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78180 Montigny-le-Bretonneux

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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

Tel.: +31 (0) 40 85155-40

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FAULHABER Austria GmbH

Modecenterstraße 22/C89

1030 Wien

Tel.: +43 1 7963149-0

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ERNTEC Pty. Ltd.

15 Koornang Road

Scoresby, VIC 3179

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DR. FRITZ FAULHABER GMBH & CO. KG

Daimlerstr. 23

71101 Schönaich

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Fax: +49 7031 638 100

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Jan-Christopher Mohr

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Ingénieur Technico-Commercial

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Ingénieur Technico-Commercial

Tel.: +41 (0) 79 372 0999

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Les micromoteurs accélèrent l’assemblage des circuits imprimés

Siemens a développé sa série SIPLACE X dans le but de fournir aux fabricants en électronique une solution à échelle mondiale encore plus rentable pour l’assemblage de circuits imprimés (PCB). En plus d’une capacité de montage pouvant atteindre 80 000 composants par heure et d’un éventail de composants électroniques allant des composants 01005 jusqu’aux 6 x 6 mm, leur atout majeur est leur rapidité de transition. Comme c’est le cas avec tous les automates à la mécanique sophistiquée, la question du système d’entraînement joue ici aussi un rôle très important.

Afin de pouvoir aborder ce problème avec le plus grand savoir faire, l’équipe responsable du développement de la série SIPLACE X s’est associée aux spécialistes du micro entraînement FAULHABER. L’étroite collaboration dans ce projet a permit un ajustement optimal de tous les composants. Ainsi, les meilleures solutions ont pu être apportées aux différents problèmes dès les premières étapes du développement. Grâce à cette approche, un automate de haute performance a été conçu pour le marché haut de gamme, qui établit désormais un nouveau standard de qualité pour l’équipement de circuits imprimés.

Les micromoteurs accélèrent l’assemblage des circuits imprimés
Modules d’alimentation ayant une largeur de courroie de 8, 12, 16 à 88 mm
Les micromoteurs accélèrent l’assemblage des circuits imprimés
Tête de placement Collect & Place 20 segments

Principes de base

Un automate de montage est constitué de composants indépendants, qui doivent tous fonctionner de concert. Une tête de placement attachée à un portail mobile collecte les composants depuis le transporteur (module d’alimentation) et les met ensuite en position pour l’assemblage, sur le circuit imprimé, pour que les composants se montent avec précision. L’étape entre la collecte des composants et leur positionnement sur le circuit imprimé occupe une partie non négligeable du temps de production. Ainsi plus cette opération sera rapide et moins elle sera fréquente, plus vite un produit pourra être produit.

L’approvisionnement des composants est un autre élément essentiel. Actuellement, les composants sont amenés par des courroies et sur des roulettes. Ce principe est similaire à celui utilisé autrefois pour le cinéma (rouleaux de films). Des petites poches sur les courroies contiennent les composants, et une perforation sur le bord de la courroie assure un transport précis. Les roulettes de la courroie rentre dans ce que l’on appelle un transporteur, et la courroie se déplace de telle manière que les composants puissent être collectés par la tête de placement à tout moment. Il est ainsi essentiel pour le processus de maintenir à la fois une position exacte pour la collecte et une rapidité de collecte pour la tête de placement. L’approvisionnement doit toujours être garanti, même quand cela implique plusieurs composants les uns après les autres et depuis la même courroie.

Les micromoteurs accélèrent l’assemblage des circuits imprimés

Tête de placement Collect & Place de SIPLACE – micro design, macro performances

La tête de placement Collect & Place constituée de 20 segments constitue le cœur de cet automate ultramoderne, et s’avère particulièrement compétitif. D’un côté c’est un composant hautement dynamique, et donc très léger et sans grande masse d’inertie. D’un autre côté, il doit être capable de collecter autant de composants que possible en une seule fois. Plus le nombre de composants par cycle est élevé, moins la tête de placement devra faire d’aller retour entre le circuit imprimé et l’endroit de la collecte, ce qui accélérera ainsi les opérations. Le constructeur a résolu ce problème grâce à la nouvelle tête de placement Collect & Place en 20 segments.

