THT-Fertigung
Bessere Ergebnisse durch Lötroboter
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Automatisiertes Handlöten durch Roboter
Für kleinere Bauteilabstände setzt Ihlemann einen Löt-Roboter ein. Auch hier kann jede einzelne Lötstelle anhand der x-y-z-Koordinaten mit individuellen Lötparametern programmiert werden, und Bauteilabstände bis zu 1 mm sind exakt anzusteueren. Um alle Lötstellen optimal erreichen zu können, kann der Lötroboter seine Lötkolbenspitze um 360 Grad drehen. »Die Robotertechnik hat auch bei kleinsten Abständen enorme Fortschritte gemacht und erreicht die hohe Zuverlässigkeit der Selektivlöttechnik«, fasst der Ihlemann-Vorstand die Erfahrungen zusammen. Der Lötvorgang entspricht weitgehend dem Handlöten. Die Lötspitze wird direkt auf die Lötstelle geführt, und das Lötzinn wird von oben zugeführt. Durch die Automation des Lötprozesses können die Menge des Zinns, die Lötdauer und die Temperatur jedoch exakt vorgegeben werden.
Der Unterschied zum Handlöten ist offensichtlich: Die Lötstellen des Lötroboters sind technisch und optisch immer gleich. Durch die genaue Einstellbarkeit der Lötparameter sind ein gut ausgebildeter Lötmeniskus und ein ausreichender Lotdurchstieg automatisierbar, und Brückenbildungen sowie die Überhitzung von Bauteilen können vermieden werden. Die IPC-A-610 kann so für jede Lötstelle zuverlässig eingehalten werden.
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Die Erfahrungen der Ihlemann AG zeigen allerdings, dass der Einsatz eines Lötroboters kein Selbstläufer ist: »Mithilfe der bei Ihlemann genutzten Verbesserungs-KATA war die Einführung des Lötroboters ein kontinuierlicher Optimierungsprozess. Die verfügbare Technik des automatisierten Handlötens war anfangs noch nicht praxisgerecht und konnte erst durch die Prozessverbesserungen der beteiligten Mitarbeiter anforderungsgerecht umgesetzt werden«, berichtet Bernd Richter.
Die erste Hürde stellte das vom Hersteller beigefügte Lötzinn dar. Das verwendete Röhrenlot mit einer Flussmittelseele führte zu einer unzureichenden Verteilung des Flussmittels. Erst etliche Versuche mit anderen Röhrenloten führten zu einem stabilen Lötergebnis. Auch die mangelnde Reinigung der Lötspitze von Flussmittelresten führte zu schlechten Lötergebnissen. In mehreren Verbesserungszyklen wurde die Reinigungsanlage von den Mitarbeitern so verbessert, dass die Lötspitze nach der Reinigung immer den gleichen Zustand hat. Der Winkel der Lötkolbenspitze des Lötroboters kann beliebig verändert werden, um alle Lötstellen gut zu erreichen. Jede Veränderung beeinflusst allerdings den Lötprozess und führt zu nicht reproduzierbaren Ergebnissen. Eine Dokumentation der jeweiligen Einstellung war allerdings wegen einer fehlenden Einstellskala zunächst nicht möglich. Sinnvoll regelbar wurde dies erst durch eine nachgerüstete Maßeinteilung. Schließlich wurde die Kontrolle dieser Einstellung vor jedem Lötvorgang in einer Verfahrensanweisung festgeschrieben.
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