Objektive sind rundum
Die jüngsten Fortschritte bei Internet-of-Things-Anwendungen (IoT) erweitern die Marktchancen in der Verbrauchertechnologie wie Smartphones und Haushaltsgeräte, Automobilindustrie, Medizin und vielen anderen. Das Wachstumspotenzial ist enorm. Es müssen viele Lücken geschlossen und Lösungen für neu auftretende Herausforderungen gefunden werden, Produkte schneller, billiger und zuverlässiger zu machen. Herkömmliche Produktions- und Montageansätze sind mit kontinuierlich kleineren Sensorgrößen, höherer Auflösung und immer komplexeren Optiken unzureichend. Hohe Industriestandards zielen nicht nur auf Kameramodule ab, von denen 2019 mehr als 5,5 Milliarden Einheiten produziert wurden, sondern auch auf LiDAR-Technologie, Projektoren, Objektiv-zu-Objektiv-Anwendungen und Glasfaser, um nur einige zu nennen. Um dieser Herausforderung zu begegnen, wird der relativ neue Ansatz der aktiven Linsenausrichtung (Active Lens Alignment, ALEA) mit High-Tech-Synchronisation zwischen Software und Hardware zur ersten Wahl.
Was ist die aktive Linsenausrichtung?
Die aktive Linsenausrichtung umfasst den Prozess des Anbringens optischer Komponenten, typischerweise einer Linse und eines Sensors, während die Bildqualitätsparameter über den gesamten Ausrichtungsprozesse kontinuierlich gemessen und analysiert werden, um die höchste Leistung der Optik zu erzielen. Je nach Anwendung kann gleichzeitig eine Ausrichtung mit einem Sichtfeld von bis zu 180 ° auf der Grundlage von Vorausoptimierungsalgorithmen erreicht werden. Die Vorhersage der Schrumpfung des Klebermaterials ist in den Positionierungsprozess eingebettet, der auf einer Datenbank basiert, die durch maschinelles Lernen erhalten wurde. Eine willkürliche Auswahl des aufgetragenen Klebstoffs ist möglich und reicht von UV-, Wärme- oder mehr Komponentenhärtungsmechanismen. Durch die aktive Steuerung der MTF an mehreren Orten sorgen Intensität, Kantenerkennung, eingekreiste Energie usw. für eine stabile Serienproduktion mit einer Genauigkeit von Submikron oder Subbogenminuten.
Warum aktive Linsenausrichtung?
Die Verringerung der Größe der Optiktechnologie auf der einen Seite und die zunehmende Komplexität der Produkte auf der anderen Seite übersteigen die Fähigkeit des manuellen Ausrichtungsansatzes. Darüber hinaus sind unvergleichliche Zeiteffizienz, erhebliche Kostensenkung im Vergleich zur passiven Ausrichtung, vollautomatische und autonome Produktion rund um die Uhr sowie eine enorme Anpassungsfähigkeit an Produkteigenschaften Hauptgründe für die Aufrechterhaltung der Wettbewerbsfähigkeit. Es sind nur wenige geringfügige Änderungen erforderlich, um den gesamten Baum ähnlicher Produkte oder eine völlig andere Anwendung zu verarbeiten. Das modulare Konzept gewährleistet eine große Vielfalt an Produktgrößen, Gewicht und Messparametern gemäß den Kundenanforderungen.
Vorprüfung und vertikale Montage
Mit Blick auf hochpräzise und hochmoderne Zykluszeiten bietet das Unternehmen Robooptic Systems eine innovative Lösung für ALEA. Die Eigenentwicklung von Hardware und Software mit eigenem Prüflabor bietet eine optimale Umgebung für fortgeschrittenes Prototyping und die Produktoptimierung.
Der modulare Ansatz mit einer langen Liste seiner Vorteile wird zum Standard in der Branche. Robooptic Systems setzt jedoch neue Maßstäbe. Anstelle einer klassischen Inline-Konfiguration mit viel ungenutztem Raum dazwischen wird eine Sternverteilung entwickelt. Der Hauptvorteil eines solchen Ansatzes ist die geringere Stellfläche der ALEA-Station und mehr Positionierungsoptionen für das Layout der Produktionsfläche. Einzelne Komponenten können in Array-Verteilung auf im Tray Feeder gestapelten Trays oder als einzelne Einheit pro Werkstückhalter in den Prozess eintreten. Die erste Option bietet Produktionsautonomie für mehrere Stunden, wobei die zweite Option für kleinere Serien besser geeignet ist. Für jedes fertige Produkt wird eine vollständige Historie aller seiner Komponenten und angewandten Verfahren in einer Datenbank gespeichert, die dem Kunden zur Verfügung steht.
Wenn alle Kriterien erfüllt sind, findet der entscheidende Teil der aktiven Ausrichtung in der Mitte der Station statt. Roboterarm und hochpräzise Aktuatoren stapeln alle Komponenten in vordefinierten Positionen, wobei die mit fortschrittlicher Software unterstützte optische Einrichtung die endgültige Positionierung durchführt. Der Name vertikale Baugruppe stammt von dem Umstand, dass die meisten Schritte parallel ausgeführt werden. Ein großer Vorteil dieses Ansatzes ist die kürzere Zykluszeit.
Ein weiteres wichtiges Merkmal der ALEA von Robooptic Systems ist der vorab Test optischer Komponenten. Sobald sich das Objektiv- und Kameragehäuse oder ein anderes Paar optischer Anwendungen bei einer 6-Achsen-Ausrichtung treffen, ist die Zeit kostbar. Normalerweise ist dieser Schritt der Flaschenhals des gesamten Prozesses, der die gemeinsame Zykluszeit bestimmt. Die Antwort auf diese Einschränkung war eine elegante Lösung, die in der Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Robooptic Systems entwickelt wurde. Der vorab Test führt eine breite Übereinstimmung des optischen Pfades der Linse mit der Sensorausrichtung durch. Folglich wird ein relativ großer Bereich potenzieller Lösungen für das globale Maximum auf einen viel kleineren Bereich reduziert, was durch die endgültige Ausrichtung später zusätzlich Zeit spart.
Als Reaktion auf die Marktanforderungen bietet das Unternehmen Robooptic Systems seine Lösung für die aktive Linsenausrichtung mit Schwerpunkt auf Produktionseffizienz an. Mehr als 20 Jahre Erfahrung auf diesem Gebiet spiegeln sich in Hochleistungsanwendungen und einer extrem niedrigen Zykluszeit für ALEA wider. Durch die frühzeitige Einbeziehung des Engineering-Teams des Kunden können Anforderungen auf die effizienteste Weise umgesetzt werden.