Case: Mikrooptik

Genauere Fertigung

Sehr präzise Mikromontage
Automotive

      18-10-2017

In Autos findet man immer häufiger Kameras – im Rückspiegel, in den Scheinwerfern und Rückleuchten und sogar im Armaturenbrett. Diese Kameras gewährleisten die Sicherheit der Fahrzeuginsassen. Mikrooptiken sind die optischen Bestandteile der Kamera, die ein Bild erzeugen. Ein hochwertiges Bild wird nur erzeugt, wenn diese optischen Teile sauber sind und mit hoher Präzision montiert werden. Der nachfolgende Fall beschreibt, wie unsere Kunden ihre Mikrooptik-Produkte mit sehr hoher Präzision und in großen Mengen montieren können.

GROßE MENGEN MIT SEHR HOHER PRÄZISION

Kundenbedürfnisse und -ziele

Unsere Kunden arbeiten im dynamischen Markt für Optiken und sehen sich häufig mit plötzlich ändernden Bedürfnissen und strikten Qualitätsanforderungen konfrontiert. Für diesen Markt wird eine Produktionslösung benötigt, die flexibel ist und an die künftige Produktherstellung angepasst werden kann. Weitere Merkmale dieser Produktionslösung: sie muss einen hohen Produktionsmix und große Mengen mit sehr hoher Präzision in einer sauberen Umgebung herstellen können.

IMS Herausforderungen und -Lösung

Die Produktqualität ist für unsere Kunden sehr wichtig. Um die bestmögliche Qualität sicherzustellen, müssen die Mikrooptik-Produkte mit sehr hoher Präzision hergestellt und montiert werden. Je genauer die Montage erfolgt, desto besser wird die Bildqualität sein, die mit den Mikrooptik-Produkten erzielt wird. Um diese sehr genaue Montage zu ermöglichen, muss die Stelle, an der die Komponenten montiert werden, gesichtet und gemessen werden. Wir haben für diesen Zweck eine spezielle Lösung entwickelt, mit deren Hilfe wir die Komponenten handhaben und positionieren können.

Bei dem speziellen Visionsystem wird eine Negativperspektive verwendet, die es uns ermöglicht, in einem Bild zwei aufeinanderliegende Komponenten zu sehen, selbst wenn die Komponenten identische Abmessungen besitzen. Anhand des von dem Visionsystem erzeugten Bild berechnen wir den relativen Versatz zwischen den beiden Komponenten, um sie mit hoher Präzision ausrichten zu können. Anschließend können wir die Komponenten mit höchster Präzision aufeinander- oder ineinanderfügen. Ein maßgearbeiteter Linearmotor positioniert die Teile im richtigen Verhältnis zueinander. Die Präzision beträgt dabei weniger als 1 Mikrometer. Wenn die Komponenten bewegt werden, führen wir die erforderliche Korrektur an beiden Teilen gleichermaßen durch.

Mikro Optik | IMS-nl.com

INTERGRIERTE MONTAGEPROZESSE

Mikro Optik | IMS-nl.com

PROZESSMODULE IN DER MODULAREN PRODUKTIONSLINIE

Modulare Produktionslinie

Als Basis für die gesamte Produktionslinie, die wir gebaut und geliefert haben, verwenden wir unsere modulare Automatisierungsplattform IMS ProMu. Bei dieser Plattform sorgen mehrere Prozessmodulen für die durchgeführten Arbeitsschritte. Diese Plattform ist aufgrund ihrer Vorpositionierungsgenauigkeit von 0,02 mm mit Feinpositionierung bis hin zu Submikron-Genauigkeit für diese Produktionsart sehr gut geeignet. Wir können eine so hohe Präzision erzielen, weil die Positionierung nicht von Temperatur- und Vibrationsschwankungen oder -abweichungen beeinflusst wird, die innerhalb der Plattform strikten Kontrollen unterliegen. Die eingebaute Vorrichtung für saubere Umgebungsluft ermöglicht eine saubere Montage empfindlicher Produktteile. Durch eine Sichtprüfung nach jedem Montageschritt können Fehler, Kontaminierungen oder Kratzer erfasst werden. Jedes Mal, wenn die Maschine einen derartigen Fehler erfasst, wird das Produkt aus dem Produktionsprozess entfernt.

Da es sich um eine modulare Plattform handelt, können mehrere Plattformen miteinander verbunden werden. Ein weiterer Aspekt dieses Bausteinprinzips besteht darin, dass Prozesseinheiten untereinander austauschbar sind. Die Montageschritte können miteinander vertauscht werden. Wir können Plattformen erweitern, um die Anzahl der auf der Produktionslinie durchgeführten Prozessschritte zu erhöhen.

Wir haben bis heute insgesamt 50 Produktionslinien für Mikrooptiken geliefert.

Ergebnisse für den Kunden

Das IMS-Konzept in diesem Projekt und die daraus resultierende Produktionslinie haben zu einigen wichtigen Vorteilen für unseren Kunden geführt:

  • Alle 2 Sekunden verlässt ein Mikrooptik-Produkt die Produktionslinie.
  • Größere Zuverlässigkeit bei Prozessabläufen und Sicherstellung der höchsten Qualität bei Produkten für die Endabnehmer unseres Kunden.
  • Uneingeschränkte Verfügbarkeit der Produktionslinie: problemlose Anpassung an die Herstellung unterschiedlicher Produktarten.
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SEHR PRÄZISE AUSRICHTUNG

FRAUNHOFER PROJECT CENTER AN DER UNIVERSITÄT TWENTE

Partnerschaft: IMS und Fraunhofer Project Center

Um unser Wissen und die Möglichkeiten bei der Mikrooptik-Montage zu erweitern, haben wir uns mit den Experten des Fraunhofer Project Centers an der Universität Twente zusammengetan.

Dieses Zentrum ist das führende technische Entwicklungs- und Produktionsinstitut für komplexe Hightech-Systeme.

Unsere Zusammenarbeit mit Fraunhofer wird es uns ermöglichen, unseren Kunden die beste Technologie für die Montage ihrer Mikrooptik-Produkte zur Verfügung zu stellen. Lesen Sie hier mehr über dieses Thema: IMS & Fraunhofer arbeiten zusammen

www.utwente.nl/en/fraunhofer/

Hans Velten

Business Development

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