LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Batteriemodul aus 18650- Batteriezellen kontaktiert mittels Laserstrahlmikroschweißen. Dieses Modul entstand in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt im Rahmen des Projekts evTrailer.
Quelle: © Fraunhofer ILT, Aachen.
18.10.2017 Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen. Im Mittelpunkt steht der LBR iiwa der Kuka Roboter GmbH aus Augsburg: Der nach Firmenaussagen erste in Serie gefertigte sensitive Leichtbauroboter (LBR) ermöglicht als „intelligent industrial work assistant (iiwa)“ die enge Zusammenarbeit von Mensch und Roboter.

Die Aachener haben an den kollaborierenden Roboter (Cobot) unter anderem eine Relay-Optik und einen Abstandshalter montiert. Dieser sorgt dafür, dass die Optik die für den Prozess nötige Distanz (Brennweite) einhält. Der LBR iiwa „fühlt“, wann der Abstandshalter die Schweißstelle berührt und der Schweißprozess startet. Die Schweißstellen befinden sich dank des Abstandhalters und des fühlenden Roboters immer in konstantem Abstand zur Linse.

In München demonstriert das Fraunhofer ILT anhand von konkreten Anwendungen, wie sich der Mikrofüge-Prozess in der Batterietechnik mit Hilfe dieses Leichtbauroboters präziser und prozesssicherer gestalten lässt.

Alle Einsatzmöglichkeiten weisen auf die Vorteile des neuen roboterunterstützten Verfahrens hin, bei dem der Anwender den Roboter direkt zum Einsatzort führt. Es erspart das bisherige, aufwändige Suchen der Fokuslage und das umständliche Positionieren des Lasers. Außerdem garantiert der Abstandhalter, dass sich die Fokuslage während des Fügens nicht verändert. Zusätzlich sorgt er für ein Andrücken des Verbinders an das Werkstück beziehungsweise an die Batterie. Aufwändige Spannvorrichtungen sind daher überflüssig oder können weniger komplex ausfallen.

Der Anwender dürfte das mechanische Einhalten der Entfernung der Optik zur Schweißstelle besonders dann schätzen, wenn er Fertigungstoleranzen oder unterschiedliche Höhen ausgleichen muss. In diesen anspruchsvollen Situationen mit ihren meist sehr komplexen Geometrien arbeitet das roboterunterstützte LaserTAB deutlich präziser als herkömmliche Verfahren.

Mehr über LaserTAB erfahren Interessenten auf der productronica vom 14. bis zum 17. November 2017 in München.

Kontakt: Johanna Helm, Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
johanna.helm@ilt.fraunhofer.de