Mikroskopisch genau positionieren mit Antriebstechnologie auf Piezo-Basis

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IEF-Werner GmbH

Novotechnik Messwertaufnehmer OHG

isel Germany GmbH

Sicherheit hat Priorität

In modernen und flexiblen Produktionsumgebungen müssen Mensch und Maschine jedoch immer häufiger direkt nebeneinander arbeiten. Mithilfe der Nano-Line-Technologie lassen sich Montage- oder Transportvorgänge durchführen, während die Maschinenbediener in unmittelbarer Nähe des Montagesystems arbeiten. Der Mitarbeiter kann sogar jederzeit in den Montage- oder Transportvorgang eingreifen, ohne sich dabei zu verletzten. Sobald beispielsweise ein Greifer festgehalten wird, steht die entsprechende Achse sofort still, bis diese vom Maschinenbediener wieder freigegeben wird. Danach kann der zuvor begonnene Montage- oder Transportvorgang zu Ende geführt werden. Denn durch den eingebauten Absolutwertgeber weiß die Achse jederzeit wo sie steht.

Die Nano-Line-Technologie kommt unter anderem auch als Positioniereinheit von Silizium-Wafern zum Einsatz. Ihre Handhabung ist aufgrund großer Fertigungstoleranzen nur schwer automatisierbar. Die Wafer-Positioniereinheit von IEF-Werner ist Teil einer Gesamtanlage und dient für das Handling der Bauteile mit einem Außendurchmesser von 300 mm. Die Abweichung des Außendurchmessers beträgt fertigungsbedingt bis zu 0,2 mm.

Hohe Rundlauf-Genauigkeit

Ein Roboter legt den Wafer auf die Rotationseinheit. Diese fährt entlang einer Führung nach oben in die Bearbeitungsposition. Dort dreht die Einheit den Wafer mehrmals. Gefordert ist dabei allerhöchste Rundlauf-Genauigkeit. Zu diesem Zweck ist die Rotationseinheit mit einem Luftlager ausgestattet. Fertigungstoleranzen haben somit keinerlei Einfluss mehr auf die Rundlaufqualität. Angetrieben wird die Einheit über einen Piezoaktuator, der außen am Luftlager befestigt ist. Die Berührung erfolgt mit geringer Kraft und an einem winzigen Punkt. Die kleine Kontaktfläche genügt, um die Rotationseinheit in Bewegung zu setzen. Während der Drehung wird der Wafer durch ein hochpräzises Bildverarbeitungssystems vermessen. Danach entnimmt der Roboter das Bauteil.

Mit Piezoaktuatoren lassen sich damit ungewöhnliche Konzepte realisieren. Die größten Vorteile der Nano-Line-Technologie: Für den Menschen sind die kinetischen Energien ungefährlich und es lässt sich eine präzise Positionierbarkeit sicherstellen. Zwar schränken diese Vorteile die Nutzlast oder das zu handhabende Gewicht der Teile ein, trotzdem können Nano-Line-Antriebskomponenten vielseitig eingesetzt werden – eben wenn es um hohe Präzision und maximale Wiederholgenauigkeit in der Mikroproduktion geht. (jv)

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