Planungsmethodik zur Bestimmung der Handhabungsmittel in der Mikromontage

Inhaltsverzeichnis

• Einleitung
• Motivation
• Zielsetzung
• Aufbau der Arbeit
• Grundlagen
• Feature-Technologie
• Definition
• Feature-Erzeugung
• Microfeatures
• Unterscheidung von Eigenschaft, Merkmal, Feature und Attribut
• Mikrosystemtechnische Probleme
• Störkräfte in der Mikromontage
• Elektrostatische Kraft
• Van-der-Waals-Kraft
• Kapillarkraft
• Auswirkungen der Beschleunigung in der Mikromontage
• Luftwiderstand während des Transports
• Bildverarbeitung in der Mikromontage
• Stand der Technik
• Greifer in der Mikrosystemtechnik
• Greifer zum Handhaben von Objekten
• Greifen in der Mikrosystemtechnik
• Backengreifer
• Fluiddruckkraftgreifer (Vakuumgreifer)
• Adhäsionsgreifer
• Kristallisationsgreifer (Gefriergreifer)
• Polarisationsgreifer
• Magnetgreifer
• Bauteile in der Mikrosystemtechnik
• Arbeitsräume in der Mikrosystemtechnik
• Montage in der Mikrosystemtechnik
• Werkstückträger in der Mikrosystemtechnik
• Eigener Ansatz
• Modellgreifer in der Mikromontage
• Greifer – Kontaktfläche – Bauteil
• Unterschiedliche Greifertypen
• Adhäsionsgreifer
• Backengreifer
• Magnetgreifer
• Sauggreifer
• Features der fünf Teilbereiche
• Bauteilfeatures durch DIN-Adaption
• Ablagefeatures
• Arbeitsraumfeatures
• Werkstückträgerfeatures
• Greiferfeatures
• Schnittstellen von Bauteil, Ablage, Werkstückträger, Arbeitsraum und Greifer
• 2er-Schnittstellenanalyse
• Werkstückträger / Bauteil
• Werkstückträger / Greifer
• Greifer / Bauteil
• Bauteil / Ablage
• Ablage / Greifer
• 3er-Schnittstellen
• Werkstückträger / Greifer / Bauteil
• Ablage / Greifer / Bauteil
• Die greiferbestimmenden Schnittstellen
• Bauteil (1)
• Bauteil – Ablage (2)
• Bauteil – Werkstückträger (3)
• Arbeitsraum (4)
• Den richtigen Greifer finden – ein Beispiel
• Mathematischer Hintergrund der Feature-Zusammenhänge
• Kräfte und Momente zwischen Greifer und Bauteil
• Haltekräfte des Vakuumgreifers
• Versuche zur Greifkraft beim Sauggreifer
• Versuchsaufbau und Greifertypen
• Die Saugkraftversuche
• Glatte Greiffläche aus Plexiglas
• Raue Greiffläche aus Schleifpapier
• Greifkraft an porösen Bauteilen
• Ergebnisse

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung einer Planungsmethodik zur Bestimmung der Handhabungsmittel in der Mikromontage. Sie zielt darauf ab, ein Verfahren zu schaffen, das die Auswahl des optimalen Greifers für eine bestimmte Montageaufgabe unter Berücksichtigung der spezifischen Herausforderungen der Mikrosystemtechnik ermöglicht.

• Analyse der Störkräfte in der Mikromontage
• Untersuchung der Bedeutung von Feature-Technologie zur Greifplanung
• Entwicklung einer Systematik zur Greiferauswahl basierend auf Bauteil, Ablage, Werkstückträger und Arbeitsraum
• Empirische Untersuchungen zur Greifkraft von Sauggreifern
• Erstellung einer umfassenden Feature-Liste für die Greiferauswahl in der Mikromontage

Zusammenfassung der Kapitel

Die Arbeit beginnt mit einer Einleitung, die die Motivation, die Zielsetzung und den Aufbau der Arbeit erläutert. Im Anschluss werden in Kapitel 2 die Grundlagen der Mikromontage, die Feature-Technologie sowie die wichtigsten Störkräfte, die in diesem Bereich auftreten, beschrieben. Das dritte Kapitel beleuchtet den aktuellen Stand der Technik in der Mikromontage mit Fokus auf Greifer, Bauteile, Ablagesituationen, Werkstückträger und Arbeitsräume.

Im Kern der Arbeit liegt Kapitel 4, in dem die eigene Planungsmethodik vorgestellt wird. Die Schnittstellen zwischen Bauteil, Ablage, Werkstückträger und Arbeitsraum werden detailliert analysiert, um so die Greiferfeatures zu generieren. Anhand eines praktischen Beispiels wird die Anwendung der Methodik zur Auswahl des richtigen Greifers veranschaulicht.

Kapitel 5 fasst die Ergebnisse zusammen und gibt einen Ausblick auf zukünftige Forschungsarbeiten. In diesem Zusammenhang wird die Notwendigkeit hervorgehoben, die gewonnenen Erkenntnisse in einem Computerprogramm umzusetzen und weitere Versuche zur Adhäsion zwischen verschiedenen Materialien durchzuführen.

Schlüsselwörter

Mikromontage, Mikrosystemtechnik, Handhabungsmittel, Feature-Technologie, Greiferauswahl, Greiferfeatures, Sauggreifer, Greifkraft, Störkräfte, Adhäsion, Bildverarbeitung, Werkstückträger, Ablage, Arbeitsraum, Bauteil, Planungsmethodik, Modellgreifer

Häufig gestellte Fragen

Was sind die größten Probleme bei der Handhabung in der Mikromontage?

In der Mikromontage treten parasitäre Kräfte wie die Van-der-Waals-Kraft, elektrostatische Kräfte und Kapillarkräfte auf, die dazu führen, dass Bauteile an Greifern hängen bleiben oder sich unkontrolliert bewegen.

Wie hilft die Feature-Technologie bei der Planung der Mikromontage?

Die Feature-Technologie ermöglicht es, Bauteile, Greifer und Arbeitsräume über spezifische Merkmale (Features) zu beschreiben, um systematisch den passenden Greifer für eine bestimmte Montageaufgabe zu finden.

Welche Arten von Greifern werden in der Mikrosystemtechnik eingesetzt?

Zu den gängigen Typen gehören Backengreifer, Vakuumgreifer (Fluiddruckkraftgreifer), Adhäsionsgreifer, Kristallisationsgreifer (Gefriergreifer) und Magnetgreifer.

Wie funktioniert ein Vakuumgreifer in der Mikromontage?

Ein Vakuumgreifer nutzt Unterdruck, um Bauteile anzusaugen. Die Haltekraft hängt dabei von der Saugfläche, der Anzahl der Bohrungen und der Oberflächenbeschaffenheit des Bauteils ab.

Welchen Einfluss hat die Oberflächenrauheit auf die Greifkraft?

Untersuchungen zeigen, dass raue Oberflächen (z. B. Schleifpapier) die Saugkraft eines Vakuumgreifers im Vergleich zu glatten Oberflächen (z. B. Plexiglas) reduzieren können, da Nebenluft angesaugt wird.