Höchste Präzision mit dem Hochgeschwindigkeits-Pick & Place System von SMAC Inc.

SMAC hat eine einzigartiges Design entwickelt, welches bisher als das weltweit schnellste und präziseste 3-Achs- Pick & Place System gelten dürfte...

(PresseBox) ( Rott, )
Das System wurde für einen japanischen Großhersteller von Luxusgütern entwickelt. Ziel war es den Produktdurchsatz sowie die Flexibilität des Herstellungsprozesses zu verbessern.

Voraussetzungen Der Kunde benötigte ein Gerät zur Bearbeitung von sehr kleinen und hochwertigen Bauteilen mit unterschiedlichen Maßen in einer Pick & Place Anwendung. Die Verarbeitung dieser Teile, die selber nur wenige Gramm wiegen, musste mit höchster Präzision und Feingefühl erfolgen.

Die X-Achse des Systems hat einen Hub von 50mm, die Z-Achse weist einen 30mm Hub auf und die Rotationsachse beträgt 360°. Mit der Z-Achse, deren Antrieb zusätzlich mit einer Vakuumdurchführung ausgestattet ist, wird das Bauteil aufgenommen. Die von SMAC patentierte "Soft-land" Funktion sorgt dafür, dass das Bauteil bei der Berührung unbeschädigt bleibt. Um das Objekt zur Platzierung in die richtige Position zu bringen, muss es um 180° gedreht werden. Danach bewegt sich der Antrieb der X-Achse um 100mm, damit der Z-Achsenantrieb - wieder unter Verwendung der "Soft-land" Technologie - das Bauteil in die entsprechende Position ablegen kann. Mit Hilfe des Controllers kann die Start- und Zielposition genau festgelegt und der Vorgang exakt gesteuert werden.

Nachdem ein Vorgang abgeschlossen wurde, erfolgt der nächste Zyklus automatisch. Die Zeit dafür beträgt <300 Millisekunden, was einer Geschwindigkeit von 147m/s (15G) entspricht. Bisher nutzte der Kunde Pneumatik und Servosysteme mit externen elektrischen Sensoren und Schalter. Damit wurde eine Zykluszeit von gerademal 900 Millisekunden erreicht, was einer Geschwindigkeit von 39m/s (4G) entspricht. SMAC Inc. baut seine elektrischen Antriebe im Tauchspulenprinzip mit integrierten Kraft- und Positionssensoren und setzt somit einen neuen Standard für Geschwindigkeit und Leistung in der Automationstechnik bei Pick & Place Anwendungen.

Spezifikationen Während Geschwindigkeit von höchster Bedeutung ist, sind es Präzision, Genauigkeit und Wiederholbarkeit umso mehr. Die Wiederholgenauigkeit in allen Achsen, bei Aufnahme der Komponenten sowie musste bei weniger als 10µm liegen. Die Rotationsachse, die das Bauteil um 180° zur neuen Position dreht, erforderte eine Wiederholbarkeit von +/-2 Inkrementen bei einer Encoderauflösung von 1µm. Zusätzlich sollte die Temperatur der Maschine nie mehr als 20°C über der Umgebungstemperatur liegen und 24 Stunden, 7 Tage die Woche laufen.

Die Kundenwünsche waren demnach sehr anspruchsvoll was Geschwindigkeit, Präzision, Genauigkeit, Wiederholbarkeit und die Strapazierfähgket betraf.

Kundenspezifische Lösung Die SMAC Ingenieure in Carlsbad, California (USA) arbeiteten an diesen Anforderungen und fanden eine bisher einzigartige Lösung. Der Kunde erhielt ein komplett vorgefertigtes Handling-Gerät, das einfach und schnell in das bestehende Produktionssystem eingebaut werden konnte. Eines der Hauptcharakteristiken der SMAC Tauchspulenantriebe, die neben Präzisionsgenauigkeit in Position, Kraft und Geschwindigkeit 100% Datenerfassung und -rückmeldung bieten. Zudem sind keine weiteren Schalter, Sensoren o.ä. dafür notwendig, wodurch Kosten und zusätzliches Gerät eingespart werden können.

Das SMAC Pick & Place System integriert zwei elektrische Antriebe im Tauchspulenprinzip, wobei die Z-Achse mit einem zusätzlichen Rotationsmotor ausgestattet ist. Die Erzeugung von Überdruck im Gehäuse, der zudem verhindert, dass Fremdpartikel eindringen, sorgt für eine konstante Temperatur bei den extrem hohen Zyklusgeschwindigkeiten.

Die strapazierfähige "IKO" Linearführung garantiert eine extrem lange Lebensdauer. Der hochauflösende Encoder und der Hochgeschwindigkeitscontroller, der speziell für SMAC von Galil entwickelt wurden, optimieren dieses leicht zu integrierende System

Ergebnisse Das komplette firmeneigene System entwickelte und lieferte SMAC innerhalb von sechs Monaten. Die Kundenwünsche wurden nicht nur erfüllt sondern übertrafen alle Erwartungen! Qualitätsanforderungen wurden zu 100% erfüllt und die Produktionszeit konnte verdreifacht werden. Dies erhöhte den Durchsatz sowie Flexibilität bei der Bearbeitung verschiedener Komponenten. Manuelle Maschinenwechsel wurden obsolet. Zudem konnte der Kontrollzyklus von 900 Millisekunden auf 300 Millisekunden reduziert werden. Die Antriebe waren dabei wöchentlich (24/7) durchgängig in Betrieb.

SMAC entwickelte mit dieser Lösung das schnellste und genaueste Pick & Place Automationssystem der Welt. Auf Grund der firmeninternen Entwicklung können es weitere Firmen ohne Einschränkungen für weitere Anwendungen nutzen. Das System ist ideal für Handlingprozesse oder der Prüfung und Messung von Mikrokomponenten, die eine sehr vorsichtige Behandlung erfordern und bei denen herkömmliche Geräte wie solche aus der Pneumatik, Kugelgewinde oder Servosysteme unzureichend oder gar fehlerhaft arbeiten. Das SMAC System ist perfekt für SMT und Chipherstellungs-prozesse.

Mit Hauptsitz in Carlsbad, California (USA) und Niederlassungen in Nordamerika, Europa, Asien und Japan ist SMAC Inc. führender Hersteller von linearen Antrieben im Tauchspulenprinzip und anderen verwandten Prüfungssystemen. SMAC patentierte Ein- und Mehrachsantriebe, lineare und Hub-/Schwenkantriebe sowie integrierte XY- & XYZ-Messysteme bieten der Industrie effiziente und effektive Lösungen für den Automatisierungsprozess.

SMAC Europe Ltd. - Moving Coil Actuators Ikon House, Rutherford Way RH10 9PB Crawley, West Sussex Web: www.smac-mca.com

Ein Video der Anwendung finden Sie auf unserer Webseite unter:

http://www.smac-mca.com/pickandplace.htm

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Kristin Winter.

Email: kristin.winter@smac-mca.co.uk; Tel: +44 1293 520147
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