Der kombinierte Kopf

Das Aufbringen von Codes und Klarschriften auf Leiterplatten erfolgt meist per Laser durch Abtragen oder Umwandeln der Lötstofflacke und erfordert hohe Präzision. Die neue Laser-Markieranlage der Firma Rommel aus Ehingen geht aus diesem Grund einen Schritt weiter als herkömmliche Systeme. Ihr Laser-Scankopf verfügt über bewegliche Umlenkspiegel, mit deren Hilfe der CO₂-Laser und die Industriekamera In-Sight 5100 von Cognex zusammenarbeiten.

Mit eingekoppeltem System

Die Markieranlage WL 700 LCS bringt nicht nur Codes und Schriften auf, sie liest diese auch in Sekundenbruchteilen aus. Die kompakte Industriekamera von Cognex erfüllt dabei gleich drei wichtige Aufgaben: sie vermisst die Leiterplatte, liest die Codes und Klarschriften und beurteilt deren Güte. Anhand des komprimierten Prozesses lassen sich Leistung und Markiergeschwindigkeit des Lasers einfach und exakt parametrieren, um eine konstant hohe Code-Qualität zu erzielen. Auf diese Weise bearbeitet die Markieranlage Leiterplatten verschiedener Größen, Materialien und Dicken der Lötstofflacke schnell und zuverlässig.

Technik im Detail

Autarkes Vision-System In-Sight
In dem kleinen robusten Kunststoffgehäuse der Schutzklasse IP67 oder auch im Edelstahlgehäuse mit IP68 der Industriekameras In-Sight sind Kamera, Rechner, Kommunikationsschnittstellen und individuell auch LED-Beleuchtung zusammengefasst. Die kompakte Bauweise vereinfacht die Installation direkt vor Ort. Die Modellreihe deckt Anforderungen wie das Lesen und Verifizieren von 1D- und 2D-Codes in Hochgeschwindigkeit oder hoher messtechnischer Präzision mit 5 Megapixeln Bildauflösung ab. Das neue Kommunikationspaket Cognex Connect vereinfacht den Anschluss jeder In-Sight-Kamera an gängige SPS, Roboter, MMS und Feldbus-Systeme.

Die Geschwindigkeit spielt eine entscheidende Rolle im Herstellungsprozess von Leiterplatten. Die Ingenieure verbesserten die Ein- und Auslaufzeit sowie die Markier- und Kontrollzeit bei dieser Markieranlage. Sie begegnen den gewachsenen Anforderungen an Schnelligkeit und Präzision durch gleichzeitiges Auslenken des Laserstrahls auf die Leiterplatten und Gegenlesen des Codes mit der in den Strahlengang eingekoppelten Kamera. Zusätzlich ermöglicht ein neu entwickeltes Transportsystem mit mittenunterstützten Transportbändern die vollflächige Beschriftung bis in den Randbereich der Leiterplatten. Der Beschriftungsbereich beträgt dabei 400 mal 400 mm.

Taktzeiten verkürzen

Die Markieranlage verzichtet außerdem auf einen herkömmlichen XY-Tisch. An Stelle des bewegten Produkts sorgt ein Zwei-Achsen-Ablenksystem, bestehend aus zwei schwenkbaren Spiegeln, für ein großes Inspektions- und Arbeitsfeld. Bewegliche Linsen fokussieren den Laserstrahl auf der Z-Achse. Auf ein F-Theta-Objektiv wurde ebenfalls verzichtet, um das Kamera-System der Laser-Optik nachgelagert in den Scankopf zu integrieren. Eingekoppelt wird die Industriekamera über einen halbdurchlässigen Spiegel.

Im Bereich der Linsen greift Rommel auf Zink-Selenit-Komponenten zurück. Diese reagieren bei der hohen Wellenlänge des CO₂-Lasers von rund 10.000 Nm nicht auf den Laser – im Gegensatz zu herkömmlichem Glas. Für das beidseitige Beschriften von Leiterplatten verfügt die Anlage optional über ein zweites Laser-Kamera-System, das gleichzeitig Vorder- und Rückseite beschriftet und kontrolliert. Die Verbindung von Laser und Industriekamera in einem Scankopf bringt je fünf Datamatrix-Codes mit einer Größe von je 3 mal 3 mm von oben und unten in 8 s auf – inklusive Handling, Fiducial-Vermessung und Qualitätsbewertung.

Für präzise Ergebnisse

Die Entwickler aus Ehingen haben sich in der Anlagenkonzeption auch für das Vision-System In-Sight 5100 entschieden, da dieses mit der In-Sight Explorer Software und der Bibliothek von Vision-Tools einfach zu handhaben ist. Hinzu kommt das robuste spritzgegossene Aluminium- und Edelstahlgehäuse, das auch hohen Vibrationsbelastungen gegenüber unempfindlich ist und das Innenleben des Vision-Systems vor Staub und Ablagerungen schützt.