Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg

Justieren vormontierter Systeme mit dem Nd:YAG-Laser unter Einsatz von Aktoren



Datum: 06.04.2001


Autor


Berichterstatter

  • Prof. Dr.-Ing. M. Geiger
  • Prof. Dr.-Ing. K. Feldmann, Universität Erlangen

Im Bereich der Mikrotechnik gibt es nur wenige Verfahren zum hochgenauen Justieren von positionsempfindlichen Komponenten. Das Laserstrahljustieren stellt hierbei ein innovatives Verfahren dar, um beliebige Bauteile hochgenau und berührungslos im bereits vormontierten Zustand zu justieren. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Grundlagen des Laserstrahljustierens unter Einsatz von Aktoren, die mit einem Nd:YAG-Laser bestrahlt werden, erarbeitet. Dabei wurden zunächst die Grundlagen beim Bestrahlen von Aktorgrundgeometrien systematisch untersucht. Neben Experimenten wurden auf der Basis der Finiten Elemente Methode thermomechanische Berechnungen durchgeführt sowie analytische Modelle entwickelt, um das Prozessverständnis zu vertiefen. Um den thermisch induzierten Eigenspannungszustand aus Stabilitätsgründen zu verbessern, wurde in Anlehnung an das Flammentspannen das Verfahren des Laserstrahlentspannens eingeführt. Für den Einsatz des Laserstrahljustierens in der Serienfertigung wurde ein Regelkreis vorgestellt und ein aktorunabhängiges Berechnungsmodul entwickelt. Dieses ermittelt, ausgehend vom Verhalten des eingesetzten Aktors, die notwendigen Laserparameter sowie Bestrahlungspositionen, um mit einer minimalen Anzahl von Bestrahlungen und Messungen eine vorgegebene Genauigkeit zu erreichen. Somit kann ein automatisiertes Justieren mit dem Laser realisiert werden. Die gewonnenen Erkenntnisse können in allen Bereichen der Mikrotechnik eingesetzt werden, wo Bauteile in der Serienfertigung hochgenau justiert werden müssen.