Was ist ein Lötroboter?
Ein Lötroboter ist ein Gerät, bei dem ein Lötkolben an einem Roboter zum automatischen Löten angebracht ist.
Durch den Einsatz eines Roboterarms kann in engeren Räumen gelötet werden. Herkömmliche Lötautomaten wie Montagegeräte und Lötmaschinen benötigen mehr Raum. In der Vergangenheit konnte das Löten in engen Räumen nur manuell von Menschen durchgeführt werden.
Einsatzgebiete für Lötroboter
Lötroboter werden zum Löten eingesetzt, eignen sich aber eher für die Herstellung kleiner Mengen verschiedenster Produkte als für Massenprodukte. Sie eignen sich auch gut für das Löten von Teilen mit örtlich begrenzten Lötstellen oder niedrigen Hitzebeständigkeitstemperaturen sowie für andere detaillierte und präzise Arbeiten, die üblicherweise manuell von Arbeitern ausgeführt werden. Dies macht den Prozess jedoch zeitaufwändiger als andere automatisierte Lötanlagen.
Das Löten der Verstärkerplatine des Smart Fiber Sensors beispielsweise wird mit der Einführung von Lötrobotern nach dem Schieberlötverfahren durchgeführt. Der Roboter kann präzise Bereiche mit einer Stegbreite von 0,5 mm und einem Abstand von 1 mm löten. Dies erhöht die Arbeitseffizienz erheblich.
Prinzip des Lötroboters
Lötroboter bestehen aus einem Roboter mit einem Arm, einem Lötkolben, einer Steuerung und einem Programmiergerät, das die Bedingungen festlegt. Einige Roboter sind mit einem Stickstoffgasgenerator ausgestattet, um die Oxidation der Lötkolbenspitze und der Lötoberfläche zu verhindern.
Zu den Robotertypen gehören kleine Tischroboter, SCARA-Roboter und kartesische Roboter, je nach Art des Roboterarms. Sie werden verwendet, indem man die Lötbedingungen über ein Programmiergerät eingibt und sie die vorgeschriebenen Lötarbeiten ausführen lässt.
Arten von Lötrobotern
Zu den Lötrobotern gehören Tischroboter, SCARA-Roboter und kartesische Koordinatenroboter. Darüber hinaus werden sie nach dem Lötverfahren klassifiziert. Die gängigsten Lötverfahren sind das Lötkolbenverfahren und das Laserverfahren. Das Lötkolbenverfahren ist auch heute noch weit verbreitet.
1. Lötkolben-Methode
Bei der Lötkolbenmethode wird der Lötkolben auf fast 350 °C erhitzt, und das Lot wird aus der Spitze des Kolbens gegossen, um das Metall zu verbinden. Im Gegensatz zum Reflow-Lötverfahren, bei dem das Lötzinn aufgetragen und dann erhitzt wird, um das Lot zu schmelzen, wird bei der Lötkolbenmethode die Hitze nicht direkt auf die elektronischen Bauteile übertragen. Daher ist es möglich, qualitativ hochwertige Lötungen mit minimalen thermischen Schäden durchzuführen.
2. Laserlötverfahren
Beim Laserverfahren wird das Lot durch einen Laserstrahl geschmolzen. Bei diesem Verfahren wird ein Laserstrahl durch eine Linse oder einen Spiegel fokussiert um den Strahl mit hoher Dichte zu bilden. Dieser erhitzt wiederum ein Objekt auf eine hohe Temperatur. Bauteile und Lot werden in dem Bereich platziert, in dem der Laserstrahl auf das Objekt trifft, und das Lot wird gelötet. Diese Lasermethode eignet sich wegen des berührungslosen Lötens für enge und feine Bearbeitungen.
Weitere Informationen über Lötroboter
1. Vorteile des Einsatzes von Lötrobotern
Die Vorteile des Einsatzes von Lötrobotern liegen in der höheren Automatisierung, Geschwindigkeit und Genauigkeit des Lötvorgangs. Ein guter Lötvorgang hängt von der Temperatur des Lötkolbens, der Kontaktzeit mit der Leiterplatte, der Kontaktfläche, sowie anderen Faktoren ab.
Wenn diese Faktoren nicht präzise kontrolliert werden, kann die Temperatur des Lötkolbens zu niedrig oder die Kontaktzeit zu kurz sein, was zum Abplatzen des Lots führen kann. Das Flussmittel führt zu einer schwachen und brüchigen Verbindung. Dasselbe gilt für verbranntes Lot, das durch unzureichende Wärmeleitung verursacht wird. Diese Situation tritt besonders häufig an Arbeitsplätzen auf, an denen unerfahrene Arbeiter arbeiten, was die Fehlerquote erhöht und die Produktionseffizienz senkt.
In solchen Fällen ist es sinnvoll, Lötroboter in der Werkstatt einzusetzen. Die meisten Lötroboter sind in der Lage, die Positionierung in 0,1-mm-Schritten zu steuern und haben eine hohe Positionswiederholgenauigkeit (Arbeitsgenauigkeit). Darüber hinaus können motorgetriebene Roboter mit hohen Geschwindigkeiten arbeiten, was bedeutet, dass sie schneller arbeiten können als Menschen und menschliche Fehler aufgrund von Ermüdung vermeiden.
2. Systematisierung von Lötrobotern
Die meisten Lötroboter können relativ einfach systematisiert werden. Normalerweise ist ein komplexer Programmieraufwand erforderlich, um einen Roboter in eine Produktionslinie zu integrieren. So muss beispielsweise ein vertikaler Knickarmroboter mit einer bestimmten Robotersprache programmiert werden.
Steht die vom Roboter auszuführende Arbeit jedoch bereits fest, wie es bei Lötrobotern der Fall ist, wurde die Programmierung in vielen Fällen vom Roboterentwickler vorgenommen. Daher muss der Benutzer nach der Installation nur noch Parameter wie Lötpositionsinformationen und Heizzeit einstellen, und der Roboter kann in die Produktionslinie integriert werden.