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Forum: Platinen Sensor für Leiterplattenausrichtung


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Autor: Christian K. (christian_knuell)
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Hallo,

ich suche einen Sensor oder sonstige Idee um die Position der SMD Pads 
einer Leiterplatte auf ca. 0,1mm genau bestimmen zu können.
Den üblichen Ansatz mit Kamera + Bilderkennungssoftware möchte ich aus 
Komplexitäts- und Kostengründen möglichst vermeiden.

Momentan stelle ich mir etwas in der Art Reflexlichtschranke mit 
analogem Ausgang vor die über die Platine gefahren wird und die Kanten 
des Pads anhand der Reflektionsänderung erkennt.
Hätte den Charme Hardwareseitig mit einem A/D Kanal eines AVR 
auszukommen und softwareseitig auch eher simpel zu sein.

Allerdings ist alles was ich so kenne eher grober Natur mit viel zu 
breitem Lichtstrahl um auf ein kleines SMD Pad mit einer klaren 
Signaländerung zu reagieren.
Hat da jemand eine Idee? Der Sensor kann wenn es sein muss sehr knapp 
über der Leiterplatte geführt werden.

Hintergrund ist dass ich eine CNC Fräse als Bestückungsautomat 
missbrauche.
Ausrichtung der Platinen bisher über einen mechanischen Anschlag - 
funktioniert für grobes wie 0805er Bauteile auch sehr gut, allerdings 
völlig unbrauchbar für fine pitch.
Mit dem Sensor möchte ich die Lage 2er weit auseinander liegender SMD 
Pads bzw. Fiducials messen und damit die tatsächliche Lage und 
Ausrichtung der restlichen Pads berechnen.

Christian

: Verschoben durch Moderator
Autor: Solarzellensimulation (Gast)
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Christian K. schrieb:
> auf ca. 0,1mm genau

Ich denke da Spontan an eine Optik aus einem Lesegerät für optische 
Datenträger.
Nur wird die originale Auswertung der Photodioden im Sensor wohl kaum 
auf Gleichspannungs-artige Signale ausgelegt sein... Wobei das zum 
Fokussieren vor dem Anlauf möglich sein müsste?

Autor: Jens M. (schuchkleisser)
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Alte Philips-Bestücker haben dazu eine Laser-Reflexschranke genutzt und 
die Marke erst durch kreisen dann durch kreuzen ausreichend genau 
identifiziert.

Autor: Bürovorsteher (Gast)
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> Alte Philips-Bestücker haben dazu eine Laser-Reflexschranke genutzt und
> die Marke erst durch kreisen dann durch kreuzen ausreichend genau
> identifiziert.

Was letzlich auf eine Kamera hinausläuft...

Autor: Christian K. (christian_knuell)
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Laser Reflexschranke oder Laser + Fotodiode wäre eine Idee.

Hat jemand zufällig ein bezahlbares Exemplar mit relativ dünnem Strahl 
im Kopf?
Normale Laserpointer haben ja leider meist einen ziemlich dicken und 
verwaschenen Strahl und industrielle Laserlichtschranken sind 1. 
irrsinnig teuer und meist auf hohe Abstände ausgelegt, also eigentlich 
das Gegenteil von dem was hier benötigt würde.

Die Marken sind bei mir rechteckig - Mitte würde durch kreuzen erfasst.
Also einmal in X und einmal in Y Richtung drüber fahren und jeweils die 
Mitte der Pegeländerung berechnen.

Autor: Jens M. (schuchkleisser)
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Bürovorsteher schrieb:
> Was letzlich auf eine Kamera hinausläuft...

Nein, keine Kamera, ein Lasersensor.
Die Maschine hat mit ihrem Koordinatensystem einfach ein Raster 
abgetastet und der Sensor hat gesagt "oh, da reflektiert was".
Dann die linke Kante suchen, x1 merken, rechte Kante suchen, x2 merken, 
(x1+x2)/2 rechnen, zack x der Marke ist bekannt.
Hinfahren und das gleiche in Y-Richtung machen, done.
So lange die Marke am besten rund, zumindest aber simpel rechteckig ist 
(kein Fadenkreuz, #, + o.ä.) klappt das mit ganz einfacher Mechanik und 
Mathematik.
Wenn man das Maschinenspiel durch Anfahrt aus immer der gleichen 
Richtung ausgleicht und die Maschine die entsprechende mechanische 
Auflösung hat ist trotz für den Menschen grober Auflösung des Sensors 
durchaus weit weniger als 0,1mm Genauigkeit machbar.

: Bearbeitet durch User

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