Win-Win-Situation

Peter Lenk, LS Laser Systems, München

Novotechnik in Ostfildern entwickelt und produziert Sensoren und Sensorsysteme zur Weg- und Winkelmessung für Anwendungen in der Automatisierungstechnik sowie für die Automobilindustrie.

Viele dieser Sensoren oder Sensorsysteme beinhalten Potentiometer, die einen möglichst exakten linearen Verlauf des Spannungswertes als Funktion der Wegstrecke benötigen. Dabei kommen, je nach Einsatzbereich, Rund- oder Linearpotentiometer mit unterschiedlichsten Größen zum Einsatz.

Nachdem LS Laser Systems bereits Ende 2003 ein System für Linear-Potentiometer bis zu 5m Länge bei Novotechnik installiert hatte, war es nur logisch, dass die Spezialisten des Unternehmens auch für das neue Abgleichsystem für Rund- Potentiometer zum Lasersystemhersteller aus München gingen. Das System sollte dabei Durchmesser von 15mm bis 150mm linearisieren können. Neben der Linearisierungssoftware war vor allem auf einen exakten Rundlauf der Rund- Potentiometer zu achten. In enger Zusammenarbeit der beiden Unternehmen entstand eine Potentiometer-Aufnahme mit auswechselbaren Zentriermembranen. Der dabei entstehende maximale Rundlauffehler ist klein genug, um den Anforderungen, die an abgeglichene Potentiometer gestellt werden, zu genügen.

Der wechselbare Schleifer wird auf die Potentiometer-Elemente pneumatisch gegen einen verstellbaren Endanschlag abgesenkt und das Potentiometer darunter gedreht. Die X-Y-Position des Schleifers lässt sich über Mikrometerschrauben fein justieren. Für Potentiometer im Gehäuse kann der Schleifer gegen einen Mitnehmer getauscht werden. Der Mitnehmer verfährt dann den bereits montierten Schleifer im Gehäuse, wobei auch hier das Gehäuse gedreht wird und der Mitnehmer in seiner Position fixiert ist.

Für die Messtechnik und die Regelung der Laserstrahlablenkung wurde eine Linearisierungssoftware auf LabView-Basis entwickelt. Dabei erfasst die Software die Abweichung der Sollsteigung und positioniert den Laserstrahl über einen PID-Regler entsprechend der Abweichung. Dabei lässt sich eine Linearität von <±0,1% der Solllinearität erzielen.

Nach dem Einlegen des Potentiometers erfasst zuerst die integrierte Bildverarbeitung die grobe Lage des Potentiometers und verdreht dann das Potentiometer so, dass das Potentiometer zuverlässig kontaktiert wird. Anschließend wird die Lage des Schleifers mit der Bildverarbeitung erfasst und der Schleifer dann elektrisch exakt auf dem Start der Widerstandsschicht positioniert.

Aus der Differenz von Zielwert und Ausgangswert des Gesamtwiderstandes wird ein Starteindringtiefe berechnet, um die dann der Laserstrahl abhängig von der Abweichung der Sollsteigung oszilliert. Dabei kann der Linearisiervorgang sowohl von der Außenseite als auch von Innenseite der Widerstandsbahn erfolgen. Nachdem der geforderte Winkelbereich linearisiert wurde, folgt noch der Ausdringschnitt, der den linearisierten Bereich von der aktiven Fläche isoliert. Anschließend wird das linearisierte Potentiometer nachgemessen und aus den Messwerten die erzielte Linearität, die Mikrolinearität und der RGV ermittelt und grafisch dargestellt.

Eine Datenevaluierungs-Software erlaubt das Anlegen von individuellen Datensätzen für jeden Potentiometertyp. Die Bildverarbeitung und die geometrischen Gegebenheiten werden über ein Teachin-Verfahren einrichtet und an die Datensätze anhängt. Die Kontaktierung der Potentiometer und der Schleifer lassen sich typspezifisch konfigurieren und über wechselbare Einsätze schnell den Anforderungen anpassen.

Mit dem System ist es gelungen eine flexible Linearisierungsmaschine für eine Vielzahl unterschiedlicher Potentiometertypen zu bauen. Mit der Anlage erzielt der Kunde deutliche Produktionssteigerungen und eine verbesserte Linearität seiner Potentiometer. Es entstand eine klare Win-Win-Situation. LS Laser Systems konnte sein Know-how im Linearisieren von Potentiometern deutlich steigern und Novotechnik erhielt ein System das genau an die örtlichen Randbedingungen in der Produktion angepasst ist.

SMT Hybrid Packaging

Stand 7-200

www.ls-laser-systems.de; www.novotechnik.de