Der kombinierte Kopf

Cognex Germany, Karlsruhe

Personal Computer verfügen über mehrere, im Flugzeug befinden sich unzählige und die Küchenmaschine nennt mindestens eine ihr eigen: Leiterplatten finden sich heute in fast allen elektrisch gesteuerten Systemen. So vielfältig wie ihre Einsatzgebiete sind auch Form und Funktionalität der Platinen. Weil das, was die kleinen Steuerbauteile bewirken, unter Umständen große Auswirkungen auf ihre Umwelt hat, dürfen keinerlei Fehler und Verwechslungen auftreten. Dafür Sorge tragen gelaserte DataMatrix-Codes. Das Aufbringen von Codes und Klarschriften per Laser erfolgt durch Abtragen oder Umwandeln der Lötstofflacke und erfordert höchste Präzision. Die neue Laser-Markieranlage der Rommel GmbH aus Ehingen geht aus diesem Grund einen entscheidenden Schritt weiter als herkömmliche Systeme. Ihr innovativer Laserscankopf verfügt über bewegliche Umlenkspiegel, mit deren Hilfe CO2-Laser und das intelligente Visionsystem In-Sight 5100 von Cognex zusammenarbeiten.

Die Markieranlage WL 700 LCS bringt nicht nur Codes und Schriften auf, sie liest diese auch in Sekundenbruchteilen gegen. Das intelligente und kompakte Visionsystem von Cognex erfüllt dabei gleich drei wichtige Aufgaben: Es vermisst die Leiterplatte, liest die Codes und Klarschriften und beurteilt deren Güte. Anhand des komprimierten Prozesses lassen sich Leistung und Markiergeschwindigkeit des Lasers einfach und exakt parametrieren, um eine konstant hohe Code-Qualität zu erzielen. Auf diese Weise bearbeitet das Inline-System von Rommel Leiterplatten verschiedener Größen, Materialien und Dicken der Lötstofflacke schnell und zuverlässig.

Geschwindigkeit spielt eine entscheidende Rolle im Herstellungsprozess von Leiterplatten. Ein- und Auslaufzeit sowie Markier- und Kontrollzeit wurden bei der Markieranlage nachhaltig optimiert. Gelöst hat man die gewachsenen Anforderungen an Schnelligkeit und Präzision durch gleichzeitiges Auslenken des Laserstrahls auf die Leiterplatten und Gegenlesen des Codes mit dem in den Strahlengang eingekoppelten Visionsystem. Zusätzlich ermöglicht ein neu entwickeltes Transportsystem mit mittenunterstützten Transportbändern die vollflächige Beschriftung bis in den Randbereich der Leiterplatten. Der Beschriftungsbereich beträgt beachtliche 400 mm x 400 mm.

Zeit gewinnt man durch verkürzte Wege. So verzichtet die Anlage auf einen herkömmlichen XY-Tisch. An Stelle des bewegten Produkts sorgt ein Zwei-Achsen-Ablenksystem, bestehend aus zwei schwenkbaren Spiegeln, für ein großes Inspektions- und Arbeitsfeld. Bewegliche Linsen fokussieren den Laserstrahl auf der Z-Achse. Auf ein F-Theta-Objektiv wurde verzichtet, um das Kamerasystem der Laser-Optik nachgelagert in den Scankopf zu integrieren. Eingekoppelt wird die In-Sight 5100 über einen halbdurchlässigen Spiegel.

Im Bereich der Linsen greift man bei der Rommel GmbH auf Zink-Selenit-Komponenten zurück. Diese reagieren bei der hohen Wellenlänge des CO2-Lasers von rund 10.000 Nanometern nicht auf den Laser – im Gegensatz zu herkömmlichem Glas.

Für das beidseitige Beschriften von Leiterplatten verfügt die Anlage optional über ein zweites Laser-Kamerasystem, das gleichzeitig Vorder- und Rückseite beschriftet und kontrolliert. Die Verbindung von Laser und intelligentem Visionsystem in einem Scankopf trägt Früchte. Das Markier- und Kontrollsystem bringt je fünf DataMatrix-Codes mit einer Größe von je 3 mm x 3 mm von oben und unten in nur acht Sekunden auf – inklusive Handling, Fiducial-Vermessung und Qualitätsbewertung. Auf diese Weise setzt die Anlage neue Maßstäbe.

Die Entwickler aus Ehingen haben sich in der Anlagenkonzeption für die In-Sight 5100 entschieden, da dieses intelligente Komplettsystem perfekt die erforderlichen Aufgaben erfüllt. Nicht zuletzt auch aufgrund der einfachen Handhabung mittels der Explorer Software und der umfassenden Bibliothek erprobter Vision-Tools fiel die Entscheidung zugunsten des Prüfsystems aus. Hinzu kommt das robuste spritzgegossene Aluminium- und Edelstahlgehäuse, das auch hohen Vibrationsbelastungen gegenüber unempfindlich ist und das Innenleben des intelligenten Visionsystems wirkungsvoll vor Staub und Ablagerungen schützt. Ein gewichtiges Argument, wollen Unternehmen dauerhaft präzise Produktionsergebnisse in hohen Stückzahlen erzielen.