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Große Flächen hochpräzise und nahtlos mit dem Industrieroboter strukturieren

Laserstrukturieren
Große Flächen hochpräzise und nahtlos mit dem Industrieroboter strukturieren

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(Bild: Fraunhofer IPT)

Um die technische Funktion, Haptik und Optik von Werkstücken zu beeinflussen, werden große Flächen per Laser strukturiert. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie (IPT) aus Aachen hat im Forschungsprojekt „Robotex“ ein intelligentes System dazu entwickelt: Es befähigt den Industrieroboter, großflächig, hochpräzise und nahtlos mit dem Laser zu strukturieren, ganz ohne den zusätzlichen Einsatz kosten- und wartungsintensiver Technik.

Industrieroboter sind wesentlich günstiger als konventionelle Anlagen für das großflächige Laserstrukturieren. Die systembedingten Ungenauigkeiten des Roboters kompensieren die Aachener Ingenieure durch eine kamerabasierte, intelligente Positioniermethode.

Zuerst werden mit dem Laser auf der zu strukturierenden Oberfläche Markierungen eingebracht, die später als Ankerpunkte für die Textur dienen. Für das Strukturieren muss der Roboter den Laser nun an die richtige Stelle bewegen. Dabei wird die Ungenauigkeit des Roboters toleriert: Eine integrierte Kamera erkennt die Abweichung von der geplanten Position, die über eine adaptive Bahnplanung korrigiert wird. Die anfangs eingebrachten Markierungen verschwinden Schicht für Schicht durch die Strukturierung des Lasers.

Das neue System lässt sich in das vom Fraunhofer IPT entwickelte „Multi-Technology Robot System for Adaptive Manufacturing“ (Mira) integrieren. Mira bündelt mehrere Fertigungstechnologien wie das Bohren, Polieren oder Schleifen mittels einer Adapterplatte am Roboterkopf in einer einzigen lasergeschützten Roboterzelle. Dadurch lassen sich verschiedene Fertigungstechnologien in einem einzigen hybriden Fertigungssystem integrieren. Durch ein 3D-Digitalisierungssystem lässt sich die Qualität der einzelnen Fertigungsschritte ohne Umspannen überprüfen. Der Industrieroboter ist auf einer Linearachse befestigt, wodurch sich die gesamte Aufspannfläche von 4 m x 2,5 m ausnutzen lässt.

www.ipt.fraunhofer.de



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