Abo
  • Services:
Anzeige
Prototyp der Bestückungsmaschine
Prototyp der Bestückungsmaschine (Bild: VarioPlace/Mirko Ehlert)

Wie eine Bestückungsmaschine funktioniert

Anzeige

Eine Bestückungsmaschine sei eigentlich sehr einfach aufgebaut, meint Ehlert: Die mit Lötpaste versehene Platine wird mit Hilfe eines Rahmens in der Maschine eingespannt. Durch ein Computerprogramm wird dann ein Kopf mit einer Ansaugdüse gesteuert. Die Ansaugdüse (Nozzle) saugt das Bauelement in seiner Verpackung an, der Kopf bewegt sich mit dem angesaugten Bauteil zur entsprechenden Position auf der Platine und stoppt den Ansaugvorgang, das Bauteil fällt quasi auf die Lötstelle. Dann geht es mit dem nächsten Bauteil weiter. Im Wesentlichen funktioniert eine Bestückungsmaschine also wie ein Plotter.

Die Schwierigkeit liegt nun im Detail: Die Ansaugdüse muss mit der Größe des Bauteils korrespondieren. Für die vollständige Bestückung mit unterschiedlichen Bauteilgrößen sind also verschiedene Düsen notwendig. Und die Platzierung des Bauteils auf der Platine muss mit großer Genauigkeit erfolgen, je kleiner die Baugrößen der Bauteile werden, desto geringer werden die Platzierungstoleranzen.

  • SMD-Bauelemente und jeweils dazu passende Ansaugdüse. (Foto: VarioPlace/Mirko Ehlert)
  • Werden die Baulemente vertauscht, werden unpassende Düsengrößen deutlich. (Foto: VarioPlace/Mirko Ehlert)
SMD-Bauelemente und jeweils dazu passende Ansaugdüse. (Foto: VarioPlace/Mirko Ehlert)

Die Ansaugkraft wird kaum variiert bei unterschiedlich großen Bauteilen. Der eigentliche Grund für die unterschiedlichen Düsen liegt in der Stabilität beim Transport der Bauteile. Wenn ein großer Chip mit einer Düse mit zu kleinem Durchmesser angesaugt wird, kann es während der Fahrt des Kopfes zum Abkippen des Chips kommen. Denn die Auflagefläche ist dann zu gering, es fehlt an mechanischer Stabilität.

Der Wechsel der Düsen, auch als Werkzeugwechsel bezeichnet, kann natürlich per Hand erfolgen. Ein automatisierter Betrieb ist dann allerdings nicht mehr möglich. Deswegen ist eine Funktion zum automatischen Wechsel der Düse unabdingbar und wurde bei der Entwicklung von Varioplace bereits vorgesehen.

Kleine Bauteile erfordern hohe Genauigkeit

Kleine Bauteilgrößen werden ad absurdum geführt, wenn die dazugehörigen Lötpads auf der Platine nicht auch kleiner werden. Lötpads sind die sichtbaren Kupferflächen auf der Platine, auf welche die Bauelemente aufgelötet werden. Sie können bei modernen Platinen weniger als einen Millimeter groß sein.

Wenn nun die Maschine bei der Platzierung nicht genau genug ist und die Lötfläche der Bauelemente nicht korrekt übereinstimmt mit den Lötpads auf der Platine, führt das zu Lötfehlern. Manchmal können diese später noch mit ruhiger Hand und einem Lötkolben repariert werden, doch im schlimmsten Fall ist die komplette Schaltung nicht mehr brauchbar.

Ungenaue Positionierungen können aus mehreren Gründen entstehen und müssen auf verschiedenen Wegen unterbunden beziehungsweise korrigiert werden.

Einer ungenauen Ansteuerung, weil die mechanischen Bestandteile der Maschine zu viel Spiel haben müssen, lässt sich durch hochwertige Bestandteile mit geringen Fertigungstoleranzen entgegenwirken.

Obwohl die Platine in einem Rahmen eingespannt wird, kann es immer zu einem leichten Verdrehen der Platine kommen. Insbesondere gilt dies bei runden oder asymmetrisch geformten Platinen. Diese Verdrehungen sind mit dem blossen Auge nicht immer zu erkennen. Bei der Varioplace soll eine Kamera mit einer Mustererkennung dafür sorgen, dies zu erkennen und die Steuerbefehle entsprechend anzupassen.

Ein weiteres Problem fanden die Macher in der praktischen Erprobung: die Bewegungen des Werkzeugkopfes versetzten die gesamte Konstruktion immer wieder in Bewegung - auch dieses Rütteln führte dazu, dass Bauelemente verrutschten. In großen Maschinen tritt dieses Problem nicht auf, ihre schiere Massigkeit unterbinde solche Eigenbewegungen, so Ehlert. Doch für ein schreibtischtaugliches Gerät ist Masse keine Lösung. Sie fanden eine andere: Sie setzten die Fahrgeschwindigkeit herunter. Dadurch ist die Maschine zwar langsamer, bei Prototypen und Kleinserien soll die geringere Geschwindigkeit keine Rolle spielen, da die maschinelle Bestückung immer noch wesentlich schneller und genauer als von Hand erfolgt. Schließlich erfolgt die Bestückung vor Ort und erfordert keine (schlechter planbare) Warte- und Versandzeit wie bei einem Dienstleister.

