SIMON HOFER

Das steigende Produktionsvolumen erfordertimmer häufiger Automationslösungen.Viele industrielle Anwendungen könnenvon Hand in der geforderten Taktzeit nicht stabiloder nur mit großen Qualitätsschwankungen produ-ziert werden. Die Anschaffung einer Produktions -anlage ist jedoch eine hohe Investition, welchesich nur bei großen Stückzahlen oder durch be sondere Qualitätsmerkmale rechtfertigen lässt.Dass es möglich ist, diese Qualitätsschwankungen

zu reduzieren oder fast auszuschließen, zeigen die Automationsanlagen von Infotech aus demschweizerischen Solothurn. Das Unternehmen hatsich dabei auf die Bereiche Dosier-, Bestückungs-und Montageprozesse spezialisiert (Bild 1). EinVorteil ist die flexible und jeweils auf den Kundenzugeschnittene Hardware und Applikationssoftware. Beim Mikrodosieren erfüllt die neue ›IC-900‹-

Dosierzelle (Bild 2) ein immer stärker werdendesMarktbedürfnis an Präzision und Zuverlässigkeit. Vorwenigen Jahren wurde bereits der ›IP-500‹-Desktop-Dispenser erfolgreich im Markt eingeführt (Bild 3).Das Gerät wird häufig als Prozess entwicklungsanlageoder bei der Fertigung von geringen Stückzahlenverwendet. Ein Vorteil dieser Entwicklungsanlageist, dass alle verwendeten Module in die Dosierzelleintegriert werden können. Auch der Transfer vonProgrammen mit den ermittelten Dosierparameternist problemlos möglich.

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HERSTELLERINFOTECH AGCH-4500 SolothurnTel. +41 32 626 36 60Fax +41 32 626 36 69www.infotech-automation.com

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Bild: Infotech

Mit der Komponenten-Matrixpräzise mikrodosieren Angesichts der Fülle an Applikationen stellt das Mikrodosieren hohe Anforderungen an die Modularität der Anlagen. Hochgenaue Antriebssysteme und integrierte BILDVERARBEITUNGSSYSTEME sorgen dafür, dass Qualitäts schwankungengering gehalten werden, und das sogar beim Dosieren in 3D.

© MIKROvent, Mainburg MIKROPRODUKTION 05/15

Bild 1. Das Mikro -dosieren ist in derElektronikfertigungunverzichtbar

MIKROMONTAGE l S P E C I A L l 21Bilder: Infotech

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Genaue Achssteuerung und Linearmotoren in den PortalachsenDie integrierte Steuerung eines schweizerischen Lieferanten ist für einehohe Genauigkeit ausgelegt. Die Portalachsen sind mit Linearmotoren und -encodern ausgestattet. Die Wiederholgenauigkeit ist mit 10 µm bei 3 Sigmaspezifiziert, die Auflösung der Hauptachsen beträgt 0,2 µm. Beim Anfahrenan eine definierte Position ist entscheidend, dass die Achsbewegung kontrol-liert wird. Die Achsparameter werden an die jeweilige Anforderung oder Auf-gabenstellung angepasst und optimiert. Synchronisierte Achsbewegungensind mit dem Steuerungskonzept möglich.

Bild 2. ›IC-900‹-Dosierzelle

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Bild 3. ›IP-500‹-Desktop-Dispenser

Bildverarbeitung für genaue PositionierungDas genaue Positionieren einer Achse ist nur halb soviel Wert, wenn die Dosierposition nur aufgrund vonCAD-Daten bekannt ist. Für das Erkennen von Kontu-ren, Linien und Punkten wird die Bildverarbeitungs-software des Unternehmens Cognex verwendet. Die Kameras sind via Gigabit-Ethernet mit dem PCverbunden. Dabei ist die Bildverarbeitungssoftwarevollständig in die Benutzeroberfläche von Infotechintegriert. Für die Bedienung des Vision-Prozesseserscheint die gewohnte Cognex-Oberfläche, die voll-ständige Berechnung der Koordinaten erfolgt in derInfotech-Software. Die Erkennung von Passmarkenwie auch von lokalen Strukturen ist somit möglich.Wenn die Dimension der Passmarke größer als dasBlickfeld der Kamera ist, besteht die Möglichkeit, miteinem ›Multi Field of View‹ zu arbeiten. In diesem Fallkönnen bis zu vier Positionen an der Passmarke alsReferenz betrachtet werden. Die Software rechnetautomatisch auf die CAD-Position zurück. Je nachAnforderung für die Anwendung stehen verschiede-ne Beleuchtungen, Blickfeldgrößen und Bildauflösun-gen zur Verfügung. Die Kamera wird nicht nur für dieErmittlung der exakten Dosier- oder Bestückungs -positionen benötigt, sondern auch für die Kalibrierungvon Dosiersystemen und Bestückungs saugern.

Benutzerfreundliche ApplikationssoftwareDie Programmierung der Anlage ist sehr benutzer-freundlich gestaltet. Es sind keine CNC-, SPS- oder

sonstigen Programmierkenntnisse erforderlich. AlleDosier- oder Bestückungspositionen können mit derKopfkamera angefahren und eingelernt werden.Zusätzlich stehen Hilfswerkzeuge für die Erstellungvon Positionsmustern zur Verfügung. Der Import vonCAD-Daten ist ebenfalls möglich. Auf den erstenBlick scheint die Umsetzung eines neuen Pro-gramms relativ umfangreich zu sein. Bei genauererBetrachtung werden aber die Vorteile sehr schnellsichtbar. Die Bauteile sowie die kompletten Prozess -listen werden als Bibliothek in einer Datenbank hin-terlegt. Somit ist es möglich, das Bauteil jedem Pro-gramm zuzuordnen. Vorteil dieser Programmierung:Ändert sich ein Bauteil, welches für mehrere Pro-gramme verwendet wird, muss nur dieses Bauteilangepasst werden und nicht jedes einzelne Pro-gramm. Für die Eingabe und Darstellung von Dosier-mustern steht eine grafische Oberfläche zur Ver -fügung. Die Integration von erstellten Dosiermusternin ein neues oder bestehendes Programm ist mitwenigen Mausklicks realisierbar. Zum Importierenvon CAD-Dosiermustern wird das gängige Gerber-Format verwendet.

