Was ist ein Lötroboter?
Ein Lötroboter ist eine Vorrichtung, bei der ein Lötkolben an einem Roboter zum automatischen Löten angebracht ist.
Durch den Einsatz eines Roboterarms o.ä. kann das Löten in engeren Räumen als mit herkömmlichen automatisierten Lötgeräten wie Montagegeräten und Lötanlagen durchgeführt werden. Traditionell konnte das Löten in engen Räumen nur manuell von Menschen durchgeführt werden.
Anwendungen von Lötrobotern
Lötroboter werden zum Löten eingesetzt, eignen sich aber eher für die Herstellung kleiner Mengen einer Vielzahl von Produkten als für Massenprodukte. Sie eignen sich auch für feine, präzise Arbeiten, die traditionell von Menschen ausgeführt werden, wie z. B. örtlich begrenztes Löten und Löten an Teilen mit niedriger Hitzebeständigkeitstemperatur. Dies bedeutet jedoch, dass die Arbeit länger dauert als bei anderen automatisierten Lötsystemen.
Das Löten der Verstärkerplatinen von Smart-Fiber-Sensoren beispielsweise wird mit der Einführung von Robotern nach dem Schieberlötverfahren durchgeführt. Der Roboter ist für das Löten in präzisen Bereichen mit einer Stegbreite von 0,5 mm und einem Abstand von 1 mm zuständig, wodurch die Arbeitseffizienz verbessert wird.
Funktionsweise von Lötrobotern
Der Lötroboter besteht aus einem Roboter mit einem Arm, einem Lötkolben, einer Steuerung und einem Programmiergerät zur Einstellung der Bedingungen. Einige 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 können eingesetzt werden, indem man die Lötbedingungen von einem Programmiergerät aus eingibt und sie die vorgeschriebenen Lötarbeiten ausführen lässt.
Arten von Lötrobotern
Zu den Lötrobotern gehören Tischroboter, SCARA-Roboter und kartesische Roboter. Andere Typen werden nach dem Lötverfahren eingeteilt. Die gängigsten Lötverfahren sind das Lötkolbenverfahren und das Laserverfahren. Die Lötkolbenmethode ist auch heute noch weit verbreitet.
1. Bügelmethode
Bei der Lötkolbenmethode wird der Lötkolben auf fast 350 °C erhitzt und das Lot aus der Spitze des Kolbens gegossen, um das Metall zu verbinden. Im Vergleich zum Reflow-Lötverfahren, bei dem Cremelot aufgetragen und dann erhitzt und geschmolzen wird, um eine Verbindung herzustellen, zeichnet sich dieses Verfahren dadurch aus, dass keine Wärme direkt auf die elektronischen Bauteile einwirkt. Dies bedeutet, dass thermische Schäden minimiert werden und eine hohe Qualität der Lötung erreicht werden kann.
2. Laserverfahren
Beim Laserverfahren wird das Lot durch einen Laserstrahl geschmolzen. Bei diesem Verfahren wird die Tatsache genutzt, dass ein Laserstrahl durch eine Linse oder einen Spiegel fokussiert werden kann, um einen Strahl mit hoher Dichte zu bilden, der das Objekt auf eine hohe Temperatur erhitzt. Bauteile und Lot werden in dem Bereich platziert, in dem der Durchmesser des Laserstrahls auftrifft, und dann gelötet. Diese Lasermethode eignet sich für enge und feine Bearbeitungen, da der Lötprozess berührungslos erfolgt.
Weitere Informationen zu Lötrobotern
1. Vorteile der Einführung von Lötrobotern
Die Vorteile des Einsatzes von Lötrobotern liegen in der erhöhten Automatisierung, Geschwindigkeit und Genauigkeit der Arbeit. Ein guter Lötvorgang hängt von Faktoren wie der Temperatur des Lötkolbens, der Kontaktzeit und der Kontaktfläche mit der Leiterplatte ab.
Wenn diese Faktoren nicht richtig kontrolliert werden, kann es aufgrund einer zu niedrigen Temperatur oder einer zu kurzen Kontaktzeit zu Lötfluss kommen. Imitiertes Lot führt zu einer schwachen und spröden Verbindung. Das Gleiche gilt für verbranntes Lot, das durch unzureichende Wärmeleitung verursacht wird. Diese Situation tritt besonders häufig auf Baustellen auf, auf denen es viele unerfahrene Anfänger gibt, was die Ausschussrate erhöht und die Produktionseffizienz verringert.
In solchen Fällen ist es sinnvoll, Lötroboter auf der Baustelle einzusetzen, die die gleichen Aufgaben wie erfahrene Mitarbeiter übernehmen. Die meisten Lötroboter sind in der Lage, die Positionierung in 0,1-mm-Schritten zu steuern und haben eine hohe Positionswiederholgenauigkeit (Arbeitsgenauigkeit). Darüber hinaus ist ein motorisierter Hochgeschwindigkeitsbetrieb möglich, der schneller ist als der menschliche Betrieb und menschliche Fehler aufgrund von Ermüdung verhindert.
2. Systematisierung von Lötrobotern
Die meisten Lötroboter können relativ einfach systematisiert werden. Bei der Integration von Robotern in Produktionslinien sind in der Regel komplexe Programmierarbeiten erforderlich. Bei vertikalen Knickarmrobotern beispielsweise müssen die vom Roboter auszuführenden Aufgaben in einer speziellen Robotersprache programmiert und eingegeben werden.
Steht die vom Roboter auszuführende Aufgabe jedoch bereits fest, wie es bei Lötrobotern der Fall ist, wird die Programmierung häufig vom Roboterentwickler vorgenommen. Der Anwender muss also nach der Installation nur noch Parameter wie Lötpositionsangaben und Heizzeit einstellen und der Roboter kann in die Produktionslinie integriert werden.