Teilvorhaben Hyperspektrale-Thermo-Reflexionsbildgebung und KI-basierte Qualitätssicherung im Verbundprojekt Digitaler Remote Assistent zur Zustandsanalyse und on-line Fehlerkorrektur von Lasermaterialbearbeitungsprozessen - DiReAL

Abstract

Um die Produktqualität und Produktivität auch bei komplexen Fertigungsprozessen wie der Lasermaterialbearbeitung sicherzustellen, wird eine kontinuierliche Überwachung der relevanten Fertigungsparameter benötigt. Aktuelle Systeme ermöglichen zwar die Maschinenüberwachung und Predictive Maintenance, erfassen jedoch keine detaillierten werkstoff-, bauteil- oder prozessspezifischen Zustände. Fortschritte in der Digitalisierung und Technologien wie maschinelles Lernen und digitale Zwillinge bieten jedoch neue Möglichkeiten zur Analyse und Optimierung von Prozessen. Besonders in der Lasertechnik besteht aufgrund der Vielzahl an Einflussfaktoren ein hoher Bedarf an innovativen Ansätzen zur Defekterkennung, Fehleranalyse und Prozessoptimierung. Ziel des Teilprojektes war die Entwicklung und mechanische Integration eines neuartigen Sensorkonzepts in eine Bearbeitungsoptik, sowie die Integration des neuartigen Systems in ein zusammen mit den Verbundpartnern zu entwickelnden Sensordatennetzwerks. Weitere Ziele waren die Entwicklung einer Auswertestrategie für die Sensordaten, als auch die Entwicklung und Implementierung KI-basierter Methoden zur Prozesszustandserkennung und online-Qualitätssicherung in enger Zusammenarbeit mit den Projektpartnern. Darauf aufbauend sollte als übergeordnete Zielsetzung ein Laser-Remote-Assistent entstehen, mit dem sich Laserprozesse virtuell auch über große Entfernungen einstellen und korrigieren lassen. Die Sensordaten werden über geeignete Algorithmen und Datenverarbeitungstechniken miteinander verknüpft, um Aussagen zum jeweiligen Zustand des Laser-Bearbeitungsprozesses zu ermöglichen. Damit kann eine „Anamnese“ des Laserprozesses erstellt werden, auf dessen Basis sich Korrektur- und Justage-Maßnahmen einleiten lassen.