La tête de placement est capable d’extraire et de fixer les composants via dépressurisation grâce à des pipettes. Une camera entregistre les composants qui seront fermement reliés à la pipette, compare leur position avec la position souhaitée et envoie un ordre de commande au micromoteur pour qu’il repositionne correctement la pipette. La tête de placement Collect & Place en 20 segments comporte 20 pipettes, chacune dotée de son propre moteur. La tête elle-même est de forme plutôt conique afin de laisser un espace aussi large que possible aux composants. Cela signifie que l’espace dans la partie supérieure de la tête est minime, à peine suffisant pour accueillir le moteur qui aligne les pipettes avec les composants. Produire une solution compacte et légère dans ces circonstances exige donc un design hautement spécialisé, conçu tout spécialement pour tirer profit du faible espace disponible.

Les 20 moteurs C.C. sans balais, qui ont un diamètre de 8 à 9 mm seulement (capteur de position inclus), ont été développés en forme conique dans ce but. Les moteurs disposant d’une commutation électronique, ils sont particulièrement adaptés aux taches de positionnement lors d’opérations en continue. Cependant, cela demande un système d’entraînement de qualité supérieure. C’est là où le partenariat entre les deux experts s’avère décisive. Plutôt que d’utiliser deux contrôleurs séparés pour le moteur et les autres composants de la tête de placement, l’équipe de développement a opté une synergie. L’électronique de commande du moteur est intégrée dans le panneau de commande des autres composants, ce qui libère donc une place considérable. La taille et la masse ont été réduites, tandis que les performances de l’automate ont été améliorées.

Les micromoteurs accélèrent l’assemblage des circuits imprimés
Les micromoteurs accélèrent l’assemblage des circuits imprimés

Approvisionnement rapide & précis des composants

Afin de correspondre aux critères d’efficacité de la tête de placement Collect & Place de 20 segments, l’approvisionnement de composants doit également faire preuve de la plus haute précision. Outre une rapidité accrue, des objectifs clefs ont été définis : des changements d’armement simples durant les opérations et des applications universelles. Jusqu’à récemment, la norme en matière d’approvisionnement était le transporteur d’une largeur de 30 mm ou plus, qui ne pouvait transporter que 1, 2 ou 3 courroies (largeur standard d’une courroie: 8, 12, 16 et jusqu’à 88 mm). Lorsqu’un composant devait être changé, il fallait changer toutes les courroies, même si un composant seulement différait. Afin d’améliorer son efficacité, 3 transporteurs Triple Feeder indépendants ont été intégrés dans un espace dédié d’approximativement 30 mm. Jusqu’à aujourd’hui, on utilisait en guise d’entraînement des micromoteurs relativement « grands », d’un diamètre de 15 mm: deux rapprochés et le troisième à l’arrière.
Cependant, les nouveaux moteurs inclus dans le X-Feder requièrent un diamètre maximum de 10 mm environ. Grâce à des aimants particulièrement puissants, ces nouveaux moteurs sont capables des niveaux de performance équivalents à ceux équipés des moteurs plus conventionnels 20…25mm. Si l’on considère que normalement les performances augmentent ou diminuent en fonction du diamètre des moteurs, les résultats obtenus s’avèrent pour le moins impressionnantes. Mais dans le même temps, le système d’entraînement doit absorber la traction de la courroie. Généralement, la force de traction s’élève à plusieurs Newton, avant que la courroie ne se perfore. Cette contrainte, qui est inhabituel pour des petits systèmes d’entraînement, a été résolue par le spécialiste du micro entraînement FAULHABER, en utilisant deux moteurs pour chaque transporteur de courroies.
Les moteurs décalés fonctionnent sur la base d’un arbre hélicoïdal à pignon, qui entraîne une roue dentée opur faire avancer le transporteur de courroies. Ce mécanisme assure un dynamisme nécessaire et un couple se maintenant dans une marge de sécurité du début à la fin. Le système d’entraînement X-Feeder assure ainsi un positionnement fiable à ±25 µm avec un temps de cycle de moins de 40 ms. Cela rend ainsi possible un approvisionnement plus sûr des composants par la tête de placement à 20 segments C&P.

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