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Photo von Heinz Wörn

Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Heinz Wörn

Professor im Ruhestand
Tel.: +49 721 608-44006
Fax: +49 721 608-47141
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Zur Person

Professor Wörn studierte Elektrotechnik an der Universität Stuttgart und promovierte dort am Institut für Werkzeugmaschinen mit seiner Arbeit zu dem Thema "Mehrprozessorsteuerungssystem für Werkzeugmaschinen mit standartisierten Schnittstellen". Im Anschluss arbeitete er bei KUKA Schweißanlagen und Roboter GmbH, wo er eine leitende Stellung in Forschung und Entwicklung inne hatte. Professor Wörn ist ein international anerkannter Experte für Roboter und Automation. Seine Erfahrung umfasst Roboteranwendungen, Robotersteuerungen und Sensoren für Roboter, sowie deren Programmmierung und Simulation. Seit 1997 leitet er das Institut für Prozessrechentechnik, Automation und Robotik der Universität Karlsruhe als Professor für "Komplexe Systeme in Automation und Robotik".

Forschungsgebiete

  • Planung, Programmierung, Steuerung, Diagnose und Sensorsysteme für Industrieroboter
  • Autonome, mobile Roboter, Mikroroboter, Serviceroboter, Teleroboter, Autonome Fahrzeuge
  • Planung und Simulation von Anlagen und Fabriken
  • Roboter- und sensorgestützte Chirurgie
  • Mikromontage
  • Modellierung komplexer Systeme in Produktion und Medizin

Analysis of the short-pulsed CO2 laser ablation process for optimizing the processing performance for cutting bony tissue

AutorM. Mehrwald, J. Burgner, C. Platzek, C. Feldmann, J. Raczkowsky, H. Wörn
Jahr2010
Veröffentlicht inProc. SPIE, Vol. 7562
KurzfassungRecently we established an experimental setup for robot-assisted laser bone ablation using short-pulsed CO2 laser. Due to the comparable low processing speed of laser bone ablation the application in surgical interventions is not yet feasible. In order to optimize this ablation process, we conducted a series of experiments to derive parameters for a discrete process model. After applying single and multiple laser pulses with varying intensity onto bone, the resulting craters were measured using a confocal microscope in 3D. The resulting ablation volumes were evaluated by applying Gaussian function fitting. We then derived a logarithmic function for the depth prediction of laser ablation on bone. In order to increase the ablation performance we conducted experiments using alternate fluids replacing the water spray: pure glycerin, glycerin/water mixture, acids and bases. Because of the higher boiling point of glycerin compared to water we had expected deeper craters through the resulting higher temperatures. Experimental results showed that glycerin or a glycerin/water mix do not have any effect on the depth of the ablation craters. Additionally applying the acid or base on to the ablation site does only show minor benefits compared to water. Furthermore we preheated the chemicals with a low energy pulse prior to the ablation pulse, which also showed no effect. However, applying a longer soaking time of the chemicals induced nearly a doubling of the ablation depth in some cases. Furthermore with this longer soaking time, carbonization at the crater margins does not occur as is observed when using conventionally water spray.
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