Flexible Zuführung von Mikrobauteilen mit piezoelektrischen Schwingförderern

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Die Zuführung von Bauteilen in der Montage ist ein entscheidender Engpass für eine erfolgreiche Automatisierung. Besonders im Bereich der Mikromontage ist der Kostenanteil der Zuführtechnik bisher sehr hoch, da die Ordnungseinrichtungen für jedes zu fördernde Bauteil angepasst werden müssen und wenig flexibel sind. Bei Mikrobauteilen erschweren zusätzliche Adhäsionskräfte eine zuverlässige Zuführung. Im Rahmen der Arbeit wurde ein rechnergestütztes, modulares, piezoelektrisches Vibrationsfördersystem zur bauteilflexiblen Zuführung von überwiegend Mikrobauteilen konzipiert und umgesetzt. Das Fördersystem besteht aus gekoppelten Förderplatten und bietet die Möglichkeit, unterschiedlichste Teile mit unterschiedlichsten Formen, unabhängig von ihrer Geometrie, Material und Trägheit zu vereinzeln, zu sortieren, zu positionieren und zu orientieren. Mithilfe eines Bildverarbeitungssystems kann der Förderer ohne manuelles Eingreifen Bauteile so genau positionieren, dass ein Greifroboter positionsgesteuert ein Bauteil an einer Übergabeposition übernehmen kann. Ein Regelungsalgorithmus erkennt automatisch wenn ein Förderbauteil sich aufgrund von Störungen in der Förderoberfläche oder Adhäsionskräften nicht mehr bewegt und passt die Ansteuerparameter des Förderers entsprechend an. Die Positionsgenauigkeit ist nur von der Kameraauflösung und dem Hub der Piezoaktoren abhängig. Mit der verwendeten Kamera lassen sich bisher Positioniergenauigkeiten < 40 µm bei maximalen Fördergeschwindigkeiten von 5 m/min erreichen. Mit dem System ist die Förderung eines breiten Mikrobauteilspektrums bei einem Massenverhältnis der förderbaren Bauteile von 1:10000 (mg bis g-Bereich) möglich.