Integration von Robotersystemen und Services für Mechatronik-Engineering

Die meisten Robotersysteme sind darauf ausgelegt, Gegenstände zu bewegen. Nur wenige sind dafür konzipiert, diese zu testen. Wenn Bildverarbeitungszyklen, Umgebungsbelastungen und SKU-Variationen ins Spiel kommen, reichen Standardlösungen nicht mehr aus. Averna integriert die Bewegungssteuerung direkt in die Testfunktion selbst.

Worum geht es bei Roboterintegration?

Robotikintegration umfasst die Konzeption und Implementierung von Robotern in Fertigungs- oder Testumgebungen, um spezifische Aufgaben zu automatisieren. Sie geht weit über die Installation eines Roboterarms hinaus: Es geht darum, ein nahtloses System zu schaffen, in dem Roboter, Vision-Systeme, Bewegungssteuerung und andere Technologien zusammenarbeiten, um Präzision und Effizienz zu steigern.

Die Roboterintegration beinhaltet im Wesentlichen die Auswahl des richtigen Roboters (z. B. FANUC, Stäubli, Epson), die Entwicklung kundenspezifischer Tools oder Vorrichtungen, die Programmierung des Roboterverhaltens und die Synchronisierung mit Testgeräten, Förderbändern, Sensoren oder Inspektionssystemen. Die Integration stellt sicher, dass der Roboter zuverlässig in einem größeren Produktionsökosystem arbeitet.

In hochpräzisen Testumgebungen erfordert die Integration von Robotern mehr als nur wiederholbare Bewegungen: Sie verlangt eine kontrollierte Interaktion mit Messsystemen. Jeder Pfad muss mit der Testausstattung synchronisiert werden, sei es ein Vision-Trigger, eine RF-Sonde oder eine Krafteinwirkung.

Die Bewegung selbst wird zu einer Variablen in der Messkette und muss entsprechend gestaltet werden.

Averna entwickelt die Bewegung nicht als eigenständige Fähigkeit, sondern als kalibrierte Komponente des Testablaufs. Die Pfade des Roboters werden um das Test-Timing herum geformt: Beschleunigungskurven werden angepasst, um Mikrovibrationen zu vermeiden, und die Verweilzeiten werden so abgestimmt, dass sie mit den Fenstern zur Messwerterfassung übereinstimmen. Jede Bewegung wird durch kinematische Modellierung validiert, um eine Wiederholbarkeit im Submikrometerbereich sicherzustellen. Dies gilt insbesondere bei der Positionierung über Kontaktpads oder optische Zielen.

Wichtige Einschränkungen für testtaugliche Robotersysteme

Wir entwickeln Robotersysteme, die strenge Testanforderungen erfüllen. Dazu zählen:

• Wiederholbarkeit im Mikrometerbereich auch bei kontinuierlicher Bewegung
• Synchronisation zwischen Roboterbewegung und Datenerfassung
• Kundenspezifische Endeffektoren, die Handhabung und Messgenauigkeit vereinen
• Stabilität bei Temperaturschwankungen und Vibrationen, um Messabweichungen zu vermeiden
• Integrierte Sicherheit und Rückverfolgbarkeit über alle Teilsysteme hinweg

Maßgeschneiderte Endeffektoren werden unternehmensintern entwickelt, um sowohl die mechanische Handhabung als auch die Testschnittstelle zu verwalten. Um Druck auf eine flexible Leiterplatte auszuüben oder einen Linsenstapel für die Inspektion auszurichten, werden die Tools für Signaltreue und mechanische Konformität optimiert. Die Integration erstreckt sich auf die Echtzeitsynchronisation zwischen Robotersteuerungen und Erfassungssystemen. Dazu zählen Kameras, DAQs oder Bewegungssensoren, um Datenverzerrungen zu vermeiden.

Umwelteinflüsse werden durch Materialauswahl und Echtzeitkorrektur neutralisiert. Die Strukturen sind thermisch stabil, und bei Bedarf wird eine aktive Kompensation implementiert, um Chassis-Verformungen oder Schwankungen in der Umgebung entgegenzuwirken. Sicherheit ist in die Steuerungsarchitektur integriert, wobei alle Systeme (Robotik, Förderbänder, Vision, Teststationen) durch eine einheitliche SPS-Schicht verbunden sind. Diese Schicht ist so ausgelegt, dass automatisch die gewünschte Testqualität und eine vollständige Rückverfolgbarkeit erzielt werden.

Dieser Integrationsgrad macht die Robotik eines Fördermechanismus zu einer kritischen Komponente der eigentlichen Testfunktion.

Robotertechnik für die Inline-Produkttests

Typische Anwendungsbereiche erstrecken sich auf Branchen, in denen Testzyklen dem Produkt in Bewegung folgen müssen: Elektronik, Automotive-Branche, Medizintechnikoder Halbleiter. Diese Bereiche erfordern Entscheidungen in Echtzeit für schnell bewegte Einheiten.

Dazu gehören:

• Line-Scan-Inspektion synchronisiert mit Linearantrieben
• Validierung der Tintenverteilung auf sich bewegenden Substraten
• Kontinuierliche 3D-Oberflächenprofilierung zur Fehlererkennung

Sehen Sie sich das folgende Video an, um diese Prinzipien anhand einer unserer PCBA-Prüflösungen in Aktion zu erleben. Dabei handelt es sich um ein vollständig integriertes, vision-gesteuertes System, das auf Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und Produktrückverfolgbarkeit ausgelegt ist.