Anvendelse af numeriske modeller til automatisk procesbaseret off-line programmering af robotiseret stillingssvejsning (Industrial PhD. project EF939)

I projektet anvendes finite element baserede numeriske modeller af svejseprocessen, som er overlejret med en styring. På den baggrund kan der ved simulering forfølges en given kvalitetsreference for temperaturforløbet i svejsningen. Dermed kan der automatisk genereres optimerede proces baseret off-line programmer for robotiseret svejsning. Målet for projektet er at kunne svejse stillingssvejsning på baggrund af automatisk procesbaseret off-line programmering på en udvalgt applikation på Lindø. I hvor stor udstrækning dette mål nås, afhænger af de udviklede modellers overensstemmelse med virkeligheden. Resultatet af dette skulle på sigt være forbedret svejsekvalitet af allerede robotiserede svejseprocesser bl.a. ved minimering af kast, samt automatisering af ellers ikke automatiserbare svejseopgaver. Gennem 2002 er der bl.a. i samarbejde med Simula Research Laboratory, Norway udviklet en overflademodel af smeltebadet til bestemmelse af deformation af smeltebadets overfalde. Overflademodellen er essentiel for simulering af fuld gennembrændt svejsning uden backing og stillingssvejsning, og den er et tillæg til den nuværende model baseret på varmeledning. I 2003 er den samlede numeriske model af svejseprocessen blevet kalibreret til en 5mm oven-ned I-søms applikation med 2mm gab og fuld gennembrænding uden backing. Den kalibrerede model er integreret med en styring baseret på Iterativ Læring. Det har muliggjort planlægning af procesvariablerne for svejsning, således at processen er optimeret mht. heat input, minimums opsmeltningsbredde og maksimum over- og undervulst. Dette har vist gode resultater, som har muliggjort en væsentlig reduktion i heat inputtet i forhold til manuel udførelse af den samme svejseapplikation og dermed en reduktion i deformationen af arbejdsemnet.     Finansieret af: Odense Stålskibsværft A/S samt Ministeriet for Videnskab, Teknologi og Udvikling. Deltagere: Institut for produktion, Aalborg Universitet, Odense Stålskibsværft A/S, Akademiet for de Tekniske Videnskaber (ATV) og Intelligent Welding Automation (som tredjepart). Vejleder: Hans Holm Institut 9 og virksomhedsvejleder Stefan Lambæk. Projektet blev forsvaret på Odense Staalskibsværft A/S den 10. juni 2005, og ph.d.-graden blev tildelt den 16. november 2005. (Peter V. Jeberg, Institut for Produktion, AAU)