Der automatische Schablonendrucker SP900 von Essemtec besticht durch kurze Rüstzeiten und kombiniert Qualität und Genauigkeit optimal mit Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit. Er ist günstig im Unterhalt und bietet eine Funktionsvielfalt wie sie sonst nur in sehr großen Geräten anzutreffen ist.
Essemtec, Aesch
Eine hochflexible SMD-Fertigung, wie sie bei kleinen und mittleren Unternehmen häufig anzutreffen ist, fordert den Produktionsmaschinen einiges ab: Viele verschiedene Produkte werden in geringer bis mittlerer Stückzahl hergestellt, es wird häufig umgerüstet und es ist weder Zeit noch Material vorhanden, um einen Prozess zu optimieren. Platz für große Maschinen ist meist auch Mangelware. Genau für diese Arbeitsumgebung wurde der automatische Schablonendrucker SP900 (Bild 1) konzipiert. Er bietet eine Vielzahl von Funktionen, ist aber trotzdem sehr kompakt. Der Drucker benötigt nur eine Standfläche von 1,3 m² und stellt doch eine Druckfläche von 608 mm x 540 mm und 29”-Schablonenrahmen zur Verfügung.
Kosten- und raumsparendes Design
Seine Kompaktheit verdankt der Schablonendrucker vor allem der konsequenten Zusammenfassung von Bewegungsachsen. Wo andere Drucker für fast jede Funktion einen einzelnen Antrieb verwenden, kommt das System mit gerade mal vier aus:
- XY-Antrieb für die Visionkamera
- Antriebsspindel für den Druckkopf
- Transportsystem mit SMEMA-Schnittstelle
- X/Y/Theta-Tisch für die Feinausrichtung Schablone/Leiterplatte.
Für alle weiteren Funktionen wird auf die Grundantriebe zurückgegriffen. Dabei kann die Kamera (Bild 2) als eigentliches Arbeitstier bezeichnet werden. Sie erfüllt neben der Hauptaufgabe „Vision” auch weitere Funktionen: Breiteneinstellung des Transportsystems mit Kontrolle der Parallelität, Stoppen der Leiterplatte auf dem Transportsystem, Bewegung des Reinigungssystems und 2D-Inspektion von Schablone und Druckresultat. Auch der Druckkopf übernimmt eine zusätzliche Aufgabe: das Aus- und Einfahren von Schablonen-Spannrahmen sowie deren Positionierung an der programmierten Stelle.
Durch diese Zusammenfassung von Funktionen konnte viel Platz und Kosten eingespart werden, was sich auf die Größe des Systems positiv auswirkt und den Preis praktisch halbiert. Zudem ist das System weniger komplex und lässt sich einfacher warten, als andere automatische Drucker.
Freiheiten des Transportsystems
Der Schablonendrucker lässt sich in Linie oder als Batchsystem betreiben, die Richtung des Transportsystems ist frei wählbar. Eine gute Lösung ist die Kombination mit einem Magazin-Loader/Unloader auf einer Seite des Druckers. So lassen sich ganze Serien in kurzer Zeit bedrucken, ohne auf nachfolgende Maschinen warten zu müssen. Die Lotpaste bleibt ständig in Bewegung und die Druckresultate sind konstanter als mit längeren Pausen zwischen den Einzeldrucken. Ein automatischer Drucker mit Batchsystem kann mehrere Bestücksysteme beliefern, wenn der Druckprozess schneller ist als die Bestückung. Der Conveyor ist in der Druckposition als Standard-Ausführung mit einem flexiblen Top-Klemmsystem ausgerüstet (Bild 3). Die Leiterplatte wird von unten gegen Klemmschienen gedrückt. Dadurch muss die Leiterplattendicke nicht eingestellt werden, weil die Druckhöhe immer die gleiche ist. Die Klemmschienen sind extrem dünn, deshalb kann auch problemlos bis nah an den Rand gedruckt werden. Der Einsatz von produktspezifischen Halterungen ist ebenso möglich, welche das Substrat mit Vakuum fixieren. Dies wird vor allem bei flexiblen Substraten eingesetzt oder wenn das Druckgut bis zu den Kanten bedruckt werden muss. Zur Unterstützung der Leiterplatte kommen entweder einfache Pins oder ein flexibles „Vacunest“-System zum Einsatz, welches sich automatisch der Unterseite der Leiterplatte anpasst, die dadurch großflächig aufliegen kann.
