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Dreheinheit Schlanke High-Torque-Dreheinheit für schnelle Schwenks

Redakteur: Jan Vollmuth

Eine High-Torque-Dreheinheit wegen ihrer schlanken Bauform für einfache 90-Grad-Schwenks einzusetzen, erscheint auf den ersten Blick wie Verschwendung. Doch das Drehmodul ST 140 von Weiss beweist in der Multilayer-Besäummaschine von LHMT noch ganz andere Qualitäten.

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Ein Roboterarm setzt die Multilayer-Leiterplatten auf einem Saugteller ab, der wiederum auf einem Drehmodul von Weiss montiert ist. Weil auch sehr schmale Leiterplatten verarbeitet werden sollen, war das ST 140 wegen seiner schlanken Bauform erste Wahl.
Ein Roboterarm setzt die Multilayer-Leiterplatten auf einem Saugteller ab, der wiederum auf einem Drehmodul von Weiss montiert ist. Weil auch sehr schmale Leiterplatten verarbeitet werden sollen, war das ST 140 wegen seiner schlanken Bauform erste Wahl.
(Bild: Weiss)

Auf den ersten Blick haben Drehmodule und Leiterplatten herzlich wenig gemeinsam. Und doch arbeiten beide im Verborgenen, bilden das Rückgrat eines Systems, sind hochpräzise und komplexer als man ihnen ansieht, dürfen nie versagen und müssen sich doch damit abfinden, dass wohl andere Bauteile die Lorbeeren ernten werden. Heimliche Helden sind es, die in der Multilayer-Besäummaschine von LHMT aufeinander treffen: Ein Drehmodul ST 140 von Weiss und Multilayer-Leiterplatten.

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.

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Maschinen für die Leiterplattenindustrie

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 die 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 das Gleiche.”

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.

Der bisher eingesetzt Rundschalttisch war zu groß

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 einfach bei Weiss in Buchen an und bat um einen Besuch. Er kennt und schätzt die Qualität der Rundschalttische und Handlingsysteme der Buchener schon seit Jahrzehnten: „Auch der Service ist schnell und gut und Weiss ist immer bereit zu helfen.” Der Besuch eines technischen Verkäufers vor Ort ist für die Buchener eine Selbstverständlichkeit.

Im persönlichen Gespräch von Fachmann zu Fachmann war die Lösung schnell gefunden: Eine ST 140 High-Torque-Dreheinheit erfüllte mit ihren extrem schlanken Abmessungen von gerade einmal 140 mm x 140 mm 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.”

Zusätzliche Backenbremse mit Zylinderbetätigung

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.

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. Doch die Kontaktfreudigkeit hört bei Weiss nicht beim Stecker auf. „Unser Elektroniker hatte Anfangs etwas Bedenken, da er noch nie mit Weiss-Komponenten gearbeitet hat. Am Ende war er jedoch hellauf begeistert,” beschreibt Binhack die Begegnung seines Kollegen mit der WAS.

Software zur Konfiguration, Steuerung und Fehleranalyse

Hinter dem Kürzel WAS verbirgt sich die Weiss Application Software: Sie 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 ganz ohne Programmierkenntnisse. Nun war das Einrichten des Drehmoduls für die einfachen 90-Grad-Schwenks des Saugtellers diesmal sicher keine allzu große Herausforderung – doch auch zukünftige Anwendungen mit komplexeren Fahrprogrammen muss Binhacks Kollege nicht fürchten: Die Oberfläche und Bedienung der WAS ist für alle Weiss-Komponenten einheitlich.

Im Gegensatz zur WAS wird ihm das Drehmodul allerdings wohl nicht mehr begegnen. Eingebaut und vergessen ist das Schicksal vieler Weiss-Komponenten, womit man in Buchen allerdings gut leben kann und sogar stolz darauf ist. Denn das bedeutet, dass der heimliche Held seine Arbeit zuverlässig und wartungsfrei verrichtet. So wird sich auch bei der Multilayer-Besäummaschine die Aufmerksamkeit des Kunden wieder einmal auf andere Baugruppen konzentrieren: die Diamantsäge für den Flatterrand vielleicht, den Kantenbrecher oder das Senkwerkzeug, die ausgeklügelte Staubabsaugung oder die elegante Entsorgung der Abfallstreifen. Dazwischen schwenkt unscheinbar, aber schlank und schnell das ST 140 Drehmodul von Weiss. (jv)

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