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Bei der Konfektionierung von Glasfaserkabeln verursacht die manuelle Montage der Steckverbinder bislang anteilig die höchsten Kosten. Mit der Anlage von Claus Scholpp und Jochen Krieger können Lichtwellenleiter erstmals automatisch vorkonfektioniert und prozeßüberwacht in Steckverbinder gefügt werden.
In der Informations- und Kommunikationstechnik werden zunehmend Lichtwellenleiter (LWL) zur Signal- und Datenübertragung eingesetzt. Die Verlegung der Glasfaser bis hin zum Arbeitsplatz läßt für die Zukunft einen enormen Umsatz- und Stückzahlanstieg bei der Konfektionierung von Lichtwellenleiter-Steckverbindern erwarten. Höhere Kosten bei der Implementierung von Glasfasern dämpfen diese Entwicklung jedoch bislang. Hauptkostenblock eines konfektionierten Kabels (Patchcoard) ist die Montage der Steckverbinder.
Bei der Konfektionierung von Lichtwellenleiterkabeln werden an eine bruchempfindliche Glasfaser - Außendurchmesser: 125 µm - Steckverbinder angebracht. Die Faser muß dabei in eine Keramikferrule mit einem Durchmesser von 126 - 130 µm gefügt werden.Diese Montage erfolgt bislang noch immer ausschließlich manuell, da es am Markt keine automatisierten Betriebsmittel und keine Verfahren gibt. Claus Scholpp und Jochen Krieger haben am Fraunhofer IPA eine Anlage entwickelt und realisiert, mit der automatisch Lichtwellenleiterkabel vorkonfektioniert und anschließend prozeßüberwacht in die Steckverbinder gefügt werden können.
Bei ihrer Entwicklung wird die Glasfaser nach dem Abmanteln und Entcoaten auf der Hauptachse vor dem Steckverbinder positioniert. Hierzu greift ein Handhabungsgerät das Kabel, führt die Faser zur Vermessung zwischen zwei Laserlichtschranken (x- und y-Ebene) und unter eine CCD-Kamera (x- und z-Ebene) und justiert sie anschließend exakt auf der Steckverbinderhauptachse. Beim folgenden Fügen der Faser dürfen die Fügekräfte die vorher theoretisch ermittelten, maximal zulässigen Kräfte nicht überschreiten.
Der Fügebereich wurde in vier Phasen eingeteilt, wobei vor Prozeßbeginn für jede einzelne Phase die entsprechenden Knick- und Biegekräfte der Faser bestimmt werden. Die Erfassung der Fügekräfte erfolgt parallel zum Fügeprozeß. Die Robotersteuerung vergleicht diese Daten dann laufend mit den maximal zulässigen Werten. Werden die Fügekräfte durch Störungen zu groß, wird der Prozeß gestoppt, die Faser zurückgezogen und der Fügeprozeß beginnt von vorne. Läßt sich die Faser - z. B. wegen zu geringer Toleranzen - auch beim nächsten Mal nicht fügen, muß ein neuer Steckverbinder bereitgestellt werden.
Mit der Versuchsanlage konnte am Beispiel typischer Komponenten die technische Machbarkeit der automatischen Montage von Glasfaser-Lichtwellenleitern in Steckverbinder aufgezeigt werden. Durch die Weiterentwicklung der Teilsysteme und die Integration weiterer Montageprozesse in die Anlage kann man künftig mit dem industriellen Einsatz von automatischen Systemen bei der Montage von Glasfaser-Lichtwellenleiter rechnen. Insbesondere bei der Serienfertigung läßt sich das entwickelte Verfahren wirtschaftlich einsetzten und trägt zur Qualitätssteigerung sowie zur Reduzierung von Ausschuß bei.
Ihre Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Nobelstraße 12, 70569 Stuttgart
Dipl.-Ing. Claus Scholpp, Telefon 0711/970-1216, Telefax 0711/970-1006, e-mail css@ipa.fhg.de
Dipl.-Ing. Jochen Krieger, Telefon 0711/970-1294, Telefax 0711/970-1006, e-mail jnk@ipa.fhg.de
Criteria of this press release:
Information technology, Mechanical engineering
transregional, national
Research projects
German
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