Bestücken von Leiterplatten mit Industrierobotern

ISBN-13: 9783540500131 / Niemiecki / Miękka / 1988 / 132 str.

Ernst Wolf

Opis

In diesem Band werden die Analyse der einzelnen Prozessschritte beim Bestucken und die entwickelten Verfahren zur Automatisierung dieser Prozessschritte dargestellt. Der Schwerpunkt liegt bei mittelfristig realisierbaren Verfahren zur Bestuckung von Sonderbauelementen. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf den Ausgleich von Bauelement- und Leiterplattentoleranzen gelegt. Aufbauend auf den entwickelten Verfahren stellt der Autor Konzepte fur flexible Bestucksysteme vor. Schliesslich werden der Aufbau und die Erprobung einer Pilotanlage beschrieben, in der ein Industrieroboter Leiterplatten handhabt und Sonderbauelemente in Leiterplatten einsetzt und festlotet. Die Entwicklung der notwendigen Roboterwerkzeuge wird am, Beispiel eines flexiblen Greifersystems beschrieben."

Spis treści

0 Abkürzungen und Formelzeichen.- 1 Einleitung.- 1.1 Problemstellung.- 1.2 Zielsetzung.- 1.3 Vorgehensweise.- 2 Ausgangssituation.- 2.1 Begriffe und Definitionen.- 2.1.1 Bauelementträger.- 2.1.2 Bauelemente.- 2.1.2.1 Bedrahtete Bauelemente.- 2.1.2.2 Standardbauelemente.- 2.1.2.3 Sonderbauelemente.- 2.1.3 Der Bestückprozeß.- 2.1.3.1 Bestücktätigkeiten.- 2.1.3.2 Fügen mit Mehrstellenkontakt.- 2.2 Stand der Technik.- 2.2.1 Sonderbauelementbestückung im Gesamt-bestückprozeß.- 2.2.2 Anwendung von Bestückrobotern.- 2.2.3 Fügen mit Bestückrobotern.- 3 Analyse der Montageaufgabe.- 3.1 Der Fügevorgang beim Bestücken von Sonderbau-elementen.- 3.2 Werkstückspektrum.- 3.3 Toleranzbetrachtung für das Fügen.- 3.3.1 Toleranzkette.- 3.3.2 Werkstücktoleranzen.- 3.3.2.1 Bauelementtoleranzen.- 3.3.2.2 Leiterplattentoleranzen.- 3.3.3 Toleranzen im Bestücksystem.- 3.4 Geometrie der Fügepartner.- 3.5 Folgerungen aus den Analyseergebnissen.- 4 Anforderungen an flexible Systeme mit Bestückrobotern für Sonderbauelemente.- 4.1 Aufgaben eines Bestücksystems.- 4.1.1 Systemgrenzen und Systemfunktionen.- 4.1.2 Teilsysteme.- 4.2 Anforderungen an das Gesamtsystem.- 4.3 Anforderungen an Teilsysteme.- 4.3.1 Systeme zum Zuführen und Vorbereiten von Bauelementen.- 4.3.2 Fügesysteme.- 4.3.3 Steuerungssysteme.- 5 Entwicklung von Verfahren für die Bauelementevorbereitung und das Fügen.- 5.1 Verfahren zum Ausgleich von Bauelement-toleranzen für das Einsetzen.- 5.1.1 Lösungsprinzipien.- 5.1.2 Bewertung der Lösungsprinzipien.- 5.1.3 Untersuchungen ausgewählter Verfahren.- 5.1.3.1 Passives Richten.- 5.1.3.2 Aktives Richten.- 5.1.3.3 Ausgleich von Lagetoleranzen und Richten durch schwimmenden Greifer.- 5.1.3.4 Anwendung einer CCD-Kamera.- 5.2 Verfahren zum Ausgleich von Leiterplatten-toleranzen und Toleranzen im Bestücksystem für das Einsetzen.- 5.2.1 Lösungsprinzipien.- 5.2.2 Bewertung und Anwendungsbereiche der Läsungsprinzipien.- 5.3 Verfahren zur Bauelementbefestigung in der Leiterplatte.- 5.3.1 Lösungsprinzipien.- 5.3.2 Erprobung des Weichlötens mit Industrieroboter.- 5.4 Vorgehensweise zur Bestimmung möglicher Bestückverfahren durch die Kombination von Lösungsprinzipien.- 6 Konzeption eines flexiblen Bestücksystems für Sonderbauelemente.- 6.1 Aufstellen geeigneter Lösungen für Teilsysteme.- 6.1.1 Bereitstellen und Zuführen der Leiterplatten.- 6.1.2 Bereitstellen und Zuführen der Bauelemente.- 6.1.3 Vorbereiten und Fügen der Bauelemente.- 6.2 Integration zu Gesamtsystemen.- 6.2.1 Kombinationsmöglichkeiten.- 6.2.2 Aufstellen von Gesamtkonzepten.- 6.2.3 Bewertung der Gesamtkonzepte.- 7 Entwicklung eines Greifersystems zum Bestücken.- 7.1 Teilfunktionen und Teilsysteme.- 7.2 Einfluß der bewegten Masse beim Richten.- 7.2.1 Vorgänge beim Richten.- 7.2.2 Versuche zur Verformung der Anschlußdrähte.- 7.3 Konstruktive Gestaltung.- 7.3.1 Einfederungsmodul und Toleranzausgleichsmodul.- 7.3.2 Greifsysteme.- 7.4 Aufbau des Gesamtsystems.- 8 Versuche mit einem flexiblen Bestücksystem für Sonderbauelemente.- 8.1 Festlegung des Produktspektrums und Montageumfangs.- 8.2 Aufbau des Bestücksystems.- 8.2.1 Gesamtaufbau.- 8.2.2 Teilsysteme.- 8.2.2.1 Bereitstellen und Zuführen der Leiterplatten.- 8.2.2.2 Bereitstellen und Zuführen der Bauelemente.- 8.2.2.3 Handhabung und Toleranzausgleich zum Fügen.- 8.2.2.4 Sichern der Bauelemente in der Leiterplatte.- 8.2.2.5 Steuerung.- 8.3 Versuchsergebnisse.- 8.3.1 Taktzeitanteile wichtiger Funktionen.- 8.3.2 Nutzungsgrad und Fehlerhäufigkeit.- 8.3.3 Einfluß der Leiterplattenqualität auf die Bestückrate.- 8.4 Folgerungen aus den Versuchen.- 8.4.1 Notwendige Weiterentwicklungen.- 8.4.2 Montagegerechte Produktgestaltung.- 9 Zusammenfassung und Ausblick.- 10 Schrifttum.