Zuverlässig und genau – auch im Mehrschichtbetrieb
Der Drucker wurde für den mehrschichtigen Dauereinsatz ausgelegt, ist robust gebaut und erfordert außer der normalen Reinigung keine weiteren Wartungsarbeiten. Wichtig für kontinuierliche Druckresultate ist die Konstanz von Druck und Geschwindigkeit des Rakels in beiden Druckrichtungen. Aus diesem Grund sind die Parameter für jedes der beiden Rakel individuell programmierbar (Bild 4). Um eine gleichmäßige Druckgeschwindigkeit zu garantieren, ist die Antriebsspindel des Druckkopfs vor Verschmutzungen geschützt. Die Sauberkeit der Schablone stellt besonders bei Finepitch ein wichtiges Qualitätsmerkmal dar und sorgt für perfekte Druckresultate. Deshalb überprüft das Vision regelmäßig den Zustand der Schablone und das Druckresultat (2D-Inspektion). Wenn nötig wird automatisch ein Reinigungszyklus ausgelöst. Die Reinigung erfolgt nass, trocken und mit Vakuum, um auch die feinsten Schablonenöffnungen dauerhaft sauber zu halten.
Für eine hohe Geschwindigkeit arbeitet das Visionsystem mit zwei separaten Kameras, je eine für die Schablone und für die Leiterplatte. Dieses System benötigt keine verstellbaren Spiegel und ist deshalb sehr robust. Die Qualität und die Schnelligkeit bei der Fehlererkennung hängen stark von der Bildgüte und der Bildverarbeitungssoftware ab. Ein Grund für die Programmierung der Beleuchtungsfarbe mittels RGB-LED. Das Bildverarbeitungssystem von Cognex ist zudem ein Garant für schnelle und zuverlässige Bilderkennung.
Bequem programmierbar
Die Software des Systems ist eine Druckersteuerung mit übersichtlicher Darstellung, einer situativen Benutzerführung sowie hilfreichen Erklärungen, und erfordert keinen langen Schulungsaufwand. Sie ist in verschiedenen Sprachen verfügbar und kann auch asiatische Schriftzeichen darstellen, führt Schritt für Schritt durch den Einrichtprozess und unterstützt den Bediener mit Vorschlägen und Hilfen. Ein neues Produkt einzurichten dauert weniger als 10 Minuten. Selbst komplexe Aufgaben sind für den Bediener einfach: Zum Programmieren der Referenzmarken klickt man einfach die gewünschte Struktur an, den Rest erledigt die Software. Die Produktinformationen erleichtern die Auswahl des richtigen Programms für den anstehenden Auftrag. Alle Druckparameter lassen sich dank der übersichtlichen Darstellung leicht optimieren (Bild 5).
Schnell und sicher umrüsten
Ob als Teil einer Produktionslinie oder im Stand-alone-Betrieb: Die automatischen Setup-Funktionen des Schablonendruckers sorgen für kurze Umrüstzeiten. Die Breite des Transportsystems wird automatisch richtig eingestellt, und die Parallelität mit dem Visionsystem überprüft. Da der Leiterplatten-Stopper auf der Kamera montiert ist, ist auch seine Position frei programmierbar und benötigt keine mechanische Einstellung. Das mühsame Suchen der richtigen Leiterplatten- und Schablonenposition entfällt ebenfalls, weil der Schablonenrahmen automatisch eingezogen, und an der voreingestellten Position pneumatisch fixiert wird. Das Umrüsten von einem Produkt auf ein anderes erfordert, mit Ausnahme des Wechsels von Leiterplatten-spezifischen Auflagesystemen, keine manuellen mechanischen Eingriffe, sondern nur Programmeinstellungen. Dadurch ist der Produktwechsel schnell und sicher, eine Grundvoraussetzung in einer hochflexiblen SMD-Fertigung.
Getrimmt auf maximale Flexibilität
Der automatische Schablonendrucker ist vielseitig einsetzbar. Er kommt neben der Elektronik auch in anderen Industrien zum Einsatz, zum Beispiel zum Druck von Solarzellen. Die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Druckresultate müssen den Vergleich mit großen und teuren Druckern nicht scheuen, und seine Zuverlässigkeit ermöglicht den Einsatz auch in einer Inline-Fertigung mit Schichtbetrieb. Zusammen mit der Maschine erhält der Kunde Zugang zum Fernwartungs-System und zu MyEssemtec.com, dem Kundenportal. Sollten sich die Bedürfnisse des Kunden im Laufe der Zeit verändern, greift die Investitionsschutz-Garantie, und beim Kauf eines schnelleren Automaten wird der Rückkaufpreis abhängig vom Alter der Maschine, garantiert. Die Bestückungs-Programme lassen sich beim Systemwechsel übernehmen und auch die Bediensoftware ist gleich aufgebaut.
EPP 431
Der Schablonendrucker SP900 im Überblick:
- Druckformat bis zu 608 mm x 540 mm
- Automatischer Einzug und Positionierung von 29”-Schablonenrahmen
- Vision-Beleuchtungsfarbe programmierbar für maximalen Kontrast auf allen Materialien
- Einzeln programmierbarer Rakeldruck für die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung
- Automatische Breitenverstellung des Transportsystems
- Programmierbare Transportrichtung
- Trocken-, Nass- und Vakuumreinigung
- Doppelkamera-Visionsystem für perfekte Schablonen/Substrat-Ausrichtung
- 2D-Inspektion von Schablonen und PCB
- Schablonen-Spannsystem ohne Lizenzkosten
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