Dipl.-Ing. Bertram Schulz

Hochgenaue Lagezuordnung von Mikrobauteilen durch greiferintegrierte Winkelfeinstellung

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http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-200900076

Kurzfassung in Deutsch

Für die hochgenaue Lagezuordnung von Mikrobauteilen in Mikromontageprozessen
fehlen bislang Lösungen für eine greifernahe oder greiferintegrierte Winkelfeinstellung.
In der vorliegenden Arbeit werden Einflussfaktoren und Auswirkungen lokaler Restfehler
auf die Lagezuordnung im Mikromontageprozess diskutiert und Strategien für eine Lagekorrektur
am Mikrobauteil unmittelbar im Montageprozess abgeleitet. Im Mittelpunkt steht die Herleitung
und Erforschung eines kinematischen Grundprinzips für eine greiferintegrierte Winkelfein-
stellung. Eine durch Simulation des Verformungsverhaltens optimierte räumliche Biegegelenk-
struktur gestattet das spielfreie Einstellen und Halten kleinster Winkellagen im Winkel-
sekundenbereich um einen auf dem gegriffenen Bauteil liegenden Drehpunkt. Das Funktions-
prinzip dieses Übertragungsgliedes bildet die Grundlage für einen neuartigen modular
aufgebauten Präzisionsgreifertyp. Die Wirksamkeit der greiferintegrierten Winkelfein-
stellung wird an einem Anlagendemonstrator zur hochgenauen Bestückung optischer Leiter-
platten mit elektrisch-optischen Sende- und Empfangsmodulen nachgewiesen. Mithilfe des
neu entwickelten modularen Präzisionsgreifers lassen sich Mikromontagestrategien mit
prozessintegrierter bauteilindividueller Lagekorrektur umsetzen. Montagegenauigkeiten
unter 5 µm können damit besser anlagentechnisch beherrscht werden, ohne dass ein
zusätzliches manuelles Feinausrichten notwendig ist.

Kurzfassung in Englisch

For state-of-the-art micro assembly processes with high precision
alignment of micro components, solutions for a precise angle adjustment
near by or integrated into a gripper are not provided yet. In this
PhD thesis influencing factors and implications of local alignment
failures are will be discussed and correction strategies directly
in the assembling flow are will be deduced. In the central point of
the PhD thesis the derivation and investigation of a novel kinematic
principle for a gripper integrated angle adjustment are located.
A flexure hinge structure could be designed that enables a free from
backlash adjusting and fixing of angles in a size of less angular seconds
whereas the center of rotation is located on the gripped part. The hinge
structure was optimized by simulating the deformation behavior. The
functional principle of this mechanism presents the base of a novel
type of a modular precision gripper. The effectivity of the gripper
integrated angle adjustment was verified at the application of high
precision mounting of electric-optical circuit boards with light
coupling transmitter and receiver modules. With the help of the new
developed precision gripper micro assembly strategies could be realized
basing on in-process alignment corrections of the individual gripped
micro part. Assembly accuracies below 5 microns could be achieved
plantspecific in a better way without additional manual steps for
fine positioning.

weitere Metadaten

alternativer Titel
(Englisch)
High precision alignment of micro components by the use of a gripper integrated angle adjustment
Schlagwörter
Mikrohandling
Schlagwörter
Mikromontage
Schlagwörter
Präzisionsgreifer
Schlagwörter
Winkeljustierung
Schlagwörter
angle adjustment
Schlagwörter
greiferintegrierte Winkelfeinstellung
Schlagwörter
gripper integrated angle adjustment
Schlagwörter
micro assembly
Schlagwörter
micro handling
Schlagwörter
precision gripper
SWD SchlagworteGenauigkeit
SWD SchlagworteGreifer
SWD SchlagworteMikrofertigung
SWD SchlagworteMontageanlage
SWD SchlagworteMontagefehler
DDC Klassifikation600
DDC Klassifikation620
Institution(en) 
HochschuleTU Chemnitz
FakultätFakultät für Maschinenbau
InstitutionZwickau : Verlag Wissenschaftliche Scripten
BetreuerProf. Dr.-Ing. habil. Prof. E.h. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Reimund Neugebauer
GutachterProf. Dr.-Ing. habil. Prof. E.h. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Reimund Neugebauer
Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Jürgen Hesselbach
Prof. Dr.-Ing. Andreas Schubert
HerausgeberProf. Dr.-Ing. habil. Prof. E.h. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Reimund Neugebauer
DokumententypDissertation
SpracheDeutsch
Tag d. Einreichung (bei der Fakultät)14.11.2007
Tag d. Verteidigung / Kolloquiums / Prüfung23.10.2008
Veröffentlichungsdatum (online)10.02.2009
persistente URNurn:nbn:de:bsz:ch1-200900076
QuelleBerichte aus dem IWU, 49
ISBN978-3-937524-74-0

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