Funktionsintegriertes Handhabungssystem zur geometrieflexiblen, positionsgenauen Einzellagenstapelung in der Brennstoffzellenstackfertigung

Bei der vorliegenden Arbeit handelt es sich um eine empirische Untersuchung erzielbarer Genauigkeiten in der Brennstoffzellenstackfertigung sowie der Qualifikation eines neuartigen Systems zur funktionsorientierten Ausrichtung der Bipolarplatte. Für die Bipolarplatte wird ein Greifer entwickelt, der dazu in der Lage ist, die Position des Bauteils während des Greifens zu bestimmen. Hierfür sind zwei Kameras in das Greifsystem integriert. Anhand des erzeugten Bildes wird anschließend eine Verarbeitung durchgeführt, um Positionsverschiebungen detektieren zu können. Dabei wird ein Ansatz erarbeitet, der auf einer Phase Cross Correlation und damit einer Auswertung im Frequenzbereich beruht. Durch Anpassungen wird der Auswerte-algorithmus weiter optimiert und anhand von Referenzmessungen qualifiziert.
Anschließend wird der Greifer an einem Industrieroboter montiert. Dabei wird bei einer unzureichenden Bereitstellungsgenauigkeit mit einer Standardabweichung von s = 0,25 mm in beide Ebenenrichtungen eine Positionierung mit einer Standard-abweichung von s < 12 µm erzielt. Zuletzt werden die quantifizierten Toleranzen bewertet, um daraus Priorisierungen für präzise Montagevorgänge ableiten zu können.