von Geset­zmäßigkeit­en sind erweit­er­bar auf andere Gerätepa­ra­me­ter und erlauben kün­ftig eine com­put­ergestützte Opti­mierung dieser Para­me­ter in Bezug auf die gewün­schte Schmelz­zo­nen­ge­ome­trie. Weit­er­hin soll es möglich sein neue tech­nis­che Ver­fahren wie das Pulsen des Inert­gasstromes durch Charak­ter­isierung der Schmelz­zo­nen­dy­namik und Lokalisierung unge­woll­ter Arte­fak­te (z.B. Spritzer) zu evaluieren.

Pub­lika­tion: Kow­erko, Dan­ny; Rit­ter, Marc; Man­they, Robert; John, Björn & Grimm, Michael: Quan­tifizierung der geometrischen Eigen­schaften von Schmelz­zo­nen bei Laser­schweißprozessen

 

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Dr. rer. nat. Danny Kowerko
Tech­ni­sche Uni­ver­si­tät Chem­nitz
Fakul­tät für Infor­ma­tik
Juniorpro­fes­sur Medi­a Computing
Straße der Natio­nen 62
09111 Chemnitz