Individuelle Leuchtkompositionen mit modernster Bestückungsautomation

Am LED Mounter sind die in der Y-Achse in Reihe montierten neu entwickelten Pick-and-place-Roboter PPR von THK, die die elektronischen Bauteile mit definierter Kraft aus einem Tray oder Werkstückträger gezielt aufnehmen.

Klassische Pick-&-place-Systeme werden als SMT Mounter zur Bestückung von Leiterplatten mit elektronischen Komponenten verwendet, wobei diese anwendungsbedingt mit kleinsten Bauteilen (< 1 mm) bei höchster Packungsdichte als regelrechte Chipshooter teilweise sogar mit revolvierenden Bestückköpfen arbeiten müssen. Übliche bestückbare Substrate bewegen sich dabei in der Größenordnung von max. 0,5 m². Dies stellt die ideale Lösung für eine hohe Dichte von Bauteilen auf in der Größe begrenzten Leiterplatten oder Platinen dar.

Die Ambright GmbH mit Sitz in München hat ein mit Linearmotoren angetriebenes Gantrysystem als LED Mounter mit einem gänzlich anderen Ziel entwickelt: die großflächige Fertigung elektronischer Systeme bis zu 5 m² in Kombination mit einer deutlich verringerten Bauteildichte als üblich. Dazu werden LED bestückt und elektrisch miteinander zu einer Schaltung verbunden. Auf diese Weise produziert der LED Mounter automatisiert maßgeschneiderte Beleuchtungslösungen. Dieses System schließt die Lücke zwischen dem bereits erwähnten Bestückungsverfahren und kombiniert gleichzeitig deren Vorteile mit höherer Substratflexibilität sowie -größe.

Der eingesetzte THK Pick-&-place-Roboter PPR optimiert die Arbeitsprozesse um ein Vielfaches.

Dr. Florian Ilchmann
Gesellschafter, Gründer und geschäftsführender Gesellschafter von Ambright

„Mit hoher Individualisierbarkeit bei zugleich smartem Prozess gelingt uns mit deutlichem Abstand eine Alleinstellung am Markt.“

Einsatz der Pick-&-place-Roboter PPR

Hervorzuheben am LED Mounter sind die in der Y-Achse in Reihe montierten, neu entwickelten Pick-&-place-Roboter PPR von THK, die die elektronischen Bauteile mit definierter Kraft aus einem Tray oder Werkstückträger gezielt aufnehmen, am definierten Ziel mit bis zu 20 m/s² und 2 m/s positionieren, einsetzen, verkleben und durch weitere innovative Prozessschritte elektrisch zu einer Schaltung verbinden. Hierbei entsteht schließlich eine einbaufertige Beleuchtungslösung als Verbundsystem mit kundenspezifischen Energie- und Datenschnittstellen.

Durch die Kooperation mit THK und die Integration von fünf platzsparenden PPR-Modulen konnte eine Leistungssteigerung der Pick-&-place-Prozesse gegenüber dem zuvor eingesetzten Modul um den Faktor 25 erzielt werden. Weiterhin ermöglichen die Module durch ihre integrierte Vakuum- und Druckregelung sowie die kraftgesteuerte Z-Achsen-Eigenbewegung eine deutliche Reduzierung der peripheren Systemkomponenten des LED Mounters auf ein Minimum.

Zusätzlich ermöglicht der um Faktor 10 höhere Auflösungsgrad der Drehachse eine viel genauere Positionierung auf großflächigen elektronischen Beleuchtungssystemen. Weitere Leistungssteigerungen und erhöhte Prozesssicherheiten sind zukünftig zu erwarten.

Das Ergebnis des Einsatzes des Pick-&-place-Roboter PPR ist eine reduzierte Werkstückbeschädigung bei Ambright in der Fertigung.

Optimierungen bei Schäden und Zykluszeiten

Die Sensorik in den PPR-Modulen hilft auch, Arbeitsschäden zu reduzieren und die Zykluszeit während des Transfers zu verkürzen. Die verschiedenen Sensorinformationen wie Kraft, Durchflussrate, Druck und Temperatur werden mit dedizierter Software visualisiert und Fehlfunktionen können schnell behoben werden. Die Sensortechnologie von THK erkennt kleinste Kräfte, sobald das Werkstück auf die Saugdüse trifft. Die Erkennung und schnelle Kommunikation ermöglichen hohe Betriebsgeschwindigkeiten bei reduzierter Ausschussquote und führen dadurch zu einer gesteigerten Produktivität.

Der Pick-&-place-Roboter PPR ermöglicht die eigenständige Sequenzsteuerung mit den integrierten Motoren und Sensoren. Im Vergleich zur herkömmlichen SPS-basierten Steuerung wird die Kommunikation reduziert und der Zeitverlust minimiert.

Automatisierte Fertigung

Ambright druckt mit seinem patentierten Verfahren Licht. Damit lassen sich Lichtpunkte, ob dekorativ oder funktional, automatisiert und skalierbar in verschiedene Materialien integrieren, ohne dass es dafür einer klassischen Leiterplatte als Schaltungsträger bedarf. Das „printed-light“ getaufte Verfahren bildet die Basis für die automatisierte Fertigung verschiedener Lichtanwendungen. Die jüngste Umsetzung ist die SparkShape, eine in Form und Lichtverteilung individuell gestaltbare Premiumleuchte.

„Am Anfang jeden Produkts steht der Prozess. Mit hoher Individualisierbarkeit bei zugleich smartem Prozess gelingt uns mit deutlichem Abstand eine Alleinstellung am Markt“, so Ambright Gründer Dr. Florian Ilchmann. Die Applikation ist mittlerweile in verschiedenen Branchenanwendungen – wie beispielsweise in der Reinraumtechnik und der Medizintechnik – in Serie, Ambright bringt damit Mass Customization in die Beleuchtungsbranche.

Weitere Informationen