Aufrufe
vor 4 Monaten

antriebstechnik 5/2017

antriebstechnik 5/2017

LINEARTECHNIK Schnell im

LINEARTECHNIK Schnell im Transport von Platinen Linearachsen sorgen im Nutzentrenner für hohe Taktzahlen Immer feiner werdende Schnittmuster beim Vereinzeln komplexer elektronischer Baugruppen erfordern neue Wege bei der Fertigung. Erst recht in Kombination mit dem optimalen Handling der Leiterplatten stimmt das Ergebnis beim Nutzentrennen. Bei der von IC-Automation gebauten Laserschneidanlage übernimmt diese Aufgabe eine einbaufertige Linearachse von Rollon. Klaus-J. Hermes ist Marketingleiter bei der Rollon GmbH in Düsseldorf B islang dominierten mechanische Verfahren das Trennen von Leiterplatten aus dem Fertigungsnutzen. Doch die immer feineren Konturen beim Vereinzeln komplexer elektronischer Baugruppen setzen dem klassischen Sägen, Stanzen oder Fräsen der Platinen immer öfter Grenzen. Die hohen mechanischen Belastungen beim Trennen können die SMD-Bauteile, Lötverbindungen oder das Substrat beeinträchtigen. Häufige Layoutänderungen und geringe Losgrößen erfordern eine flexible Fertigungsautomation, bei der sich Laserschneidsysteme als die bessere Alternative herauskristallisiert haben. Die neue Laserschneidanlage von IC-Automation arbeitet mit kurzer Pulsdauer: „Die Energie wirkt nur für Sekundenbruchteile auf das Material – was die thermischen Beeinträchtigungen stark reduziert“, wie Andreas Friesenecker, Konstruktionsingenieur bei IC-Automation in Mainz betont. „Da der Lichtblitz sehr kurz ist, erfolgt der punktuelle Abtrag Mikrometer für Mikrometer, ohne dass sich das bearbeitete Bauteil erwärmt, schmilzt oder starke Verbrennungen an den Schneidrändern aufweist“. Damit sei ein „stressfreies Trennen“ der Leiterplatten nach komple- xen Schnittmustern möglich. Randnahe Leiterbahnen und Lötstellen bleiben durch die minimalen Schnittbreiten unversehrt, es entstehen keine Grate. Für einen hohen Automationsgrad Entscheidenden Einfluss auf das Ergebnis haben nicht nur die Leistungsdichte des Laserstrahls und die Einwirkdauer auf den Leiterplattenwerkstoff, sondern auch die Performance des Transports. Garant dafür ist die eingebaute Lineartechnik von Rollon. „Das systematische Handling mit linear verfahrbaren Shuttlebooten zum Be- und Entladen der Nutzen steht für den hohen Automatisierungsgrad unserer Anlage“, so Friesenecker. Um die zuverlässige Nutzenzuführung zu gewährleisten, entschied sich der Ingenieur von IC-Automation für eine einbaufertige Linearachse aus der Uniline- Serie. Die Achsen werden in industriellen Anwendungen bevorzugt für Be- und Entladeabläufe in Mehrachsportalen, Verpackungsmaschinen oder Schneidmaschinen eingesetzt. Auch bei verschiebbaren Paneelen, Lackieranlagen, Schweißrobotern oder Sondermaschinen sind sie anzutreffen. Martin Graw, Vertriebsingenieur bei der Rollon GmbH, sieht in diesem über Jahre erworbenen Verständnis für komplexe Anforderungen in der Lineartechnik einen der Hauptgründe für Frieseneckers Wahl. „Die Erfahrung im Umgang mit kundenspezifischen Anwendungen versetzt uns in die Lage, Lösungen anzubieten, wie sie für das optimale Handling von Leiterplatten erforderlich sind“, betont er. Die Linearachsen von Rollon bestehen aus innenliegenden Laufrollenführungen im biegesteifen Aluminiumprofil. Nuten an den Außenseiten der Strangpressprofile ermöglichen eine einfache Montage und das Befestigen aller Zubehörteile. Wahlweise bewegen sich auf den Profilen ein oder mehrere Läufer mit Geschwindigkeiten bis maximal 9 m/s. Der Antrieb erfolgt über einen stahlverstärkten Polyurethan-Zahnriemen. Längsdichtungen und Bürsten am Ein- und Austritt des Zahnriemens schließen das System vollständig ab. „Mit diesem Aufbau ist die Last aufnehmende Führungsschiene in der Laserschneidanlage bestmöglich vor Schmutz und Beschädigung geschützt“, wie Martin Graw hervorhebt.

