Präzise Planung während der Lasermaterialbearbeitung
Anfang September präsentierte Lucas de Andrade Both vom Lehrstuhl für Lasertechnik der RWTH Aachen bedeutende Fortschritte in der Forschung zur Trajektorienplanung für die Lasermaterialbearbeitung bei der CASE 2024 in Bari, Italien. Die CASE ist eine der drei Leitkonferenzen der IEEE Robotics and Automation Society und bietet ein führendes Forum für branchenübergreifende, multidisziplinäre Forschung in den Bereichen Automatisierung, Robotik und Regelungstechnik.
Als Leiter des Sprintteams 11, das sich mit der "Systemintegration kaskadierter Multistrahlsysteme" befasst, stellte er zwei gemeinsam im Forschungscampus DPP entwickelte wissenschaftliche Arbeiten vor:
- "Novel Approach for Trajectory Planning in Laser Material Processing: Constrained Dual-Stage System Using Model Predictive and Sliding Mode Control" (Autoren: Lucas de Andrade Both, Christian Matthias Sinn, Leon Michel Gorißen, Philipp Walderich, Thomas Kaster, Jan-Niklas Schneider und Felix Lange)
- "A New Trajectory Planning Approach with Motion Duration Control for Kinematic Constrained Systems" (Lucas de Andrade Both, Felix Lange)
Die Trajektorienplanung ist entscheidend, um den Laserstrahl präzise über das Material zu führen, was eine gleichmäßige und effiziente Bearbeitung ermöglicht. Dies sorgt dafür, dass das Material sauber geschnitten oder graviert wird, ohne Schäden oder Ungenauigkeiten. Eine optimale Trajektorienplanung spart zudem Energie, Zeit und Kosten und verbessert zugleich die Qualität der Endprodukte.
Unsere Forschungscampus-Kolleginnen und -Kollegen trugen mit ihrer Expertise wie folgt zu den Ergebnissen bei:
- Die SCANLAB GmbH stellte einen Galvanometer-Scannerkopf sowie die Software-Schnittstellen für die präzise Steuerung bereit. Besonders ist die Flexibilität der erweiterten XL SCAN-Softwareoberfläche und ihr dynamisches Potenzial, um kaskadierte Scansysteme besser zu nutzen, ohne die Präzision während des Bearbeitungsprozesses zu beeinträchtigen. In Verbindung mit den im Sprintteam entwickelten, neuen softwarebasierten Algorithmen ermöglichen die XL SCAN-Systeme eine präzise synchronisierte Steuerung für zusätzliche kaskadierte Scan-Achsen oder Strahlformer.
- Die BUSCH Microsystems GmbH stellte ein fortschrittliches Achsensystem zur Verfügung, um die Trajektorienplanung unter realistischen Bedingungen testen zu können.
- Die EdgeWave GmbH lieferte die Laserquelle, um die neuen Ansätze zur Trajektorienplanung zu validieren.
Ziel der Forschung zur Trajektorienplanung ist es, die Geräteleistung optimal zu nutzen und die Bearbeitungszeiten bei der Lasermaterialbearbeitung erheblich zu verkürzen. Der aktuelle Fortschritt wurde durch das interdisziplinäre und kollaborative Innovations-Ökosystem des Forschungscampus DPP ermöglicht, in dem Wissenschaft und Wirtschaft unter einem Dach zusammenarbeiten.
Copyright: Forschungscampus DPP, Aachen.
