CmForce - Messung von Bestückkräften

CmForce

Die CeTaQ GmbH hat ein Messsystem für die Bestimmung von Bestückkräften unter realen Prozessbedingungen entwickelt. Dies macht es möglich, Schwachstellen frühzeitig zu erkennen und Bauteilbeschädigungen während der Bestückung zu vermeiden. Mit nur einer Messung sind Kraft- und Energieeintrag jeder einzelnen Nozzel bekannt. Das erlaubt ggf. notwendige Wartungs-, Reparatur- bzw. Optimierungsmaßnahmen gezielt vorzunehmen.

Beispiel Kraft-Zeit-Verlauf
Beispiel Kraftzeitverlauf. Bei der ersten Bestückung ist ein deutliches Überschwingen zu erkennen. Dies erzeugt einen hohen Energieeintrag.

Sensorboard

Zentraler Bestandteil des Messsystems ist ein Sensorboard mit einer dreieckigen Messfläche von rund 5000 mm². Dieses erlaubt einen Ablauf analog zur Bestückung realer Leiterplatten. Die notwendige Messelektronik ist in das Board integriert. Auf die Sensorfläche wirkenden Kräfte werden durch die CmForce Software aufgezeichnet und analysiert. Die Empfindlichkeit und Genauigkeit ist konstant über die gesamte Messfläche.

Beispiel 12 Nozzlen vor und nach Wartung
Bestückkopf mit 12 Nozzlen vor und nach Wartung.

Das Sensorboard kann wie eine normale Flachbaugruppe dem Bestückautomaten zugeführt und von diesem bearbeitet werden. Die Messfläche bietet genügend Platz für die Bestückung mit realen Bauteilen in statistisch relevanten Umfängen. Somit gehen alle während der regulären Produktion auftretenden Einflüsse mit in das Ergebnis ein.

Das Sensorbaord erlaubt die Vermessung aller gängigen Bestückmaschinen und funktioniert vollkommen herstellerunabhängig.

Beispiel Nozzle 1 defekt
Bestückkopf mit 12 Nozzlen hoher Streuung an Nozzle 1.

Software CmForce

Die zugehörige Software CmForce analysiert und speichert die Messergebnisse. Die wichtigsten Features unserer Software sind:

  • Live Anzeige des Kraft-Zeit-Verlaufes während der Bestückung
  • Analyse des Kraft-Zeit-Verlaufes bis ins Detail
  • Verschiedene Algorithmen der Peak Suche
  • Kopf/Nozzel Auswertung
  • Statistische Auswertungen
  • One click HTML-Protokoll mit allen Ergebnissen
  • Berechnung von Fähigkeitskennwerten
  • Export für CmCStat (CeTaQ Statistik Software)

Die wichtigste Aufgabe der Software ist die Analyse des Kraft-Zeit-Verlaufes aller Bestückvorgänge. Dabei können folgende Parameter ermittelt werden:

  • Maximale Kraft (peak) der Bestückungen
  • Impulskraft (dF/dt) – Energieeintrag in das Bauteil
  • Dauer einer Bestückung

Beispiel Kraft-Zeit-Verlauf
Beispiel Kraftzeitverlauf. An letzten Kopf hakt die z-Achse

Ablauf einer Messung

Vor der ersten Messung muss ein entsprechende Bestückprogramm vorhanden sein, bzw. neu erstellt werden. Wir empfehlen mindestens 25 Bauteile pro Bestückwerkzeug zu setzen. Ist das Programm auf dem Bestücker verfügbar, wird das Sensorboard wie ein reale Leiterplatte bearbeitet. Im allgemeinen werden dazu Bauteile aus der Produktion verarbeitet. Wir empfehlen die jeweils relevanten bzw. interessanten Bauteiltypen zu verwenden.

Die erforderliche Messzeit ist im Wesentlichen gleich der Bestückzeit, also verhältnismäßig kurz. Im Anschluss an die Messung werden die Daten analysiert. Die Software erlaubt die Messwerte bis auf die einzelne Nozzel herunter zu brechen. Zeigen die Ergebnisse Probleme, wie zum Beispiel verschlissene Federn oder Schwergängigen, können diese gezielt behoben werden. Am Ende kann mit einem Klick ein Protokoll erzeugt werden, um den Zustand der Ausrüstung zu dokumentieren.

Technische Daten

FMB-03 Kabelgebundenes System

  • Abmaße: 232 x 175 x 15 mm
  • Boarddicke: 1,5 mm
  • Gewicht: ca. 1kg
  • Messbereich: 0,1 – 20 N
  • Messunsicherheit (U): \(\pm0,03\) N
  • Bestückfläche: ca. 5000 mm²
  • Messfrequenz: 10 – 50.000 Hz

FMB-04 Funksystem

  • Abmaße: 257 x 210 x 25,3 mm
  • Boarddicke: 1,5 mm
  • Gewicht: ca. 2kg
  • Messbereich: 0,1 – 20 N
  • Messunsicherheit (U): \(\pm0,03\) N
  • Bestückfläche: ca. 5000 mm²
  • Messfrequenz: 10 – 50.000 Hz
  • Datenübertragung: W-Lan