Page - 84 - in Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen

84 4. SYSTEMTECHNIKUNDVERSUCHSAUFBAU Abbildung 4.30:Anordnung der Systemkomponenten im Induktionsschweißkopf mit den geometri- schenBedingungen:Draufsicht in Schweißrichtung (li.) undSeitenansicht (re.) [104]. Regelung mit den Verstärkerparametern einstellen. Der zweite wichtige Zusammenhang ergibt sich aus der thermografiespezifischenWinkelabhängigkeit des Emmissionsgrades. Dieser wird in Kapitel 4.3.4 untersucht und für dieAnwendung festgelegt. InAbbildung4.32sinddieRegelstrukturundderRegelkreisdargestellt.NebendervorliegendenOber- flächentemperaturϑist alsRegelgröße, derRückführgröße iI des analogenSignals desPyrometers und derFührungsgrößedesGeneratorstroms IG ist darindieRegelstreckedargestellt.DieStörgrößenwer- den durch die Variation desKoppelabstandes h, der abweichendenVorschubgeschwindigkeit vW und der veränderlichenmagnetischen Permeabilität µ dargestellt. Die Variation der Schweißgeschwindig- keitergibtsichdurchstarkeUmorientierungenderRoboterachsen.Dies führtzustarkenAbweichungen derGeschwindigkeit amToolCenterPoint (TCP).DieBeschreibungderRegelglieder ist inGleichung 4.35 bis 4.38 dargestellt: Regelgröße iI=KI · ϑist;KI : Pyrometerkonstanten ,Θ,Tt (4.35) Rückführgröße iI (4.36) Regelglied iD= IG− iI (4.37) Regelglied iD=KI ·ϑsoll−KI ·ϑist=KI ·(ϑsoll−ϑist) (4.38) Die Wahl der Führungsgröße ist unter den Überlegungen der technischen Umsetzbarkeit und dem Ansprechverhalten auf den Prozess erfolgt. Durch eine stufenlose Einstellung des analogen Steuersi- gnals kanndirektEinfluss aufdenGeneratorstromundsomit aufdenüberdieTransfomatorgleichung gekoppeltenSpulenstromzugegriffenwerden.EineVariationdesKoppelabstandes oderderVorschub- geschwindigkeit beeinflussen zwar auch die Energieeinbringung, bedürfen aber einerÜbersetzung der Führungsgröße ineinemechanischeBewegung,dessenAnsteuerungüberdasgeschlossenenSystemdes Schweißkopfeshinausgeht.EswäreeinentsprechendhoherAufwandnötig,umdieSignallaufzeitenzum RoboteroderdenLinearantriebdarzustellen,welches ein erhöhtesRisikobedeutet.DieRegelungüber denKoppelabstandhat einenweiterenNachteil, da eine entsprechendeBewegung imBereichvon1/10 und1/100mmmechanisch schwerdarstellbar ist, eine solcheÄnderung jedochbereits großenEinfluss auf die Energieeinbringung hat. Eine Veränderung der Frequenz ist aus anlagentechnischen Grün- dennichtmöglich.DasEinflussverhaltenwirddurch eineumfassendeVersuchsreihebestätigt.Hierbei wurden durch einen teilfaktoriellenVersuchsplanmit der Vermengung der anderen Faktoren die Be- einflussung des Schweißergebnises durchÄnderung jeweils eines Faktors untersucht.Die verwendeten Faktoren und jeweiligen Faktorstufen sind in Tabelle 4.2 aufgezeigt. Die Konsolidierungsparameter