Sichere Handhabung von Leiterplatten mit Robotern
Sichere Handhabung von Leiterplatten mit Robotern
Industrieroboter sind bei der Handhabung von Leiterplatten (PCBs) unverzichtbar geworden, da Präzision und Effizienz von größter Bedeutung sind. Diese Lösung nutzt die Laser-Wegmesssensoren der GFL-Z-Serie von DADISICK und bietet fortschrittliche Positionierung, Positionserkennung und Echtzeit-Feedback. Damit setzt sie einen neuen Standard für zuverlässige PCB-Handlingprozesse.
Hochpräzise Positionierung
Erstpositionierung
Bevor der Roboterarm die Leiterplatte aufnimmt, misst der Laser-Wegmesssensor der GFL-Z-Serie präzise deren Position auf der Oberfläche und erkennt Abweichungen vom voreingestellten Aufnahmeort des Roboters. Basierend auf dem Triangulationsmessprinzip erreicht der Sensor eine Wiederholgenauigkeit von 10 µm innerhalb eines Messbereichs von 25 bis 35 mm. Durch die Erkennung der Koordinatenabweichung der Leiterplatte in der XY-Ebene liefert der Sensor präzise Positionierungsdaten, gewährleistet präzise Greifvorgänge und verhindert Leiterplattenschäden durch falsche Positionierung.
Platzierungspositionierung
Wenn der Roboterarm die Leiterplatte zum Zielort transportiert, spielt der Laser-Wegsensor erneut eine entscheidende Rolle, da er die genauen Koordinaten des Zielorts erfasst. Dadurch wird sichergestellt, dass die Leiterplatte mit Mikrometerpräzision an der vordefinierten Position platziert wird. Diese Genauigkeit ist für nachfolgende Verarbeitungsschritte (z. B. Bestückung, Löten) unerlässlich. Sie steigert die Produktionseffizienz und reduziert durch Positionsfehler verursachte Defekte deutlich.
Lage- und Deformationserkennung von Leiterplatten
Haltungserkennung
Während des Transports kann es zu Neigungs- oder Rotationsänderungen der Leiterplatte kommen. Der Laser-Wegsensor erkennt Lageänderungen durch Messung von Höhenunterschieden an verschiedenen Punkten der Leiterplatte. Stellt der Sensor beispielsweise fest, dass eine Ecke deutlich niedriger liegt als die anderen, kann er daraus schließen, dass die Leiterplatte geneigt ist. Der Roboterarm kann dann seine Greif- und Platzierungsvorgänge entsprechend anpassen und so eine korrekte Haltung während der Handhabung gewährleisten.
Deformationserkennung
Aufgrund von Materialeigenschaften oder äußeren Einflüssen (z. B. Temperatur, Druck) kann sich die Leiterplatte verformen. Der Laser-Wegmesssensor der GFL-Z-Serie scannt die Leiterplattenoberfläche und vergleicht die Daten mit Standardmodellen, um Verformungen schnell zu erkennen. Bei erkannter Verformung kann das System Maßnahmen ergreifen, wie z. B. Transportstopps, Warnmeldungen oder Anpassungen der Handhabungsstrategien, um durch Verformung verursachte Fehler in Folgeprozessen zu vermeiden.
Echtzeit-Feedback und Anpassung der Pfadplanung
Echtzeit-Feedback
Während des Handhabungsprozesses überwacht der Laser-Wegsensor kontinuierlich die relative Position der Leiterplatte und ihrer Umgebung. Erkennt der Sensor beispielsweise eine Verschiebung von wenigen Millimetern entlang der Z-Achse, kann das Steuerungssystem die Bewegungsparameter des Roboterarms sofort anpassen, um die Positionsgenauigkeit während des gesamten Transports aufrechtzuerhalten.
Anpassung der Pfadplanung
Basierend auf Echtzeitdaten des Sensors passt das Pfadplanungssystem des Roboterarms die Transportroute dynamisch an. Werden Hindernisse entlang des vordefinierten Pfads erkannt oder weicht die Position der Leiterplatte ab, berechnet das System eine sichere und effiziente Route neu. Dies erhöht die Flexibilität und Anpassungsfähigkeit des Roboterarms in komplexen Produktionsumgebungen.
Empfohlener Laser-Wegsensor
Der Wegsensor der GFL-Z-Serie ist eine spezialisierte Lösung für hochpräzise Messaufgaben und bietet vielseitige Einsatzmöglichkeiten in verschiedenen Branchen. Mit einem Messbereich von 25 mm bis 35 mm bietet die GFL-Z-Serie eine Genauigkeit von bis zu 10 µm. Der Sensor unterstützt das gleichzeitige Lesen von bis zu 12 Einheiten und ermöglicht so eine erweiterte Datenverarbeitung und -analyse. Er bietet Funktionen wie:
▪️Statistische Analyse: Max-, Min- und Durchschnittswerte für eine einzelne Datenerfassungssitzung.
▪️Wellenformanzeige: Visuelle Anzeige von Messdaten in Echtzeit mit der Option zum Exportieren nach Excel zur weiteren Analyse.
▪️Differentialberechnung: Unterstützt die Berechnung von Unterschieden zwischen zwei Sensoren für eine verbesserte Genauigkeit.
▪️Benutzerdefinierte Grenzwerte: Anpassbare Ober- und Untergrenzen mit der Option, die Anzeige zurückzusetzen.
Ausgabeoptionen:
▪️RS485 (MODBUS-Protokoll)
▪️Analogausgang: 0–5 V / 4–20 mA
▪️Diskreter Ausgang (NPN): Bei Bedarf auf PNP anpassbar.
Mögliche Lösungen
Reaktionszeit: bis zu 1,5 ms Wiederholgenauigkeit: bis zu 10 µm
Reaktionszeit: bis zu 1,0 ms Wiederholgenauigkeit: bis zu 2 µm
Erfassungsbereich: 20–120 mm. Material: Kupfer, vernickelt. Anschlusstyp: 4-poliger M12-Stecker. Ausgabemethode: 1 NPN-Schaltausgang, NO/NC.
Erfassungsdistanz: 30–150 mm, 2 m, 10 m. Versorgungsspannung: DC 12–24 V. Leerlaufstrom: 9 mA, 9 mA, Reflexion 11 mA, Empfang 9 mA. Anschlussmethode: Kabeltyp (Standardkabellänge 2 m).
