Selbstlernende Mehrgrößendiagnostik und - regelung von Lasermaterialbearbeitungsprozessen

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In diesem Forschungsvorhaben sollen Aufbau und Wirkungsweise eines Verfahrens zur Mehrgrößendiagnose und -regelung von Lasermaterialbearbeitungsprozessen untersucht werden. Die weitestgehende Unabhängigkeit des Verfahrens von der Physik des jeweiligen Lasermaterialbearbeitungsprozesses wird durch selbstlernende Identifikation der Prozessdynamik, d.h. durch automatisiertes Aufstellen eines Differentialgleichungssystems (DGL-System) zwischen Emissionssignalen und Prozessvariablen erzielt. Dieses DGL-System lässt sich während des Prozesses lösen und soll die Berechnung zur Prozesszeit nicht beobachtbarer Prozessvariablen an Hand der Signalwerte multipler Prozessemissionen bzw. Sensoren ermöglichen. Die Kenntnis dieser Prozessvariablen lässt eine gezielte Bestimmung und Variation der Position im mehrdimensionalen Prozessfenster zu und soll für die reproduzierbare Definition und Detektion von Prozessgrenzen (z.B. beim Laserstrahlschweißen) genutzt werden. Durch die gezielte Verstellbarkeit der Position im Prozessfenster beim Laserstrahlschweißen soll ein stabiler Betrieb in der Nähe der Prozessgrenzen und eine beliebige Führung/Regelung der Nahtgeometrie ermöglicht werden, insbesondere entlang von 3D-Oberflächen, an welchen es zur Variation mehrerer Prozessvariablen infolge von Maschinenlimitierungen und Werkstücktoleranzen kommt.