Mini-Transponder für Werkzeuge Exakte Ortsbestimmung am Handarbeitsplatz

Mini-Transponder des Fraunhofer IZM ermöglicht eine genaue Ortsbestimmung.
Mini-Transponder des Fraunhofer IZM ermöglicht eine genaue Ortsbestimmung.

Um sicherheitsrelevante Verschraubungen in der Industrie mit einem Ortsbezug zu protokollieren, hat das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) zusammen mit Projektpartnern im Forschungsprojekt NaLoSysPro einen miniaturisierten Transponder entwickelt.

Winkel und Drehmoment vom Schrauber entscheiden darüber, ob eine Verbindung hält. Dies gilt auch für sicherheitsrelevante Verbindungen. Solche manuell gefertigten Schraubverbindungen – zum Beispiel in der Autoindustrie – zu überwachen und zu protokollieren, war das Ziel der Fraunhofer-Forscher und acht weiteren Projektpartnern im Forschungsprojekt »Nahfeldlokalisierung von Systemen in Produktionslinien« (NaLoSysPro). Es wurde vom BMBF gefördert und 2018 erfolgreich abgeschlossen.

Zur Aufgabenstellung des Forschungsprojektes NaLoSysPro gehörte die Bestimmung der genauen Position des Schraubwerkzeuges am Handarbeitsplatz. Die ermittelten Positionsdaten werden mit verschraubungsrelevanten Parametern, wie beispielsweise dem Drehmoment, in einer Datenbank abgelegt. Jeder Montageschritt wird somit einem kompletten Datensatz zugeordnet, anhand dessen Schraubprozesse evaluiert und Prozessabweichungen zurückverfolgt werden können. Möglich wird diese genaue Evaluierung der Fertigungsprozesse durch vier im Bereich des Handarbeitsplatzes fest installierte Radarstationen und einem mobilen Transponder am Schraubwerkzeug. Der Transponder sendet Signale an die Radarstationen, die wiederum mithilfe von Algorithmen die aktuelle Position des Transponders berechnen.

Entwickelt und aufgebaut wurde der miniaturisierte Transponder vom Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM). Bei der Entwicklung wurden verschiedene Kernkompetenzen des Fraunhofer IZM anwendungsspezifisch weiterentwickelt: Hierzu zählt beispielsweise die Bumping-Technik für Einzelchips – eine Technik, die speziell für Forschungs- und Entwicklungsprojekte interessant ist, in denen ganze Silizum-Wafer zu teuer oder nicht verfügbar sind. Darüber hinaus konnten Erfahrungen im Bereich der Transpondertechnik und der Antennenintegration für Radaranwendungen gesammelt werden.