Betrouwbare printplaatdetectie SMT-technologie door optische sensoren in K&S iFlex-machines

De transportmodule van de boards is hiervoor volledig opnieuw ontworpen en geëngineerd. De detectie van de printed circuit boards (PCB’s) zorgde tot op het laatst voor de nodige uitdagingen, die in nauwe samenwerking tussen K&S, Frencken Mechatronics en Sentech effectief zijn opgelost.

Betrouwbare detectie van PCB’s in SMT-machines

Marco Leeggangers, manager business development bij Sentech, over de challenge: “De uitdaging was het detecteren van een grootte variëteit aan PCB’s, in een beperkte ruimte en met een zeer hoge betrouwbaarheid. Deze drie factoren hebben geleid tot een zeer nauwe samenwerking tussen de engineers van alle betrokken bedrijven.”

Bij het oude systeem keek een sensor naar de onderzijde van het board. “Vanwege de beperking in bouwruimte, het aantal benodigde sensoren en de grote variatie in de vorm van de PCB’s is besloten om vanaf de zijkant te gaan detecteren. Maar om dat te kunnen doen was weer ruimte nodig, en daar was juist een gebrek aan.”

Om hier een goede sensoroplossing voor te vinden heeft Sentech tests uitgevoerd met verschillende soorten printplaten. Het werd al snel duidelijk dat glasvezel niet de oplossing was.

Leeggangers: “De lichtintensiteit is niet gelijkmatig verdeeld. Passeert een dunne PCB aan de onderkant van de spot, dan is er een dusdanig lage ‘signal drop’, die niet onder de trehshold uitkomt, waardoor de PCB niet wordt gedetecteerd.”

Maatwerk sensoroplossing – optische sensoren van STM

Sentech vond de oplossing in een optische sensor van STM. Leeggangers: “Met optische miniatuursensoren wordt een veel gelijkmatigere lichtverdeling van de lichtbundel bereikt. Hiervoor vonden we bij het Duitse STM Sensors een klein optisch zend-ontvangsysteem met een losse versterker erbij. Vanwege de losse versterkfunctionaliteit konden we 9 of 18 versterkercircuits integreren op één printplaat. Zo bespaar je kosten. We gingen dus voor een sensorassembly met besturingsprint, die ook nog eens via EtherCAT met het besturingssysteem communiceert.”

Om de lichtintensiteit gelijkmatig te kunnen verdelen heeft STM een eigen LED ontwikkeld. Hierbij wordt met een spuitgietproces een kunststof laag op de dye aangebracht. De bolling van die laag wordt tijdens het groeien gemeten.

Zodra de optimale bolling is bereikt, waarbij het licht mooi recht uittreedt, stopt het proces, met als resultaat een prachtige eenvormige uittreehoek.

Na een vervolgtest met de nieuwe en de standaard LED, gaf de smalle bundel vooral bij de verschillende vormen reflecties toch problemen. Daaruit bleek dat niet een gebundelde bron, maar een ‘hele grote, divergerende lamp’ de beste resultaten gaf. Betaalbare LED’s waren in dit geval de oplossing voor een hightech probleem.

Optische sensorassemblages helpen K&S nu. Waar ligt jouw uitdaging?