Verbesserung der Qualität beim 3D-Laserstrahlschneiden mit proLAS.3D

Das Laserstrahlschneiden dreidimensional geformter Bleche wird in der Regel mittels Robotern oder auf Portalanlagen durchgeführt. Die Programmierung erfolgte überwiegend durch einen sogenannten Teach-In Prozess an der Anlage. Heute werden vermehrt Programmiersysteme eingesetzt, mit denen die Erzeugung der NC-Daten am Rechner möglich und die Bearbeitung simulierbar ist. Die derart definierten Verfahrbahnen basieren auf einem CAD-Modell. Bei diesem Verfahren beeinträchtigen Form- und Lageabweichungen des realen Werkstücks die Bearbeitungsqualität und können zu Kollisionen zwischen dem Bearbeitungskopf und dem Bauteil führen. Aus diesem Grund entwickelt das LZH ein Softwaresystem zur Kompensation der Abweichungen.

Formkorrektur

Tiefgezogene Bleche weisen, abhängig von Material und Stärke, häufig hohe Toleranzen auf, die eine Off-line Programmierung unmöglich oder manuelle Nacharbeiten erforderlich machen. Eine Software zur Kompensation von Formabweichungen kann dieses Problem lösen. Ein ’verformbares’ CAD-Modell wird entworfen und durch geeignete Algorithmen an die Geometrie des realen Werkstücks angenähert. Nach der Korrektur von Form und Lage können die am CAD-Modell generierten Verfahrwege direkt am realen Werkstück angewendet werden.

Lageabweichungen

Um Lageabweichungen zu vermeiden, kann eine Aufspannvorrichtung mit einem Softwaretool konstruiert werden. Diese Spannvorrichtung besteht aus Stützblechen, die für die korrekte Positionierung des Werkstücks auf der Maschine sorgen. Zuerst werden Messpunkte am Werkstück aufgenommen. Das CAD-Modell wird dann vom System an die ’Punktwolke’ angepasst. Die Lage des CAD-Modells entspricht anschließend der Lage des realen Werkstücks.

Ebenso wurde am LZH eine zweite Methode zur automatischen Lagekorrektur des CAD-Modells entwickelt. Dabei wird das CAD-Modell mit einer Punktewolke zur Deckung gebracht, die zuvor auf dem Werkstück aufgenommen wurde.

Die Algorithmen werden derzeit in das NC-Programmiersystem proLAS.3D integriert und durch die industriellen Projektpartner getestet und bewertet.

Das Projekt wird von der europäischen Union gefördert.

Laser Zentrum Hannover e.V.
Herr Michael Botts
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