Kalibrierung des DosiersystemsIn der Aufbau- und Verbindungstechnik gehört dasDosieren zu den zentralen Prozessen. Die größteHerausforderung bei den meisten Anforderungenbesteht in der Genauigkeit. Hauptmerkmal der Infotech-

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Bilder: Infotech

© MIKROvent, Mainburg MIKROPRODUKTION 05/15

Bild 4. Kalibrierungvon Dosiersystemen

Bild 5. Universalschnittstelle für Dosierventile

Anlage ist der X/Y-Portalroboter. Auf der X-Achse istder Roboterkopf angebaut. Je nach Anwendung kanndieser mit mehreren Z-Achsen ausgerüstet werden.Wie bereits oben beschrieben, wird die Kopf -

kamera zur exakten Erkennung der Dosier positionverwendet. Die Kamera dient ebenso zur Kalibrierungdes Dosiersystems (Bild 4). Bei der X- und Y-Offset-Kalibrierung wird nicht die Nadel kalibriert, sondernder dosierte Punkt. Bei sehr genauen Anwendun-gen besteht die Möglichkeit, mehrere Punkte aufeine transparente Folie zu dosieren. Der X- und Y-Off-set wird durch statistische Filter anhand der Punkt -positionen berechnet. Für die Kalibrierung der Nadel -länge oder der Düse steht ein nach oben gerichteterBerührungssensor bereit.

ProzesssicherheitBeim Dosieren wird Prozesssicherheit immer wichti-ger. Infotech hat verschiedene Werkzeuge zur Pro-zesskontrolle in der Hardware wie auch in der Soft-ware entwickelt. Die Reinigung der Dosiernadelbeziehungsweise der Dosierdüse wird voll auto -matisch im Programm durchgeführt. Die manuelleund stetige Reinigung des ganzen Dosiersystems istein wichtiger Aspekt im präzisen und wiederholbarenDosieren. Mit der in der Software integrierten prä-ventiven Wartung kann exakt definiert werden, wanneine Reinigung notwendig ist. Falls erforderlich, wirddie X-, Y- und Z-Offset-Kalibrierung automatisch imProzess durchgeführt. Zusätzlich besteht die Mög-lichkeit, mit dem Dosiersystem auf eine Prozess -kontrollwaage zu dosieren. Der Druck wird dynamischaufgrund des gemessenen Gewichts angepasst. Viskositätsänderungen während der Topfzeit sind

für viele Dosiermedien keine Seltenheit. Für die auto-matische Anpassung des Dosierdrucks an möglicheViskositätsänderungen des Dosiermediums wurdeeine spezielle Softwarelösung entwickelt. Vonbesonderem Interesse ist die Inspektion des Dosier-resultats. Diese kann eine einfache Anwesenheits-kontrolle oder eine Überprüfung der Punkt- bezie-hungsweise Liniengröße sein. Die Resultate können

als Logfile gespeichert oder mit einer Trace ability-Software weiterverarbeitet werden. Die Anbindungan einen Linienrechner steht optional zur Verfügung.

3D-Dosieren und KomponentenmatrixGerade bei Dosierentwicklungen ist eine große Varianz an verschiedenen Dosiersystemen, wieZeit/Druck, Präzisionsschraubendosierer, Jet-Dosier-systeme oder Kolbendosierer, erforderlich. Aufgrunddieser Nachfrage wurde eine Universalschnittstellezum einfachen Wechseln von pneumatischen undelektrischen Verbindungen der verschiedenenDosiersysteme entwickelt. Mechanisch können dieVentile mit einigen wenigen Handgriffen ausge-tauscht werden (Bild 5).Die Nachfrage nach dem 3D- beziehungsweise

dem räumlichen Dosieren nimmt stetig zu. Um denBedürfnissen des Marktes nachzukommen, wurdeeine schwenk- und rotierbare Station entwickelt. DasDosiersystem ist stets fest an einer Z-Achse vomRoboterkopf montiert. Im Gegensatz zu anderenAnbietern wird nicht die Z-Achse geschwenkt undgedreht, sondern das Substrat auf der Schwenk- undRotationsstation. Wichtig ist hierbei, dass alle Ach-sen synchronisiert werden können (Bild 6).Das Unternehmen Infotech bietet keine Standard-

maschinen aus dem Katalog an. Jede Anlage wirdaus der sogenannten Komponentenmatrix – einemBaukastensystem – kundenspezifisch aufgebaut.Falls es nicht möglich ist, den Kunden mit den vor-handenen Standardkomponenten zu bedienen, wer-den Sondermodule entwickelt und implementiert.Die Komponentenmatrix und der modulare Aufbauder Anlage versprechen dabei eine hohe Flexibilität.� MI110387

AUTORBSc-Ing. (FH) SIMON HOFER ist Verkaufsingenieur beiInfotech in Solothurn/Schweiz; simon.hofer@infotech-automation.com

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Bild 6. 3D-Kipp- undRotationsstation