ISQ

Intelligente Schweißzangenregelung zur Qualitätsüberwachung beim Punktschweißen

Es kommt ein bereits in Vorgängerprojekten erprobter Faser-Bragg-Gittersensor (FBG-Sensor) mit einer Auswerteeinheit zum Einsatz. Dabei werden Dehnungs-Zeitverläufe auf der Oberfläche der Schweißzange während des Schweißprozesses zunächst interferenzoptisch und somit prozessgrößenunabhängig erfasst, digitalisiert und als Regelgrößen bereitgestellt. Das Kernstück der Regelung stellen eine digitale Filterung und die Berechnung der Steuergröße dar. Mit der Filterung sollen Rauschanteile und periodische Störgrößen eliminiert und ggf. qualitätsbestimmende Merkmale verstärkt werden. Die Signalverarbeitung ist so auszuführen, dass das gefilterte Signal bereits am Beginn eines Schweißprozesses ausreichend statistisch gesicherte Rückschlüsse auf die zu erwartende Qualität des Schweißpunktes zulässt und mit der Regelung korrigierend eingegriffen werden kann.

Das Versuchsequipment wurde angepasst und es wurden erste Grundversuche an einem Punktschweißroboter der SLV Halle durchgeführt. Die  Auswertung der dabei aufgenommenen Sensorsignale erbrachte den grundsätzlichen Funktionsnachweis des Messprinzips an einem Schweißroboter. Es wurden Regel- und Filteralgorithmen entworfen und mit modellierten Signalverläufen simuliert. Anhand der Ergebnisse erfolgte die Festlegung von Filterkenngrößen und Auswerteparametern für nachfolgende experimentelle Untersuchungen.

Für die weiteren Arbeiten sind vorrangig Schweißversuche mit der Aufnahme und Auswertung von Sensorsignalen vorgesehen. Dabei sollen die Materialien der Schweißproben sowie technologische Schweißparameter, einschließlich bewusster Herbeiführung von Schweißfehlern, variiert werden, um  deren Einflüsse auf die Signalcharakteristik analysieren zu können. In den darauffolgenden Arbeiten sind schließlich Versuche zur Regelung des Schweißprozesses geplant.