Automatische Montage mikrooptischer Komponenten
Mit der zunehmenden Miniaturisierung steigen bei der Herstellung mikrooptischer Bauteile die Anforderungen an den Arbeitsraum, in welchem immer mehr Komponenten unter zubringen sind. Die engen Platzverhältnisse erfordern eine GREIFTECHNIK, die die Teile nicht beschädigt und ein exaktes Positionieren zulässt.
Bild 1. Mikromontagesystem für FAC-Linsen
Durch den Fortschritt in Bezug auf Funktion und Miniaturisierung ist die Ausrichtung und Montage mikrooptischer Komponenten zu einer großen Herausforderung geworden. Zu den optischen Komponenten gehören zum Beispiel asphärische Zylinderlinsen für die Kollimation der Strahlung von Diodenlasern, Fokussierlinsen oder auch SM- und PM-Glasfasern, in denen die fokussierte Strahlung geführt werden soll. All diese Komponenten erfordern durch ihre empfindliche Oberfläche und aufgrund verschiedener Baugrößen einen Greifer, der kontinuierlich die Kraft misst und leicht an verschiedene Baugrößen angepasst werden kann. Zusätzlich erfordern kleinere Toleranzen und höhere Fertigungsgenauigkeiten eine aktive Justage, für die herkömmliche Pick-&-Place-Systeme nicht mehr ausreichend sind. Bereits während der Messung der Strahleigenschaften müssen kontinuierlich die Positionen optimiert und Fehlerquellen wie das Schrumpfen des UV-Klebers berücksichtigt werden (Bild 1).
Antrieb basiert auf Piezoelementen
Diesen Herausforderungen stellt sich das Unternehmen SmarAct aus Oldenburg. »Unsere Systeme nutzen das Stick-Slip-Prinzip«, erklärt Axel Kortschack, Mitbegründer des Unternehmens. »Mit diesem Prinzip können Schritte mit wenigen Nanometern ausgeführt werden, und das über Verfahrwege bis zu mehreren Metern.« Im Detail basiert der Antrieb auf Piezoelementen, die allein durch Reibung mit dem beweglichen Teil des Positionierers verbunden sind. Durch eine elektrische Spannung dehnt sich das Piezoelement um wenige Mikrometer aus und erzeugt damit die gewünschte Bewegung. Durch eine anschließende schnelle Kontraktion des Piezoelements wird die Reibkraft zwischen der Piezokeramik und dem beweglichen Schlitten überwunden, sodass sich das Piezoelement wieder auf die ursprüngliche Größe verkleinern kann, ohne dabei eine Verschiebung in die Gegenrichtung zu erzeugen. Dieser Ablauf wird mit einer sehr hohen Frequenz wiederholt, sodass prinzipiell keine Limitierung des Fahrwegs existiert.
Auf Grundlage der eigenen Motortechnik produziert SmarAct kompakte Linearpositionierer beziehungsweise Stelltische sowie Rotationsachsen, Goniometer, Greifer oder motorisierte Halter für Spiegel und Filter. Ein weiterer Schwerpunkt sind kundenspezifische Positioniersysteme, beispielsweise Systeme für die Handhabung und Analyse von Wafern.
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HERSTELLER:
SmarAct GmbH
26135 Oldenburg
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