Drehmodul für die Leiterplatten-Fertigung

Der schlanke Schwenker

Eine High-Torque-Dreheinheit von Weiss zeigt in der Multilayer-Besäummaschine von LHMT ihre Qualitäten. Sie ersetzt einen kurvengesteuerten Rundschalttisch.

Während bei einfachen Schaltkreisen ein- oder zweiseitig mit Leiterbahnen bedruckte Leiterplatten völlig ausreichen, erfordert die hochkomplexe, dicht bestückte Elektronik, zum Beispiel von Computern, Mobiltelefonen oder Steuerungen, oft zusätzliche Leiterbahn-Ebenen, um alle Bauteile möglichst platzsparend miteinander verbinden zu können. Dazu werden nacheinander bedruckte Leiterplatten aufeinandergelegt und mit Harz verbacken. „Bevor jedoch die nächste Platine aufgebracht werden kann, muss zuerst der Flatterrand der überstehenden Kupferfolie abgeschnitten, die Kanten der Leiterplatte gebrochen und der Grat des eingepressten Harzes in den Zentrierbohrungen entfernt werden,” fasst Werner Binhack, Konstruktions- und Entwicklungsleiter bei LHMT, die Funktion seiner Maschine zusammen.

LHMT hat sich auf die Entwicklung und den Bau von Maschinen für die Leiterplattenindustrie spezialisiert. Als Teil der Schmoll-Gruppe stellen in Neuhausen im Enzkreis rund 22 Mitarbeiter CNC-gesteuerte Ritz-, Mess- und Anfasmaschinen sowie weitere Anlagen für die Nachbearbeitung von Leiterplatten und Solarzellenbestückung her. Darunter auch die Multilayer-Besäummaschine, die Binhack entwickelt hat. „Wir haben bereits mehrere Varianten dieses Anlagentyps gebaut,” erklärt der Entwicklungsleiter, „das Grundprinzip ist jedoch immer gleich.” Von einem losen Stapel Leiterplatten nimmt ein Sechs-Achs-Roboter mit Sauggreifern eine Platine auf und führt sie in die Maschine ein. Vor dem Ablegen auf einem großen Saugteller erfassen optische Sensoren die Lage der Platine, um sie bei Bedarf zu korrigieren. Über eine Dreheinheit und zwei große CNC-Achsen wird die Leiterplatte dann zu den verschiedenen Stationen verfahren und während der Bearbeitung an ihnen vorbeigeführt. Nach der Bearbeitung greift der Roboter wieder die Platine und legt sie auf einem zweiten Stapel ab.

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Die Lösung: ein Gespräch von "Fachmann zu Fachmann"

Bei der aktuellen Maschine war die Konstruktionsherausforderung ausnahmsweise mal keine Variation mit einem angeschlossenen Reinigungssystem oder einem zweiten Roboterarm zur Produktivitätssteigerung, sondern ein kleines Detail: "Die Leiterplatten und damit der Saugteller waren kleiner als sonst, so dass der bisher verwendete, kurvengesteuerte Rundschalttisch plötzlich zu groß und bei der Bearbeitung im Weg war," erinnert sich Binhack. Statt nun lange Kataloge zu wälzen, um nach einer schlankeren Alternative zu suchen, rief Binhack bei Weiss in Buchen an - er kennt die Qualität der Rundschalttische und Handlingsysteme der Buchener schon seit Jahrzehnten. Im persönlichen Gespräch von Fachmann zu Fachmann war die Lösung schnell gefunden: Eine ST 140 High-Torque-Dreheinheit erfüllte mit ihren schlanken Abmessungen von gerade einmal 140 mal 140 Millimetern nicht nur die mechanischen und geometrischen Anforderungen, sondern bot, wie Binhack erkannte, noch weitere Vorteile: "Auf den ersten Blick erscheint ein Drehmodul mit Direktmotor und absolutem Drehgeber zur freien Positionierung für einen einfachen 90-Grad-Schwenk völlig überdimensioniert. Aber im Vergleich zu der sauber gearbeiteten ST-Dreheinheit muten Kurventische mit ähnlichen Abmessungen geradezu wie Spielzeug an. Außerdem ist das Weiss-Drehmodul wesentlich schneller und kostet letztendlich nicht viel mehr als ein kurvengesteuerter Tisch." Die extreme Dynamik war allerdings auch das einzige "Manko" des Moduls, so dass für den Einsatz in der Multilayer-Besäummaschine zur Sicherheit noch eine kleine Backenbremse mit Zylinderbetätigung eingebaut wurde. Heute wäre das nicht mehr nötig, denn inzwischen bietet Weiss das ST 140 Drehmodul und seinen kleineren Bruder ST 75 auch mit elektrischer Haltebremse an.

Einbauen und vergessen

Die mechanische und elektrische Integration des Drehmoduls in die Multilayer-Besäummaschine war einfach, bietet das ST 140 doch vielfältige Befestigungsmöglichkeiten und zeigt sich mit dem kompakten und beliebig orientierbaren Kombistecker sehr anschlussfreudig. Die Weiss Application Software (WAS) übernimmt die Konfiguration, Steuerung und Fehleranalyse des Drehmoduls. Mit ihrer grafischen Benutzeroberfläche ist die Software selbsterklärend und ermöglicht die Einrichtung der Fahrprogramme und der Kommunikation zur übergeordneten CNC-Steuerung ohne Programmierkenntnisse. Die Oberfläche und Bedienung ist für alle WEISS-Komponenten einheitlich.

Das Modul verrichtet seine Arbeit im Innern der Maschine als heimlicher Held – zuverlässig und wartungsfrei. Eingebaut und vergessen ist gewissermaßen das Schicksal vieler Weiss-Komponenten – worauf der Hersteller allerdings stolz ist. So wird sich auch bei der Multilayer-Besäummaschine die Aufmerksamkeit des Kunden auf andere Baugruppen konzentrieren: etwa auf die Diamantsäge für den Flatterrand, den Kantenbrecher oder das Senkwerkzeug, die ausgeklügelte Staubabsaugung oder die elegante Entsorgung der Abfallstreifen; dazwischen arbeitet ganz unscheinbar der schlanke Schwenker ST 140.

pb

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