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Modul- und Schnittstellenkonzept für einen Greiferbaukasten Dipl.-Ing. Erik Beckert.

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Präsentation zum Thema: "Modul- und Schnittstellenkonzept für einen Greiferbaukasten Dipl.-Ing. Erik Beckert."—  Präsentation transkript:

1 Modul- und Schnittstellenkonzept für einen Greiferbaukasten Dipl.-Ing. Erik Beckert

2 Statusseminar 11/2001 Statusseminar_ ppt Zielstellung und Motivation Ziel des Verbundprojektes „Greiferbaukasten“ Entwicklung modularer Handhabungseinrichtungen (Greifersysteme) im Baukastensystem für die Mikromontagetechnik mit dem Schwerpunkt der Spezifikation und Vereinheitlichung von Modulen und Schnittstellen Stand der Technik (oft labormusterartiges) Vorhandensein von Greifern für die MST, jedoch ohne einheitliche Schnittstelle zu übergeordneten Systemen

3 Statusseminar 11/2001 Statusseminar_ ppt Einsatzgebiet des Greiferbaukastens Der Schwerpunkt liegt auf Handhabungsaufgaben und – objekten in der MST: Bauteile der MST, die sich nach DIN klassifizieren lassen, einschränkend hinsichtlich Größe (größte Abmessung <10mm) und Masse (<12g) Vorzugsvarianten für Handhabungsobjekte sind mikrooptische Bauteile (Prismen, Linsen, Kristalle etc.), Glasfasern (Single- und Multimodefasern, Faserbündel), Bauelemente des MST-Baukastens MATCH-X (TB-BGA-Gehäuseform) und Chips Allgemeine Anforderungen: maschinentauglich hinsichtlich Umgebungsbedingungen, Reinraum- tauglichkeit, Zuverlässigkeit, Einhaltung von EMV- und ESD-Normen etc. Wechselfähigkeit von Gesamtsystem und Submodulen

4 Statusseminar 11/2001 Statusseminar_ ppt Baukastenstruktur Übergeordnetes System (Montagemaschine mit globalem Positioniersystem ) Schnittstelle 2.2 Optisches Sensormodul 1.2 Direkte Verbindung (externe Ansteuerung/ externe Versorgung) Schnittstelle Schnittstelle 2.1 Schnittstelle 4 Schnittstelle 3 Greifantriebsmodul Greifsensorik- modul Greifkinematik- modul Wirksystem Greifsensorik- modul Schnittstelle 4 Greifsensorik- modul Schnittstelle 3 Greifkinematik- modul Wirksystem Greifsensorik- modul Schnittstelle 2.1 Greifantriebsmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul 1.1 Justiermodul/ Trägermodul Schnittstelle Schnittstelle 2.3 Aktorsteuerung/ Sensorsignalverarbeitung

5 Statusseminar 11/2001 Statusseminar_ ppt Justiermodul / Trägermodul Übergeordnetes System (Montagemaschine mit globalem Positioniersystem ) Schnittstelle 2.2 Optisches Sensormodul 1.2 Direkte Verbindung (externe Ansteuerung/ externe Versorgung) Schnittstelle Schnittstelle 2.1 Schnittstelle 4 Schnittstelle 3 Greifantriebsmodul Greifsensorik- modul Greifkinematik- modul Wirksystem Greifsensorik- modul Schnittstelle 4 Greifsensorik- modul Schnittstelle 3 Greifkinematik- modul Wirksystem Greifsensorik- modul Schnittstelle 2.1 Greifantriebsmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle Schnittstelle 2.3 Aktorsteuerung/ Sensorsignalverarbeitung 1.1 Justiermodul/ Trägermodul Mögliche Ausführungsformen: –Bereitstellung mechanische Basis (reines Träger- modul) –Bereitstellung mechanische Basis und Justierstellen zur planparallelen Ausrichtung nachgeordneter Module zur Fügeebene (Trägermodul mit Justierstellen) –Bereitstellung mechanische Basis und Justierstellen zur rotatorischen Ausrichtung nachgeordneter Module zur Senkrechten der Fügeebene (Trägermodul mit Justierstellen) –... Quelle: Simotec GmbH

6 Statusseminar 11/2001 Statusseminar_ ppt Übergeordnetes System (Montagemaschine mit globalem Positioniersystem ) Schnittstelle 2.2 Optisches Sensormodul 1.2 Direkte Verbindung (externe Ansteuerung/ externe Versorgung) Schnittstelle Schnittstelle 2.1 Schnittstelle 4 Schnittstelle 3 Greifantriebsmodul Greifsensorik- modul Greifkinematik- modul Wirksystem Greifsensorik- modul Schnittstelle 4 Greifsensorik- modul Schnittstelle 3 Greifkinematik- modul Wirksystem Greifsensorik- modul Schnittstelle 2.1 Greifantriebsmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle Schnittstelle 2.3 Aktorsteuerung/ Sensorsignalverarbeitung 1.1 Justiermodul/ Trägermodul Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Positionier- / Fügehilfe- / Fügesensorikmodule etc. Mögliche Ausführungsformen: Positioniermodule – X-Y-Feinpositionierung (2-Achs-Piezoversteller) – Z-Feinpositionierung (1-Achs-Piezoversteller) – RX-RY-Feinpositionierung (Piezospiegelkippungen) – RZ-Grob-/ Feinpositionierung (Servoantrieb) – Dummy –... Fügehilfe-, Fügesensorikmodule –Fügehilfe X-Y-Positionierung (Festkörpergelenke) –Fügesensorik X-Y-Positionierung (DMS) –Fügehilfe Z-Positionierung (Festkörpergelenke) –Fügesensorik Z-Positionierung (DMS) –Dummy –... Quelle: Piezosysteme Jena

