Entwicklung einer Wechselschnittstelle für Tools in Nanofabrikationsmaschinen mit hochreproduzierbarer Lagedefinition

Weigert, Florian ORCID; Theska, René GND

Im Stand der Forschung sind Wechselschnittstellen für Sensoren und Werkzeuge bereits in unterschiedlichen Maschinenklassen zu finden. Diese erfüllen jedoch nicht die geforderten höchsten Ansprüche an die Reproduzierbarkeit der Position für den Einsatz in Nanofabrikationsmaschinen. Kinematische Kopplungen zeigen aufgrund ihrer eindeutigen, kinematisch bestimmten Lagedefinition und einer hohen Reproduzierbarkeit eine gute Eignung für den Einsatz alsWechselschnittstelle in Nanofabrikationsmaschinen. Anhand von analytischen Berechnungen werden die wirkenden Kräfte und Verformungen der Koppelpunkte ermittelt. Für die Integration einer Justierung werden neue Anordnungen einer solchen kinematischen Kopplung untersucht. Da analytische und numerische Modelle die Reproduzierbarkeit nicht ausreichend genau abbilden können, wird ein geeigneter Messaufbau entwickelt. Dessen Eignung wird anhand einer dreidimensionalen, vektorbasierten Unsicherheitsanalyse nachgewiesen. Anschließend wird mittels der Ergebnisse der untersuchten Prototypen ein Modell zur Beschreibung des Zusammenhangs zwischen Konstruktionsmerkmalen und Reproduzierbarkeit entwickelt.

In the state of research, changing interfaces for sensors and tools can already be found in different machine classes. However, these do not meet the highest requirements regarding the reproducibility of the position for use in nanofabrication machines. Kinematic couplings, due to their clear, kinematically determined position definition and high reproducibility, are well suited for use as changing interfaces in nanofabrication machines. On the basis of analytical calculations, the effective forces and deformations at the coupling points are determined. For the integration of an adjustment, new arrangements of such a kinematic coupling are investigated. Since analytical and numerical models cannot describe the reproducibility with sufficient accuracy, a suitable measurement setup is developed. Its suitability is proven by a threedimensional, vector-based uncertainty analysis. Subsequently, the results of the examined prototypes will be used to develop a model for the description of the correlation between design features and reproducibility.

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Weigert, Florian / Theska, René: Entwicklung einer Wechselschnittstelle für Tools in Nanofabrikationsmaschinen mit hochreproduzierbarer Lagedefinition. 2019.

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