Kraftgeregeltes berührungsloses Handhaben und Fügen mittels Leistungsultraschall

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Die Entwicklung immer empfindlicherer Bauteile und Oberflächen, beispielsweise in der Mikrosystemtechnik, führt zur Notwendigkeit neuer Lösungsansätze in der Handhabungs- und Fügetechnik. Auf Leistungsultraschall basierende, berührungslos arbeitende Systeme bieten die Möglichkeit, einen Handhabungsprozess ohne mechanischen Kontakt zwischen Bauteil und Greifer zu erreichen. Der derzeitige Stand der Entwicklung dieser Technologie ist ausreichend, um erste Funktionsmuster zu realisieren. Jedoch ist es bislang nicht möglich, Handhabungswerkzeuge für die Aufbringung von definierten Kräften auf die sehr empfindlichen Bauteile auszulegen. Um dies zu erreichen, soll in diesem Forschungsvorhaben eine grundlegende, strukturierte Untersuchung und Beschreibung des Gesamtsystems, das aus den elektrischen und mechanischen Komponenten des Ultraschallerzeugers, dem Luftspalt und dem Bauteil besteht, durchgeführt werden. Im ersten Jahr werden dafür die strömungsmechanischen Vorgänge im Luftspalt simuliert. Das Ergebnis dieser Untersuchungen soll als Grundlage für die Einstellung der Prozessparameter dienen. Der Schwerpunkt im zweiten Projektjahr liegt in der Analyse und Auslegung von Schwingungserzeugern zur berührungslosen Handhabung. Auf sowohl theoretischem als auch experimentellem Wege soll ein Verfahren zur optimalen Schwingerkonfiguration entwickelt werden. Die erarbeiteten Ergebnisse sollen in einem Folgeantrag beispielhaft zur integrierten Kraftüberwachung genutzt werden.