“Als je het laatste onderzoek kent, kun je slimme beslissingen nemen”

Bij hightechbedrijven blijft waardevolle kennis vaak opgesloten in de hoofden van ingenieurs, waardoor het voor nieuwe collega’s een uitdaging is om het complete plaatje te begrijpen. Deze kenniskloof was precies wat mechatronica-ingenieur Eric Dannenberg tegenkwam bij Itec met feedforward regelsystemen, wat hem ertoe aanzette om de cursus “Advanced Feedforward and Learning Control”van het High Tech Institute te volgen.

Het Nijmeegse Itec opereert in de voorhoede van wetenschappelijke ontdekkingen door zijn die-bonding technologie samen te voegen met machines die zorgen voor de volgende stappen in het chipproductieproces. Het bedrijf ontwikkelt high-throughput assemblage- en testapparatuur voor halfgeleiders, gespecialiseerd in optische en elektrische inspectie en die bonders. Eén zo’n machine richt zich op het verwijderen van chips van de wafer en het vastlijmen ervan op het substraat.

Eric Dannenberg werkt nu drie jaar bij Itec, waarvan de laatste jaren als mechatronicus. Eerder werkte hij onder andere als werktuigbouwkundig ingenieur, maar zijn interesse in mechatronica is nooit weggeëbd. “Een werktuigbouwkundig ingenieur ontwerpt de naald die de chip in de juiste positie duwt,” legt hij uit. “De mechatronicus is verantwoordelijk voor de bewegingen van de naald en zorgt voor de juiste snelheid en coördinatie.” Mechatronica is echter een niche binnen de werktuigbouwkundige en elektrotechnische tak, waardoor er minder banen beschikbaar zijn.

Als mechatronica-ingenieur op de afdeling diebonders van Itec richt Dannenberg zich op drie hoofdgebieden. Ten eerste houdt hij zich bezig met het oplossen van algemene problemen en het debuggen van bestaande apparatuur, waarbij hij klanten helpt om hun machines operationeel te houden. Ten tweede optimaliseert hij de huidige high-end systemen, op zoek naar manieren om de doorvoersnelheid en precisie te verhogen en fouten te verminderen. Tot slot werken hij en zijn collega’s aan het ontwerp van de volgende generatie machines, waarbij ze gebruikmaken van de meest recente ontwikkelingen en echt voorop lopen in hun wetenschappelijke vakgebied.

Dannenberg waardeert de afwisseling in verantwoordelijkheden. “Alleen reparatiewerk doen kan saai worden, maar terugkeren naar de wortels is erg nuttig en de kleine successen zijn welkom als je vastzit aan een engineeringprobleem voor toekomstige machines.”

Feedforward-regeling

Toen Dannenberg bij Itec begon, had hij nog veel te leren. “Ik heb me aangemeld voor de cursus bij High Tech Institute omdat ik merkte dat mijn collega’s weliswaar een schat aan kennis hadden, maar dat hun uitleg altijd -logisch- gericht was op de materie waar het om ging. Ik had vaak het gevoel dat ik context miste, niet het volledige plaatje kreeg.” Itec maakt van oudsher gebruik van cursussen van het High Tech Institute, waarvan Dannenberg er een aantal al had afgerond. “Geavanceerde feedforward en lerende besturing was de volgende logische stap, na Motion Control Tuning en Advanced Motion Control.”

Eric Dannenberg bij ITEC, Nijmegen

Met feedforward besturing wordt bedoeld dat de machine de besturingsingangen vooraf voorbereidt op basis van het gewenste pad. In plaats van te wachten tot er positiefouten optreden, worden de actuators gestuurd om proactief de komende referentiepunten nauwkeuriger te volgen. Dit vermindert fouten en verbetert de reactietijd, omdat aanpassingen gebeuren terwijl het substraat vooruit beweegt.

De cursus, die drie opeenvolgende dagen in beslag nam, richt zich op iteratief lerende besturing, repetitieve besturing en nieuwe geavanceerde feedforward algoritmen. Hiermee wordt een zeer nichemarktsegment bediend, waar weinig training beschikbaar is. Voor Itec is iteratieve lerende besturing met basisfuncties de meest gebruikte vorm uit de cursus, maar de hele training geeft een compleet beeld.

Ervaring uit de eerste hand

De cursus geeft inzicht in het ontwikkelen van machines die in staat zijn om positiefouten te reduceren tot encoderresolutie tijdens repeterende bewegingen. Het biedt een stappenplan om te komen tot het punt waarop de encoderresolutie, in plaats van hoogwaardige onderdelen, de beperkende factor wordt bij het reduceren van positiefouten. Hier komt de nauwe samenwerking met de Technische Universiteit Eindhoven goed tot zijn recht, volgens Dannenberg. “De kennis die High Tech Institute deelt in zijn cursussen is echt nieuw. Het bestaat nog niet in boeken en is slechts mondjesmaat op internet te vinden.”

Deze kennis komt zowel van pas bij het optimaliseren van bestaande apparatuur als bij het ontwerpen van nieuwe systemen. “Als we de omvang van het laatste onderzoek kennen, kunnen we slimme beslissingen nemen over de vraag of we geheel andere mechanische onderdelen moeten ontwerpen voor een nieuwe machine of dat we moeten aanpassen wat we al hebben zodat het past bij de nieuwste ontwikkelingen op dit gebied.”

Dannenberg kreeg met deze cursus meer dan alleen een overzicht van de complexe materie. “We konden de kennis en de algoritmes die we leerden daadwerkelijk testen op echte machines. Door meteen met deze algoritmen te spelen, kregen we een beter begrip dan met een Powerpoint-presentatie. We konden ook uit eerste hand ervaren hoe de algoritmes leerden van hun interactie met de machine. In één geval zagen we bijvoorbeeld dat het algoritme zich aanpaste aan de weerstand van aangesloten kabels, waar het eerder geen rekening mee had gehouden.”

Die praktische kennis maakte het gemakkelijker om het geleerde in praktijk te brengen. Toen Dannenberg terugkeerde naar de werkvloer, kon hij zijn ideeën en ervaringen meteen delen met zijn collega’s. Het feit dat hij een duidelijker, groter beeld had, hielp hem om zijn taken vooruit te helpen. Een duidelijker, groter beeld hielp hem vooruit in zijn taken.

Dannenberg weet al wat zijn volgende cursus wordt: “Experimentele technieken in mechatronica“. Deze opleiding richt zich op het bepalen van de dynamische eigenschappen van mechatronische systemen. “Een collega die deze cursus heeft gevolgd was erg enthousiast en mijn manager was het ermee eens dat het een goede volgende stap voor mij zou zijn.”

Dit artikel is geschreven door Marleen Dolman, freelancer voor High Tech Systems en Bits&Chips.