Präzisionsautomatisierung für die Montage optischer Linsen in AR/VR

Kunde: BTOC

Branche

• AR / VR Optik
• Optische Linsenherstellung
• Smart Wearable Devices

Schwerpunkt der Ausrüstung

• Linsenverklebungsanlagen
• Linsendicken-Inspektionsmaschine
• Präzisionsausrichtungssystem
• Automatisches Montagesystem

Projektübersicht

BTOC benötigte eine hochpräzise Automatisierungslösung zur Unterstützung der stabilen Massenproduktion von optischen Linsenbaugruppen, die in AR/VR-Headsets verwendet werden. Der Herstellungsprozess erforderte eine strenge Kontrolle der Linsenstapelgenauigkeit, der Dickenkonsistenz, der optischen Ausrichtung und der Komponentenplatzierung mit minimaler Toleranz für Prozessvariationen.

Large-Auto / Largeautotech lieferte eine präzisionsorientierte Automatisierungslösung, die sich auf vier kritische Ausrüstungsmodule konzentrierte: Linsenverklebung, Dickenprüfung, Ausrichtung und automatische Montage. Jedes System wurde so konzipiert, dass es unabhängig oder als Teil eines integrierten Produktionsablaufs arbeitet.

Herausforderungen in der Fertigung

• Mehrschichtige optische Linsenstapel, die hochpräzises Verkleben und Ausrichten erfordern
• Dickenvariationen, die sich auf die Genauigkeit des optischen Pfads und die Bildleistung auswirken
• Manuelle Ausrichtung und Montage, die zu inkonsistenten Ergebnissen führen
• Hohe Empfindlichkeit gegenüber Verunreinigungen, Blasen und Fehlplatzierungen
• Bedarf an stabilen, wiederholbaren Prozessen, die für die langfristige Produktion geeignet sind

Automatisierungsausrüstungslösung

1. Linsenverklebungsanlagen

Die Linsenverklebungsanlage ist für das automatische Stapeln und Verkleben von optischen Linsen in AR/VR-Anwendungen konzipiert.

Technische Eigenschaften:

• Visuell geführte Linsenpositionierung vor dem Verkleben
• Präzise Klebstoffdosierung mit kontrolliertem Volumen
• Stabile Klebekraft und Positionskontrolle
• Prozessdesign mit Fokus auf die Minimierung von Blasen und Fehlausrichtung

Technischer Wert:

Gewährleistet eine gleichbleibende Linsenstapelqualität und Wiederholbarkeit und reduziert gleichzeitig die manuelle Handhabung und Prozessvariabilität.

2. Linsendicken-Inspektionsmaschine

Dieses System führt während der Produktion eine berührungslose Dickenmessung für optische Linsen durch.

Technische Eigenschaften:

• Optisches Messprinzip, das für empfindliche Linsenoberflächen geeignet ist
• Automatisierte Toleranzbeurteilung basierend auf voreingestellten Spezifikationen
• Messdaten zur Qualitätsverfolgung und -analyse aufgezeichnet

Technischer Wert:

Ermöglicht die Früherkennung von Dickenabweichungen und unterstützt die Verbesserung der Ausbeute und die Prozessoptimierung.

3. Präzisionsausrichtungssystem

Das Präzisionsausrichtungssystem wird für die aktive Ausrichtung optischer Komponenten innerhalb von AR/VR-Linsenbaugruppen verwendet.

Technische Eigenschaften:

• Visuelle Fiducial-Erkennung
• Mehrachsige Servo-Bewegungsachsen
• Closed-Loop-Ausrichtungs-Feedback

Technischer Wert:

Erzielt eine stabile Ausrichtungsgenauigkeit und Wiederholbarkeit im Mikrometerbereich über verschiedene Produktmodelle hinweg.

4. Automatisches Montagesystem

Das automatische Montagesystem übernimmt die präzise Platzierung von optischen Linsen und zugehörigen Komponenten.

Technische Eigenschaften:

• Visuell geführter Pick & Place-Mechanismus
• Programmierbare Bewegungsprofile
• Flexibles Werkzeug für verschiedene Linsengeometrien

Technischer Wert:

Verbessert die Platzierungsgenauigkeit und -konsistenz und reduziert gleichzeitig die Abhängigkeit vom Bediener.

Systemintegration und -steuerung

Alle Ausrüstungsmodule können als eigenständige Systeme betrieben oder in eine einheitliche Automatisierungslinie integriert werden. Die zentrale SPS- und HMI-Steuerung ermöglicht rezeptbasiertes Umrüsten, während die Systemarchitektur zukünftige Erweiterungen und MES-Datenkonnektivität unterstützt. Das mechanische und elektrische Design erfüllt die Anforderungen an die Reinraumkompatibilität.

Projektergebnisse

• Verbesserte Konsistenz bei der Linsenverklebung und Ausrichtungsqualität
• Reduzierte Variationen in Linsendicke und Montagegenauigkeit
• Erhöhte Ausbeute durch automatische Inspektion und Closed-Loop-Steuerung
• Reduzierter manueller Eingriff und Prozessabhängigkeit
• Stabile Plattform, bereit für die zukünftige Entwicklung optischer AR/VR-Produkte

Schlussfolgerung

Dieses Projekt demonstriert die Fähigkeit von Large-Auto, präzisionsgesteuerte Automatisierungsausrüstung für die optische AR/VR-Fertigung zu liefern. Durch die Konzentration auf Linsenverklebung, Dickenprüfung, Ausrichtung und Montage bietet die Lösung eine zuverlässige Grundlage für die hochwertige optische Montage und die skalierbare Produktion.