Gerät zur Lötpastenschablonen-Ausrichtung
In diesem Gerät kann die Lötpasten-Schablone und die Platine fest eingespannt und zueinander ausgerichtet werden, sodass die Lötpaste einfach aufzubringen ist. Die Ausrichtung wird automatisch über eine Kamera und Motoren gesteuert.
Gerät zur Lötpastenschablonen-Ausrichtung
Studiengang
ET - auslaufend
Projektbeschreibung
Moderne Leiterplatten nutzen hauptsächlich SMD-Bauteile (Surface mounted devices), weniger durchkontaktierte Bauteile. Ein Auflöten per Handlötkolben ist aufgrund der sehr winzigen Bauform und der Menge an Bauteilen äußerst ineffizient und ungenau.
Auf die Kontaktstellen der Leiterplatte wird eine Lötpaste aufgetragen. Darauf werden die Bauteile platziert und danach in einem Lötofen erhitzt und dadurch angelötet.
Bisher wurde die Lötpaste manuell per Hand aufgetragen oder eine Schablone per Hand platziert und anschließend die Lötpaste aufgetragen. Diese Methoden sind aber bisher zu ungenau und sorgen für einen hohen Arbeitsaufwand.
In diesem Gerät kann die Schablone und die Platine fest eingespannt und zueinander ausgerichtet werden, sodass die Lötpaste einfach aufzubringen ist. Außerdem ist eine Kamera über der Vorrichtung angebracht, wodurch die Position der Platine und Schablone zueinander erkannt werden kann und automatisch über Motoren ausgerichtet werden kann.
Um das Gerät bedienen zu können soll keine tiefe Fachkenntnis nötig sein.
Beteiligte Personen
Studierendengruppe: Annika Becherer, Matthias Faul, Ben Goff
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Christoph Zeuke
Veranstaltung
Systems Engineering 1 (IK)
Laufzeit
WS 2024/25
Anforderungen
Anforderungen
- Platine und Schablone sollen in das Gerät eingespannt werden.
- Größe der Platine max. 233,35 x 160 mm (Doppel-Euro-Format).
- Größe der Schablone max. 460 x 350 mm.
- Platine und Schablone sollen aufeinander ausrichtbar sein.
- Manuelle und automatische Justierung
Umsetzung
Der Aufbau besteht aus:
- Halterung für die Schablone (Profile, Feststellhebel und Schrauben, Slider)
- Platinenbefestigung und Ausrichtmechanismus (Schrittmotoren, Präzisionsspindel, Linearschiene, Aufnahme Platte und Magnethalter)
- Komponente für die Automatisierung (Raspberry Pi 5, Kamera und Objektiv, Bildschirm mit Tastatur)
Abmaße:
- Breite 685mm x Höhe 800mm x Tiefe 570 mm
Die Software ist in Python geschrieben und die Hauptbibliothek der Bildverarbeitung ist OpenCV.
Verwendung
Sobald der Prozess gestartet wird, startet das User Interface. Hier wird ausgewählt, ob eine manuelle oder eine automatische Ausrichtung stattfinden soll.
Bei der manuellen Ausrichtung wird das Bild der Kamera angezeigt und durch die Tastatur werden die Motoren angesteuert.
Bei der automatischen Ausrichtung wird zunächst ein Bild von der Schablone aufgenommen und anschließend von der Platine. Diese beiden Bilder werden dann in schwarz-weiß Bilder umgewandelt. Dabei sind die Löcher der Schablone und die Lötflächen der Platine weiß und der gesamte Rest schwarz.
Anschließend wird automatisch ein Bereich auf der Schablone ausgewählt, welcher dann in der Platine wieder gefunden wird. Die Differenzwerte von x- und y-Achse der beiden Bereiche werden dann mit den Motoren gefahren.
