Prozessentwicklung und Inbetriebnahme in der automatisierten Lasermontage (MANUNET-DeLas)

Problemstellung
Die Montage stellt innerhalb der Produktion von optischen Bauteilen, beispielsweise in der Herstellung von Lasern, eine hohe Wertschöpfung und damit eine Schlüsseltechnologie dar. Dabei werden oft auf Grund kleiner Stückzahlen enorme Anforderungen an die Flexibilität und Wandlungsfähigkeit der Montagesysteme und Prozesse gestellt. Ein hoher Automatisierungsgrad ging bisher mit der Verringerung der Flexibilität von Montagesystemen einher. Präzise Montagearbeiten mussten häufig von Hand durchgeführt werden. Während bei Montagevorrichtungen mit modularen und konfigurierbaren Anlagenkonzepten bereits vielversprechende Fortschritte erzielt wurden, mangelte es an passenden Softwarelösungen, die eine effiziente Ausnutzung der zur Verfügung gestellten Flexibilität ganzheitlich von der Produktentwicklung über die Anlagenplanung bis zur Inbetriebnahme berücksichtigen.

Zielsetzung
Das Forschungsprojekt DeLas hatte zum Ziel, eine innovative softwareunterstützte Entwicklungsumgebung für Abläufe in der flexibel automatisierten Präzisionsmontage am Beispiel optischer Komponenten und Laser zu erarbeiten. Damit wurde die bestehende Lücke zwischen der Produktentwicklung, der zugehörigen Montageanlagenplanung und -inbetriebnahme sowie der Prozessautomatisierung in der Mikromontage geschlossen.

Vorgehensweise
Dazu wurden bestehende Software-Werkzeuge aus der Produktentwicklung und Optiksimulation um eine Entwicklungsumgebung für Montageprozesse erweitert. Hierbei mussten Datenformate und Schnittstellen für Modell- und Simulationsdaten aus dem Produktentstehungsprozess definiert werden. Darüber hinaus wurden Methoden für Montageprozesse definiert und grafische Benutzeroberflächen zu deren Einsatz in der Prozessprogrammierung implementiert. Anschließend wurden für aktuelle Produktbeispiele der Endanwender individuelle Montagestrategien erarbeitet. Die entwickelte Software wurde in eine bestehende Umgebung für die virtuelle Produktion integriert und anhand konkreter industrieller Montageprozesse demonstriert.

Anwendungspotential
Die entwickelte Software vereinfacht die integrierte Prozessentwicklung für die Montage. Die Entwicklungsaufwände und -kosten sinken bei gleichzeitiger Erhöhung der Stückzahlflexibilität. Die innovative Software kann auch in weiteren Branchen, in denen anspruchsvolle Kleinserienmontage vorherrschend ist, wie z. B. in der Mikrosystemtechnik, der Mechatronik oder der Medizintechnik, zum Einsatz kommen. Die Beteiligung führender spanischer Unternehmen der Messtechnik steigert die internationale Attraktivität der softwareunterstützten Entwicklungsumgebung.

• Coherent LaserSystems GmbH & Co. KG
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• INGENERIC GmbH
• MA micro automation GmbH
• RWTH Aachen