LINEARTECHNIK 03 01 02 04 01 Linearachsen von Rollon gewähren in der Laserschneidanlage von IC-Automation den Transport der Platinen 02 Das Herzstück der Anlage ist der Ultrakurzpulslaser, der mit kurzer Pulsdauer arbeitet 03 Die einbaufertige Linearachse ist ein wesentlicher Bestandteil des linearen Transportsystems zum Be- und Entladen der Nutzen 04 Die Achsen von Rollon kommen in industriellen Anwendungen bevorzugt für Be- und Entladeabläufe in Mehrachsportalen, Verpackungsmaschinen oder Schneidmaschinen zum Einsatz Zur Inbetriebnahme des einbaufertigen Systems ist lediglich die Verbindung mit einem Motor oder Getriebe über eine Voll- oder Hohlwelle erforderlich. Einfaches Aneinandersetzen der Führungsschienen ermöglicht Hübe bis mehrere Tausend Millimeter. Hohe Belastungswerte auf begrenztem Raum IC-Automation brauchte eine bauraumsparende und verschleißarme Linearachse, die höchste Dynamik bietet Frank Thomas, Vertriebsleiter Business Unit Linearachsen/ Systeme, Rollon GmbH Dem Unternehmen aus Mainz haben wir deshalb den Typ E aus unserer Uniline-Serie empfohlen. Das ist eine Produktfamilie mit kompakten, einbaufertigen Linearachsen, die hohe Verfahrgeschwindigkeiten ermöglicht. Die Serie beruht auf dem Rollenläufersystem der Compact-Rail-Linearführungen in einem selbsttragenden Aluminium-Strangpressprofil. Der Antrieb erfolgt über einen stahlverstärkten Polyurethan-Zahnriemen. Mit einer Grundfläche von zwei Quadratmetern ist der gesamte Nutzentrenner nur unwesentlich größer, als das eigentliche Lasertrennmodul. Im Inneren garantiert ein luftgelagertes Granitbett mit Direktantrieben die absolute Positioniergenauigkeit für den Schneidvorgang. Die berührungslos arbeitende Inline-Messtechnik stellt sicher, dass Höhenschwankungen und Verdrehungen der Bauteile ausgeglichen werden. Ein integriertes Kamerasystem ermittelt dazu die genaue xy-Position der Leiterplatte, so dass sich die Bauteile präzise mit weniger als 10 µm Abweichung positionieren lassen. Der Einsatz eines konfokalen Sensors zur berührungslosen Höhenmessung ermöglicht eine materialunabhängige Genauigkeitseinstellung der Fokussierebene im Mikrometer-Bereich. Der begrenzte Raum im Inneren des Nutzentrenners stand auch bei der Auswahl der passenden Linearachse im Mittelpunkt. Andreas Friesenecker entschied sich für den Typ E aus der Uniline-Serie in der Baugröße 55. Bei diesem Modell ist die Festlagerschiene (T-Schiene) liegend in das Aluprofil montiert, während die Loslagerschiene (U-Schiene) zur Momentenabstützung außen an das Profil angeflanscht ist. Neben der kompakten Bauweise überzeugten ihn auch die mechanischen Eigenschaften der Achse, allen voran das hohe Drehmoment. Die robuste Ausführung E55 der Uniline punktet hier mit hohen Belastungswerten. Sie verkraftet Querkräfte von 2 175 N und ein Moment von 54,4 Nm um die z-Achse. Dank des Zahnriemenantriebs transportiert die Achse die Shuttleboote mit einer Höchstgeschwindigkeit von 1 m/s. Dabei beträgt die lineare Führungsgenauigkeit 0,8 mm. Das Fazit von Andreas Friesenecker: „Als Spezialist für Mess- und Steuerungsanlagen sowie Systemkomponenten zur Optimierung von Fertigungsprozessen haben wir darauf geachtet, dass die Laserschneidanlage mit entsprechender Lineartechnik ausgestattet wird. Kernpunkt beim Einsatz der Rollon-Achse ist für uns der verschleißarme Betrieb, da die Achse mit hoher Taktrate arbeitet. Weil der Bauraum begrenzt war, sollte die Antriebseinheit zudem flexibel einsetzbar und kompakt ausgestaltet sein. Die Achsen der Uniline-Serie sind dafür unter technischen Gesichtspunkten optimal geeignet und zeichnen sich durch ihre Wirtschaftlichkeit aus.“ Fotos: IC-Automation www.rollon.de antriebstechnik 5/2017 41

Aktuelle Ausgabe