Höhenmessung von eingepressten Kontaktstiften (Through Hole Technology)

Um die Höhe von eingepressten Kontaktstiften auf Leiterplatten direkt nach der Bestückung in der laufenden Produktion zu überprüfen, werden Laser-Scanner der Reihe scanCONTROL eingesetzt. Sie erstellen bei diesem Vorgang ein 3D-Profil von jeder Platine. Die Sensoren müssen dazu hohe Anforderungen an Präzision und Geschwindigkeit bei kleinsten Messobjekten erfüllen.

Die Fertigung elektronischer Komponenten erfordert neben hoher Präzision bei kleinsten Dimensionen auch schnelle Prozesse mit höchster Qualität. Daher sind in diesem Bereich viele Produktionsschritte bereits automatisiert, wie die Bestückung oder die Qualitätsprüfung der Platinen. Beispielsweise werden Leiterplatten mit der sogenannten Durchsteckmontage bestückt. Dabei wird das jeweilige Bauteil mit dem Kontaktstift in die Bohrung gesteckt und die Anschlusspins schließlich per Lötverfahren mit der Platine verbunden. Das Unternehmen Automationpro hat eine Maschine entwickelt, die im automatisierten Verfahren die Höhe der eingepressten Kontaktstifte direkt nach der Bestückung und während der laufenden Produktion überprüft. Die Überprüfung der Höhe ist notwendig, weil unvollständig gesteckte Pins die Funktion der Platine beeinträchtigen.

Um einen Ausfall einzelner Komponenten zu vermeiden wird daher von jeder Platine ein 3D-Profil erstellt. Zum Einsatz kommen Laser-Scanner der Reihe scanCONTROL. Während des Einpressvorgangs sind die Platinen auf einem Rundtakt-Tisch befestigt, der sie von der Pressstation an die Scannerposition befördert. Dort wird der Laser-Scanner von einem Linear-Aktor über die gesamte Platine bewegt. Der Linear-Aktor ist zusätzlich mit einem Encoder verbunden, um den Scanner zu triggern und letztlich gleichmäßige Profilabstände zu gewährleisten.

Das Bauteil wird gemäß der Taktzeit der Anlage in etwa sieben Sekunden komplett gescannt, wobei 1.280 Punkte pro Profil generiert werden. Die aufgenommenen Messwerte werden als Rohdaten über die Gigabit-Ethernet-Schnittstelle for Machine Vision (GigE-Vision) in eine kundenseitige Bildverarbeitungssoftware übertragen. Automationpro hat für die Auswertung und Verarbeitung der Rohdaten eigene Bildverarbeitungsalgorithmen entwickelt. Der gesamte Systemaufbau ermöglicht es, die Profildaten mit hoher Geschwindigkeit zu übertragen und auszuwerten, sodass die Auswertung je Platine weniger als eine Sekunde dauert.

In der kundenseitigen Software wird die Pin-Höhe relativ zur umgebenden Fläche auf der Platine errechnet. Das Ergebnis lässt sich direkt an die Steuerung weiterleiten und verarbeiten. Fehlerhafte Platinen können dadurch sofort und automatisiert ausgeschleust werden.