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92 4. SYSTEMTECHNIKUNDVERSUCHSAUFBAU
Abbildung 4.39:Automatisierter Induktionsschweißkopf zurVersuchsdurchführung.
genormteModule. Die detailierte Beschreibung ist inAbbildungA.41 imAnhangA.5 zu finden.Der
MPS 630 Roboter-Werkzeugwechsler ist über eine direkte Anbindung am Roboterflansch bzw. In-
duktionsschweißkopf verschraubt.DieAnsteuerungderDruckluftventile zur aktivenEntriegelung des
Werkzeugwechslers, um dasWerkzeug aufzunehmen oder abzulegen, sowie das Abschalten der Leis-
tungsversorgung erfolgen über eine Roboterapplikation. Zur Inbetriebnahmewurden die Aufnahme-
undAblageroutinen programmiert.
Neben derVerbindung dermechanischenKomponenten zurVersorgung des Induktionsschweißkopfes
ist eineAuswahl des angekoppeltenWerkzeuges über denRoboter unddie Schweißsteuerungnotwen-
dig, umdie Schweißkopfansteuerung zu ermöglichen. Die eindeutige Identifikation des Schweißkopfes
erfolgt über eine Codierung an der werkzeugseitigenWechslerkomponente. Umdie Entriegelung der
mechanischen Anbindung zu aktivieren, ist die Freigabe über einen Induktiven-Näherungsschalter
(INI) notwendig. Das Freigabe-Bit wird gesendet, sobald der an derWerkzeugablage fest montierte
Indikator sich imSensorbereich des aktiven INIs an derRoboterseite befindet.
DasWerkzeugwechselsystem ermöglicht in der Versuchsanlage die platzsparende und kostengünstige
Untersuchung undAbsicherung verschiedener Schweißeinheiten.
Schweißkopf
Der Induktionsschweißkopf, wie er inAbbildung 4.39 zu sehen ist, besteht aus dreiGrundelementen:
derzentralenGrundplatte,aufwelcherdasWerkzeugwechselsystemangeflanscht ist,dieLinearführung
sowiederMontagesockel desTransformator-AußenkreisesunddieLinearführungderKonsolidierungs-
rolle. ZumBetrieb des Schweißkopfes sind folgendeMedien notwendig, die über dasWerkzeugwech-
selsystemautomatisiert gekoppelt und getrenntwerden:
• 24VDCVersorgung fürAntriebe, Sensoren undKommunikationsmodule
Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen
Inhaltsverzeichnis
- Abkürzungen XIV
- Symbolverzeichnis XVI
- 1 Einleitung 1
- 2 Stand derTechnik 11
- 2.1 ThermoplastischeKunststoffe 11
- 2.1.1 Grundlagen undEinteilung derKunststoffe 11
- 2.1.2 Werkstoffeigenschaften vonThermoplasten 12
- 2.1.3 FaserverstärkteThermoplaste 16
- 2.1.4 Herstellverfahren vonHalbzeugen undBauteilenmit thermoplastischerMatrix 21
- 2.1.5 Konsolidierung vonThermoplasten 22
- 2.1.6 Betrachtung des Schmelzschweißprozesses bei Thermoplasten 23
- 2.1.7 Prüfmethoden 23
- 2.1.8 Ermüdungsverhalten 29
- 2.1.9 ThermischeKunststoffkennwerte 31
- 2.1.10 BildgebendeAnalyseverfahren 32
- 2.1.11 Schadensanalyse 33
- 2.2 Grundlagen der induktivenErwärmung 33
- 2.3 Erwärmung carbonfaserverstärkterKunststoffe 44
- 2.4 Schweißbarkeit 48
- 2.5 Modelle zurmathematischenBeschreibung 51
- 2.1 ThermoplastischeKunststoffe 11
- 3 Aufgabenstellung 53
- 4 Systemtechnik undVersuchsaufbau 55
- 5 Plastifizierung derMatrix 97
- 6 Rekonsolidierung und Schweißnahteigenschaften 151
- 7 FertigungstechnischeUmsetzung 171
- 8 Zusammenfassung 177
- Literaturverzeichnis 178
- Abbildungsverzeichnis 189
- Tabellenverzeichnis 197
- A Zeichnungen, Tabellen undErklärungen 199
- A.1 Werkstoffeigenschaften undDatenblätter 199
- A.2 Numerische Lösungsverfahren 213
- A.3 Datenblätter und Spezifikation derAnlagentechnik 215
- A.4 Berechnungen zu den Strömungszuständen in derKonsolidierungsrolle 224
- A.5 Komponenten undProgrammumgebung derVersuchs-anlage 231
- A.6 Optimierungsmethode 234
- A.7 Festigkeitsuntersuchung 245
- A.8 Prozessfenster 246
- A.9 Prozessfähigkeitsuntersuchung 247
- B Veröffentlichungen 249