7 Statusseminar 11/2001 Statusseminar_ ppt Übergeordnetes System (Montagemaschine mit globalem Positioniersystem ) Schnittstelle 2.2 Optisches Sensormodul 1.2 Direkte Verbindung (externe Ansteuerung/ externe Versorgung) Schnittstelle Schnittstelle 2.1 Schnittstelle 4 Schnittstelle 3 Greifantriebsmodul Schnittstelle 4 Greifsensorik- modul Schnittstelle 3 Greifkinematik- modul Wirksystem Greifsensorik- modul Schnittstelle 2.1 Greifantriebsmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle Schnittstelle 2.3 Aktorsteuerung/ Sensorsignalverarbeitung 1.1 Justiermodul/ Trägermodul Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Wirksystem Greifsensorik- modul Greifkinematik- modul Greifmodule –mechanischer Greifer (z.B. piezoelektrisches Antriebs- modul, Greifkinematikmodul mit Festkörpergelenken (evtl. mit DMS als Greifkraftsensorik), Wirksystem mit 2 Backen) –Sauggreifer (z.B. Ejektorventil als Antriebsmodul, Wirksystem als Saugstruktur mit Anlagekanten bzw. -flächen) Mögliche Ausführungsformen: –...

8 Statusseminar 11/2001 Statusseminar_ ppt Übergeordnetes System (Montagemaschine mit globalem Positioniersystem ) Schnittstelle 2.2 Optisches Sensormodul 1.2 Direkte Verbindung (externe Ansteuerung/ externe Versorgung) Schnittstelle Schnittstelle 2.1 Schnittstelle 4 Schnittstelle 3 Greifantriebsmodul Greifsensorik- modul Greifkinematik- modul Wirksystem Greifsensorik- modul Schnittstelle 4 Greifsensorik- modul Schnittstelle 3 Greifkinematik- modul Wirksystem Greifsensorik- modul Schnittstelle 2.1 Greifantriebsmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle Schnittstelle 2.3 Aktorsteuerung/ Sensorsignalverarbeitung 1.1 Justiermodul/ Trägermodul Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Weitere Module Aktorsteuerung / Sensorsignalverarbeitung –Steuersignalverstärkung elektrisch - elektrisch (z.B. Piezoverstärker) –Steuersignaltransformation elektrisch – fluidisch (z.B. Mikroventile oder Mikropumpen) –Sensorsignalverstärker –... Optisches Sensormodul –Miniaturkamera zum Anschluß an eine Bildverarbeitung –Lichtschranke –Faseroptik –... Mögliche Ausführungsformen:

9 Statusseminar 11/2001 Statusseminar_ ppt Übergeordnetes System (Montagemaschine mit globalem Positioniersystem ) Schnittstelle 2.2 Optisches Sensormodul Schnittstelle Schnittstelle 2.1 Schnittstelle 4 Schnittstelle 3 Greifantriebsmodul Greifsensorik- modul Greifkinematik- modul Wirksystem Greifsensorik- modul Schnittstelle 4 Greifsensorik- modul Schnittstelle 3 Greifkinematik- modul Wirksystem Greifsensorik- modul Schnittstelle 2.1 Greifantriebsmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle Schnittstelle 2.3 Aktorsteuerung/ Sensorsignalverarbeitung 1.1 Justiermodul/ Trägermodul Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul 1.2 Direkte Verbindung (externe Ansteuerung/ externe Versorgung) Direkte Verbindung nutzer- bzw. modulspezifischen Verbindung zu übergeordneten Einheiten, z.B.: –Videosignalverbindung vom optischen Sensormodul zu einem Framegrabber –Geschirmte Signalleitungen von der Sensorsignalver- arbeitung bzw. Greif- oder Fügekraftsensorikmodulen zu externen Auswerteeinheiten –Geschirmte Hochspannungsleitungen von der Aktorsteuerung zu Positionier- oder Greifantriebsmodulen –...

10 Statusseminar 11/2001 Statusseminar_ ppt Übergeordnetes System (Montagemaschine mit globalem Positioniersystem ) Schnittstelle 2.2 Optisches Sensormodul 1.2 Direkte Verbindung (externe Ansteuerung/ externe Versorgung) Schnittstelle Schnittstelle 2.1 Schnittstelle 4 Schnittstelle 3 Greifantriebsmodul Greifsensorik- modul Greifkinematik- modul Wirksystem Greifsensorik- modul Schnittstelle 4 Greifsensorik- modul Schnittstelle 3 Greifkinematik- modul Wirksystem Greifsensorik- modul Schnittstelle 2.1 Greifantriebsmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle 2.1 Positioniermodul/ Fügehilfemodul/ Fügesensorikmodul Schnittstelle 2.3 Aktorsteuerung/ Sensorsignalverarbeitung 1.1 Justiermodul/ Trägermodul Schnittstelle 1.1 Schnittstellen Mechanische Schnittstellen - Spezifikation –Traglast –Automatische Wechselfähigkeit, Wechselmechanismus –Wechselgenauigkeit, Wechselhäufigkeit –Schnittstellengeometrie –... Elektrische / optische / fluidische Schnittstellen - Spezifikation –Anzahl der Durchführungen –Automatische Wechselfähigkeit, Wechselmechanismus –Schnittstellengeometrie –Schnittstellenparameter (z.B. max. zulässiger Strom oder Unterdruck, Schirmmaßnahmen, Übertragungsprotokolle etc.) –...


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