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Horne Technologies cc

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Clearwater, FL 33762-3008

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17F., No. 890, Jingguo Rd., Luzhu Dist.

Taoyuan City 33858, Taiwan, R.O.C.

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EDEL Teknoloji Sistemleri Sanayi ve Ticaret Ltd.Şti

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Gustavslundsvägen 145, 4 tr

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1A-2-01 & 02 · One Precinct · Lengkok Mayang Pasir

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Swiss Amiet Co., Ltd.

W-903, SK V1 Center, 11 Dangsan-ro 41-g

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Tokyo Sales Office, Motor Sales Division8F, REID-C OMORI building, 6-20-8

Minami-oi, Shinagawa-ku, Tokyo 140-0013

Tel.: +81 (0) 3 6404 1003

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22074 Lomazzo CO

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S.No. 100/5, Ambegaon

Pune - 411046

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Lewenstein Technologies Ltd.

1 Ha'arava St. Givat Shmuel

5400804 Israel

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Electro Mechanical Systems Ltd.

Eros House, Calleva Industrial Park, Aldermaston

Reading, RG7 8LN

Tel.: +44 (0) 118 9817 391

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FAULHABER France SAS

Parc d’activités du Pas du Lac2, Rue Michaël Faraday

78180 Montigny-le-Bretonneux

Tel.: +33 (0) 1 30 80 45 00

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ELMEQ Motor

Passeig Ferrocarrils Catalans 178

Cornellà de Llobregat 08940 (Barcelona)

Tel.: +34 93 422 70 33

marketing@elmeq.es

www.elmeq.es

MOVETEC OY

Suokalliontie 9

01740 Vantaa

Tel.: +358 (0) 9 5259 230

info@movetec.fi

www.movetec.fi

Routech s.r.o.

Dr. Milady Horákové 185/66

460 06 Liberec

Tel.: +420 489 202 971

info@routech.cz

www.routech.cz

Compower ApS

Marielundvej 29

2730 Herlev

Tel.: +45 (0) 44 92 66 20

info@compower.dk

www.compower.dk

Marte Científica e Instrumentação Industrial Ltda

Av Fco Andrade Ribeiro 430

37540-000 Santa Rita do Sapucai, MG

Tel.: +55 (11) 3411 4500

motores@marte.com.br

www.marte.com.br

FAULHABER Drive System Technology (Taicang) Co., Ltd.

Eastern Block, Incubator Building, No. 6 Beijing Road West

Taicang 215400, Jiangsu Province

Tel.: +86 (0) 512 5337 2626

info@faulhaber.cn

FAULHABER Benelux B.V.

High Tech Campus 9

5656 AE Eindhoven

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info@faulhaber.nl

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FAULHABER Austria GmbH

Modecenterstraße 22/C89

1030 Wien

Tel.: +43 1 7963149-0

info@faulhaber-austria.at

ERNTEC Pty. Ltd.

15 Koornang Road

Scoresby, VIC 3179

Tel.: +61 (0) 3 9756 4000

sales@erntec.com.au

www.erntec.net

Headquarter

DR. FRITZ FAULHABER GMBH & CO. KG

Daimlerstr. 23

71101 Schönaich

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Jan-Christopher Mohr

Area Sales Manager

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Area Sales Manager

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Regional Sales Manager

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Area Sales Manager

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Mikromotoren bringen Leiterplattenbestückung in Schwung

Um Elektronikfertigern weltweit eine noch wirtschaftlichere Lösung für die Platinenbestückung bieten zu können, hat Siemens die SIPLACE X-Serie ent­wickelt. Neben einer Bestückleistung von bis zu 80.000 Bauelementen pro Stunde und einem Bauelemente-Spektrum von 01005 Bauelementen bis 6 x 6 mm wurde besonderer Wert auf schnellste Umrüstung gelegt. Wie bei allen mechanisch anspruchsvollen Automaten spielte auch hier die Antriebsfrage eine besonders wichtige Rolle. Um mit höchstem Know-how die Aufgabe angehen zu können, arbeitete das Team der SIPLACE X-Serie mit dem Kleinantriebsspezialisten FAULHABER zusammen. Die sehr enge Zusammenarbeit bei diesem Projekt erlaubte die optimale Anpassung aller Komponenten. So konnten bereits im Vorfeld für alle Aufgabenstellungen die besten Lösungen gefunden werden. Dank dieser Vorgehensweise entstand ein Höchstleistungs-Bestückautomat für den Premiumbereich, der neue Maßstäbe bei der Leiterplattenbestückung setzt.

Mikromotoren bringen Leiterplattenbestückung in Schwung
Zuführmodule mit Standardgurtbreiten in 8, 12, 16 bis 88 mm
Mikromotoren bringen Leiterplattenbestückung in Schwung
20-Segment-Collect & Place-Bestückkopf

Grundlagen der Technik

Ein Bestückautomat besteht aus unabhängigen Komponenten, die alle reibungslos zusammenarbeiten müssen. Ein an einem beweglichen Portal angebrachter Bestückkopf sammelt die Bauelemente am Förderer (Zuführmodul) ein und fährt dann an die Bestückposition, zur Leiterplatte, um die Bauteile exakt zu bestücken. Der Verfahrensweg zwischen Bauelementaufnahme und Leiterplatte benötigt einen nicht zu vernachlässigenden Anteil der Fertigungszeit, d. h. je schneller und seltener diese Strecke gefahren werden muss, um so schneller wird ein Produkt gefertigt.
Eine weitere wesentliche Komponente ist die Bauteilzuführung. Standardmäßig werden heute die Bauteile in Gurten und auf Rollen angeliefert. Diese kann man sich ähnlich den alten Filmrollen vorstellen. Kleine Täschchen im Gurt enthalten die Bauteile, eine Perforation am Rande des Gurts erlaubt den exakten Transport. Die Gurtrollen kommen in einen so genannten Förderer, der den Gurt nun so abrollt, dass immer ein Bauteil für die Aufnahme durch den Bestückkopf bereitliegt. Dabei gilt es, sowohl die exakte Aufnahmeposition einzuhalten als auch der Aufnahmegeschwindigkeit des Kopfes zu folgen. Schließlich muss auch bei der Aufnahme von mehreren Bauteilen nacheinander und aus demselben Gurt der Nachschub stimmen.

