Laser för Industri 4.0

– När man ersätter människors svetskunnande med svetsrobotar gäller det att skapa metoder som gör att roboten automatiskt kan mäta och anpassa svetsningen till variationer som finns i materialet. Min forskning handlar om att utveckla metoder som ger full kontroll över laserstrålens arbete i olika slags metaller, säger Morgan Nilsen som nyligen presenterade sin doktorsavhandling på Högskolan Väst.

Testat tre metoder

Tillsammans med Luleå universitet och forskningsinstitutet Swerim har han fokuserat på att hitta lösningar på två vanliga problem vid lasersvetsning. Ett av dem är hur man säkerställer att laserljuset alltid träffar på rätt plats i förhållande till svetsfogen, fogföljning. Det är ett krav för att svetsen ska bli stark och hållbar. Morgan Nilsen har undersökt tre olika metoder för att lösa det.

– Vid svetsning kan det i vissa fall vara svårt att se var skarven mellan två komponenter är, bland annat på grund av det starka ljus som uppstår vid svetsning. Efter flera experiment där en kamera använts för mätning medan svetsning pågår, har vi utvecklat en metod som gör det möjligt för roboten att både mäta och justera svetsfogen på ett effektivt sätt.

– Vi utforskade även två andra metoder för att mäta hur laserljuset är placerat i förhållande till fogen. Där använde vi dels en fotodiod, dels en optisk givare som kallas spektrometer.

Roboten förstår

Alla tre metoderna har utvecklats till väl fungerande verktyg för att roboten ska förstå och ha full kontroll över svetsprocessen. Det gör att industriföretag kan lägga mindre tid på efterkontroller och efterjusteringar. Men framför allt ger det högre och jämnare kvalitet på lasersvetsningen.

Morgan Nilsen har också undersökt två metoder som gör att roboten kan mäta gapets storlek och tillföra rätt mängd tillsatstråd vid svetsningen för att skapa en stark svetsfog.

– Båda metoderna visar sig fungera utmärkt. Med den här tekniken kan industriföretag på ett relativt enkelt sätt höja automatiseringsgraden i sin produktion. Idag lägger man stora resurser på fogpreparering, det vill säga att man justerar de komponenter som ska svetsas samman i förväg för att eliminera ojämnheter vid svetsningen. Det kravet minskar med den här tekniken.

Tanken är att ett nytt forskningsprojekt om mätning och styrning vid lasersvetsning ska ta vid efter det som Morgan Nilsen precis har avslutat.

Källa: Högskolan Väst