自动装配机器

西门子开发了尖端SIPLACE X系列，目的是为全球电子产品制造商提供关于印刷电路板(PCB)组装的更具有成本效益的解决方案。其组装性能高达每小时80000组件，01005组件的范围可至6 x 6毫米，特别强调的是被它安置在高速转换器上。与所有复杂的机器一样，驱动技术的问题也是至关重要的。
为了能够解决最高专业度的任务，该团队与微电机专家FAULHABER一起负责SIPLACE X系列。这一项目的密切开展为组件简化提供了坚实的基础。结果：在项目的初始阶段就开发了一流的解决方案。由于这种方法，高性能装配机的研制是为印刷电路板组装高端领域设置了新标准。

装配机是由操作“同步”的众多独立部件组成。在放置头位置，收集输送机(供应模块)的组件，然后把他们传输到组装的位置，即印刷电路板，准确地附加组件。收集组件和定位印刷电路板的步骤需要大量的时间，即“行程”越少，生产产品就越快。另一重要元素是组件的供应。目前，组件是由皮带和滚轴传送的。原理类似于用于经典摄影(卷胶卷)。皮带上的小容器包含组件和边缘穿孔的皮带来确保准确的运输。皮带轮进入所谓的输送机，组件随时准备被放置头收集，皮带如此往复运行。作为这个过程的一部分，维持准确的接收位置和接收速度是至关重要。即使只有几个组件，一个接一个来自相同的皮带，也必须在任何时候都保证供应。

20-segment Collect & Place unit，作为先进机器的核心，被证明是极具有挑战性的。一方面，它是一个高度动态的组件，称为超轻型结构，即没有大量惯性。另一方面，它可以在任何时间容纳尽可能多的部件。每个周期的组件数量越高，放置头在印刷电路板和接收位置间来回移动的频率越低，这些都能加快操作速度。设计工程师利用新的20-segment Collect & Place (C&P) unit解决了这一问题。
放置头能够通过吸移管的负压来提取和保持组件，吸移管上紧密连接的相机记录组件位置，与目标位置比对，控制吸移管上的微电机转到正确的位置。20-segment C&P放置头包括20个吸移管，每个都有发动机驱动。放置头呈略锥形，为组件提供尽可能大的空间。这意味着头的上部分空间很窄，即发动机匹配的吸移管组件几乎没有任何移动的空间。在这种情况下，只有高度专业设计定制产生的紧凑，轻的解决方案才能满足要求。20个无刷直流电机，直径只有8到9毫米，包括位置传感器，而且略锥形。电子整流发动机，它们特别适合连续操作的定位任务。然而，这需要优越的驱动控制。两大专家合作来验证了方案。研究小组选择了协同作用来替换发动机上的两个单独控制器和其他组件。发动机的电子控制集成到其他组件的控制板，因此大大减少了空间。尺寸大幅下降，而装配效率得到提升。   

为了使20-segment C&P头组件发挥更优越的工作性能，零部件的供应也必须保证极高的精度。伴随着更高的速度，简单的转换操作和普遍的应用成为关键因素。截止目前，组件的给进标准是一个可容纳一个，两个或三个带（标准带宽度：8，12，16至88毫米宽）宽度为30毫米或以上的输送机。即使只有一个组件是不同的，当改变一个组件时所有传送带和输送机必须更换。为了提高效率，目标是使用三重供给设备在约30毫米的提供指定的空间配置三个独立的输送机。直到现在，一种比较“大”的直径15毫米微电机用于驱动：第二个紧接着，第三个在最后。然而，在x-feeder中新型电机的要求最大直径约10毫米。多亏了特殊的高能磁铁，这些新电机能够达到普通的20-25毫米电机的性能水平。当我们一般认为增加或减少电机的性能通常随着直径的平方的提高时，设计工程师的成就更是令我们惊讶。同时，该驱动系统具有吸收传送带牵引力的作用。一般来说，这相当于几个牛顿的拉力；超越这一点，传送带就会穿孔撕裂。这一要求对小驱动器极具挑战的，微驱专家Faulhaber采用为每个皮带运输机配置两台电机解决了这个问题。两台电机运行在一个共同的螺旋齿轮轴，从而驱动齿轮带动皮带输送机。这个装置保证了在任何时间必要的动力和扭矩曲线都在安全范围内。x-feeder驱动从而保证在周期时间小于40毫秒内25μM的可靠定位。这有助于确保20-segment C&P头组件有效实现安全供给。