 VarioPlace: Industriemaschinen zu einem bezahlbaren Preis bauenDen Preis drücken, nicht die Qualität 

eye home zur Startseite
stoneburner 27. Sep 2014

Das Problem bei so einer multi maschine ist das die antriebsarten nicht optimal vereinbar...

Mirko_von_Vario... 26. Sep 2014

Mit einem Laser zu löten ist komplizierter als es sich auf den ersten Blick anhört. Dies...

Wirbelpsychologe 23. Sep 2014

@The Roadrunner Inzwischen habe ich eine beachtliche Sammlung von Schrittmotoren. Die...

derdiedas 22. Sep 2014

Also ich finde die Idee gut, vor allen weil dieses Gerät jede Menge Optionen zum...

am (golem.de) 22. Sep 2014

Lohnt sich vor einer Bestellung Erfahrungsberichte wie diesen zu lesen, um dann zu...



Anzeige

Stellenmarkt
  1. Rechenzentrum Region Stuttgart GmbH, Stuttgart
  2. vwd Vereinigte Wirtschaftsdienste GmbH, Frankfurt
  3. BG-Phoenics GmbH, München
  4. CG CAR-GARANTIE VERSICHERUNGS-AG, Freiburg im Breisgau


Anzeige
Top-Angebote
  1. (u. a. G502 52,99€, G430 49,99€, G920 199,90€)
  2. (-58%) 24,99€

Folgen Sie uns
       

Anzeige
Whitepaper
  1. SAP HANA Integration von der Planung bis zum Hosting


  1. Privacy Phone

    John McAfee stellt fragwürdiges Smartphone vor

  2. Hacon

    Siemens übernimmt Software-Anbieter aus Hannover

  3. Quartalszahlen

    Intel bestätigt Skylake-Xeons für Sommer 2017

  4. Sony

    20 Millionen Playstation im Geschäftsjahr verkauft

  5. Razer Lancehead

    Symmetrische 16.000-dpi-Maus läuft ohne Cloud-Zwang

  6. TV

    SD-Abschaltung kommt auch bei Satellitenfernsehen

  7. ZBook G4

    HP stellt Grafiker-Workstations für unterwegs vor

  8. Messenger Lite

    Facebook bringt abgespeckte Messenger-App nach Deutschland

  9. Intel

    Edison-Module und Arduino-Board werden eingestellt

  10. Linux-Distribution

    Debian 9 verzichtet auf Secure-Boot-Unterstützung



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de


Anzeige
Mario Kart 8 Deluxe im Test: Ehrenrunde mit Ballon-Knaller, HD Rumble und Super-Turbo
Mario Kart 8 Deluxe im Test
Ehrenrunde mit Ballon-Knaller, HD Rumble und Super-Turbo
  1. Hybridkonsole Nintendo verkauft im ersten Monat 2,74 Millionen Switch
  2. Nintendo Switch Verkaufszahlen in den USA nahe der Millionengrenze
  3. Nintendo Von Mario-Minecraft bis zu gelben dicken Joy-Cons

Bonaverde: Von einem, den das Kaffeerösten das Fürchten lehrte
Bonaverde
Von einem, den das Kaffeerösten das Fürchten lehrte
  1. Google Alphabet macht weit über 5 Milliarden Dollar Gewinn
  2. Insolvenz Weniger Mitarbeiter und teure Supportverträge bei Protonet
  3. Jungunternehmer Über 3.000 deutsche Startups gingen 2016 pleite

Noonee: Exoskelett ermöglicht Sitzen ohne Stuhl
Noonee
Exoskelett ermöglicht Sitzen ohne Stuhl

  1. Re: Diese Analyse ist ein peinlicher Tiefpunkt

    Rocky Horror... | 23:48

  2. Re: War überfällig

    MINTiKi | 23:47

  3. Re: Macht das Ganze schon interessanter, wenn man...

    Vielfalt | 23:44

  4. Re: >Seit< der Übernahme von Grohmann Engineering...

    WonderGoal | 23:44

  5. Re: Nach Abschaltung kostenfrei?

    Daepilin | 23:42


  1. 18:05

  2. 17:30

  3. 17:08

  4. 16:51

  5. 16:31

  6. 16:10

  7. 16:00

  8. 15:26


  1. Themen
  2. A
  3. B
  4. C
  5. D
  6. E
  7. F
  8. G
  9. H
  10. I
  11. J
  12. K
  13. L
  14. M
  15. N
  16. O
  17. P
  18. Q
  19. R
  20. S
  21. T
  22. U
  23. V
  24. W
  25. X
  26. Y
  27. Z
  28. #
 
    •  / 
    Zum Artikel