Mikromontage Präzisionsmontage-Anlagen müssen flexibel und anpassungsfähig sein

Die zukünftige Generation automatisierter Präzisionsmontageanlagen wird automatisch rekonfigurierbar und flexibel an Hard- und Software anpassbar sein, so Martin Freundt, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in Aachen.

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Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Herr Freundt, welche Trends prägen die Entwicklung der Mikromontage?

Freundt: Die vormals reinen Mikroprodukte entwickeln sich zunehmend in Richtung komplexerer Baugruppen, bei denen Mikrobauteile und größere makroskopische Bauteile im Bereich mehrerer Zentimeter miteinander montiert werden müssen. Wir sprechen in diesem Zusammenhang von der „Präzisionsmontage“, die sich durch die für beide Bereiche typische extrem hohe Montagepräzision bis zu 100 nm ausgezeichnet. Ein sehr gutes Beispiel ist die Montage von Diodenlaserbaugruppen, wo kleine Optiken hochpräzise justiert und montiert werden müssen. Dies neue Gebiet stellt gesteigerte beziehungsweise teilweise neue Ansprüche an die Handhabungstechnik. Eine Herausforderung ist der durch die Beteiligung größerer Bauteile verursachte Bedarf an Arbeitsraum und die Anzahl der für die Montage erforderlichen Freiheitsgraden hochpräziser Handhabungssysteme. Marktgängige hochpräzise Systeme verfügen zunehmend über unzureichenden Arbeitsraum oder fehlende Freiheitsgrade um die an uns herangetragenen Montageaufgaben zu automatisieren.

Welche Bedeutung hat mittlerweile die Mikromontage?

Freundt: Die Präzisions- und Mikromontage stellt bei allen hybriden Produkten, bei denen dreidimensionale Bauteile oder verschiedene Materialien zu präzise arbeitenden funktionalen oder miniaturisierten Baugruppen zusammengebracht werden müssen eine Schlüsseltechnologie dar. Typische Anwendungsgebiete sind im Bereich der Montage von Sensoren, optischen Systemen und medizintechnischer Produkte angesiedelt.

Stellt die Mikromontage hohe Anforderungen an Handlingeinrichtungen?

Freundt: Ja, Mikro- und auch Präzisionsprodukte stellen hohe Anforderungen an die Flexibilität und Präzision der Handhabungseinrichtungen. Viele hochpräzise Produkte erfordern während ihrer Produkteinführungsfrage automatisierte Montagevorgänge, die jedoch bei geringen Stückzahlen wirtschaftlich realisiert werden müssen. Um diese Produkte erfolgreich auf den Markt bringen zu können, muss diese Phase der Markteinführung trotz der geringen Stückzahlen wirtschaftlich automatisiert werden können. Dafür ist eine hohe Flexibilität der erforderlichen Handhabungstechnik essentiell, weil dies die Kosten für die Gestaltung und Einrichtung einer automatisierten Monate entscheidend beeinflusst.

Welche Probleme müssen derzeit noch gelöst werden?

Freundt: Derzeit arbeiten wir an der Entwicklung von hoch präzisen Montageköpfen, die es ermöglichen werden, herkömmliche Positioniersysteme für die Präzisions- und Mikromontage einzusetzen. Mit diesen aktiven Montageköpfen, die sowohl aus spezieller Sensorik als auch einer hochpräzisen Feinjustageeinheit bestehen, wird es möglich, hochpräzise Justagevorgänge auf der Basis konventioneller Robotertechnik zu realisieren. Auch die funktionelle Erweiterung existierender Präzisionsmontagesysteme bei Kunden steht im Fokus aktueller Arbeiten des Fraunhofer IPT. Diese Erweiterungen können beispielsweise zusätzliche Freiheitsgrade und/oder eine erweiterte Flexibilität der Greifwerkzeuge umfassen.

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