Mikromotoren bringen Leiterplattenbestückung in Schwung

SIPLACE Collect&Place-Bestückkopf – kompakte Höchstleistung

Der 20-Segment-Collect&Place-Bestückkopf als Herz des Automaten stellte hohe Ansprüche an die Konstrukteure. Zum einen ist er ein sehr dynamisch bewegtes Bauteil und sollte daher sehr leicht, also ohne große Massenträgheit aufgebaut sein. Zum anderen soll er möglichst viele Bauteile auf einmal aufnehmen können. Je höher die Bauteilanzahl pro Aufnahmetakt ist, um so weniger oft muss sich der Kopf zwischen Leiterplatte und Abholposition hin und her bewegen; die Bestückleistung steigt. Die Konstrukteure lösten das Problem mit dem neuen 20-Segment-Collect&Place (C&P)-Bestückkopf.
Der Kopf kann über Pipetten per Unterdruck die Bauteile ansaugen und fixieren. Die so fest mit der Pipette verbundenen Bauteile nimmt eine Kamera auf, vergleicht die Lage mit der Sollposition und gibt an einen Kleinstmotor an der Pipette den Befehl für die Drehung in die richtige Position. Im 20-Segment-C&P-Bestückkopf sind nun 20 Pipetten mit je einem Motor in einem Stern zusammengefasst. Der Kopf selbst ist leicht konisch, um für die Bauteile möglichst viel Raum zu bekommen. Daher wird der Platz im oberen Kopfteil knapp für die Motoren, die die Saugpipetten mit den Bauteilen ausrichten. Nur ein spezielles Design und exakte Anpassung an den zur Verfügung stehenden Raum kann hier eine kompakte, massenarme Lösung bringen.
Die 20 bürstenlosen DC-Motoren wurden daher selbst leicht konisch aufgebaut, mit einem Durchmesser von nur 8 bis 9 mm inklusive Positionssensor. Als elektronisch kommutierte Motoren sind sie für die Positionieraufgabe unter Dauerlaufbedingung besonders geeignet, benötigen aber eine sehr gute Ansteuerung. Hier bewährte sich die Zusammenarbeit der beiden Experten. Statt zwei getrennter Steuerungen für die Motoren und die anderen Komponenten des Kopfes setzte man auf Synergie. Die Steuerelektronik der Motoren ist in die Steuerungsplatine der anderen Bauteile integriert und nimmt so erheblich weniger Platz in Anspruch. Bauraum und Masse sinken, die Bestückleistung steigt.     

Mikromotoren bringen Leiterplattenbestückung in Schwung
Mikromotoren bringen Leiterplattenbestückung in Schwung

Bauteilzuführung, schnell & präzise

Um der Leistungsfähigkeit des 20-Segment-C&P-Kopfes zu entsprechen, muss auch die Bauteilezuführung sehr präzise sein. Neben der höheren Zuführgeschwindigkeit waren vor allem eine leichte Umrüstung auch im laufenden Betrieb sowie der möglichst universelle Einsatz wichtige Ziele. Bisheriger Standard für die Zuführung waren Förderer ab 30 mm Breite, die ein, zwei oder drei Gurte aufnehmen konnten (Standardgurtbreiten sind 8, 12,16 bis 88 mm Breite). Für einen Bauteilewechsel mussten dann mit dem Förderer alle Gurte ausgetauscht werden, auch wenn nur ein Bauteil unterschiedlich war. Günstigerweise sollten also auf den ca. 30 mm der heutigen Triple-Feeder drei voneinander unabhängige Förderer untergebracht werden. Bei den Antrieben konnte man bisher verhältnismäßig "große" Kleinmotoren mit 15 mm Durchmesser einsetzen: zwei nebeneinander und den dritten nach hinten versetzt darüber.
Die neuen Motoren im X-Feeder durften aber maximal noch ca. 10 mm im Durchmesser betragen. Diese neuen Motoren erreichen dank spezieller Hochenergiemagnete eine Leistung wie herkömmliche 20 ... 25 mm Motoren. Berücksichtigt man dabei noch die Tatsache, dass die Leistung bei Motoren normalerweise mit dem Quadrat des Durchmessers ab bzw. zunimmt, wird die Konstrukteursleistung erst richtig deutlich. Gleichzeitig muss das Antriebssystem aber auch den Zug am Gurt sicher abfangen. Standardmäßig sind das einige Newton Zugkraft, danach reißt die Perforation der Gurte. Diese für Kleinantriebe ungewöhnliche Vorgabe erfüllte der Motorenhersteller FAULHABER durch den Einsatz von zwei Motoren je Gurttransport. Die versetzt angeordneten Motoren arbeiten auf einer gemeinsamen Schraub­radwelle, die wiederum das Zahnrad für den Gurttransport antreibt. Durch diesen Kunstgriff ist sowohl der Drehmomentverlauf bis in den Sicherheitsbereich wie auch die nötige Dynamik sichergestellt. Der X-Feederantrieb erlaubt daher eine sichere Positionierung auf ±25 µm bei Taktzeiten von weniger als 40 ms. Damit ist eine sichere Versorgung des 20-Segment-C&P-Kopfes mit Bauteilen möglich.

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