Self-adapting laser joining system for fast reconfigurable assembly systems (MANUNET-LASERDAPT)

Problemstellung
Die zunehmende internationale Verflechtung bei der Entwicklung und Herstellung innovativer Produkte spielt für die Produktionsforschung eine wesentliche Rolle. Aus diesem Grunde wurde das Netzwerk MANUNET im europäischen Forschungsraum (ERA-Net) gegründet. Die Forschungsaktivitäten von maßgeblichen europäischen Regionen und Ländern im Bereich der Produktionstechnologien werden dadurch koordiniert.
Die deutschen Unternehmen erhalten durch eine Beteiligung an MANUNET den Zugang zum Know-how anderer europäischer Partner und können neue Märkte erschließen. Damit wird entsprechend der Hightech-Strategie der Bundesregierung die internationale Position Deutschlands gestärkt.
Dabei werden gemeinsam Lösungsvorschläge auf drängende Herausforderungen bei der Entwicklung von Produktionssystemen und -komponenten erarbeitet, die sich automatisch an veränderte Geschäfts- und Produktionsziele sowie an neue Anforderungen des Marktes und der Technik anpassen. Besondere Schwerpunkte dabei sind flexible schnell anpassbare Maschinen und Anlagen.

Zielsetzung
Für die Montage mikro- und feinwerktechnischer Produkte sowie für Fügeaufgaben in der Elektrotechnik und der Photovoltaik ist ein neuer hochintegrierter Ansatz aus Greif-, Positionier- und Fügewerkzeugen nötig. Mit der Kombination eines flexiblen Greif- und Spannsystems und eines schnellen optischen Galvanometerscanners sowie einer hochauflösenden Bildanalyse wurde ein integriertes selbstadaptierendes Montage- und Fügesystem auf der Basis schneller Laserschweißprozesse entwickelt, das die jetzigen Zykluszeiten verkürzt und die Montagequalität, z.B. bei Photovoltaik-Modulen, signifikant erhöht.
Das neue Pick&Join-Werkzeug ermöglicht eine automatische Anpassung des Bearbeitungswerkzeugs Laser an die jeweilige Aufgabe und erlaubt eine schonende Montage und Fügetechnik in einem einzigen Arbeitsschritt.

Vorgehensweise
Im Detail sollten mit der neuen Technik die folgenden Ziele erreicht werden:
– Aufnahme, Positionierung, Spannen und Fügen in einem einzigen Arbeitsschritt mit einem hochintegrierten Pick&Join-Werkzeug auf der Basis hochbrillanter Scheiben oder Faserlaser mit Genauigkeiten kleiner 10 µm.
– Selbstadaptierender Montage- und Fügeablauf auf der Basis einer hochauflösenden Bildverarbeitung, die in das Pick&Join-Werkzeug integriert ist und Fügegenauigkeiten

• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• RJ Lasertechnik GmbH
• Schulz Systemtechnik GmbH, Obersöchering Landkreis Weilheim-Schongau
• Strama - MPS Maschinenbau GmbH & Co. KG