IPTE in Genk is een gerenommeerde fabrikant van productielijnen die PCB's verwerken. De core business van het bedrijf is de ontwikkeling en bouw van test systemen voor PCB’s (printed circuit boards) en elektronische apparatuur. Verder worden machines voor het assembleren en markeren van printplaten gemaakt. Dat zijn doorgaans in-line machines die via conveyors en handling systemen aan elkaar gekoppeld worden tot klantspecifieke productielijnen. In functie van de geplande productievolumes en de nodige tijd voor elke productiestap worden waar nodig machines parallel geplaatst zodat telkens de gevraagde cyclustijd gehaald wordt.
IPTE staat voor Integrated Production and Test Engineering. Het is een Belgisch bedrijf, opgericht in 1992, dat zich al snel internationaal ontwikkelde. Vandaag heeft IPTE een tiental productievestigingen verspreid over Europa, Amerika en Azië, die samen meer dan 500 mensen tewerkstellen.
Een belangrijk aspect van productielijnen in de elektronica is de kwaliteitscontrole. De assemblage van PCB’s is sterk geautomatiseerd maar fouten zijn daarbij nooit helemaal uit te sluiten. Daarom worden aan het eind van elke lijn teststations ingebouwd waarin op vooraf gedefinieerde punten contact gemaakt wordt met de PCB’s om deze automatisch te kunnen nameten. Een knappe toepassing van handling zijn de zogenaamde GBU’s (good bad units) waarin de goede en slechte PCB’s na het testen automatisch gesorteerd worden. Bij ons bezoek aan IPTE werd de laatste hand gelegd aan een GBU voor een nieuwe productielijn voor een klant in Mexico.
“De PCB’s worden per vier op carriers doorheen de productielijn gevoerd”, legt Jimmy Thora, ontwikkelaar van elektrische hardware, uit. “Wanneer de carrier de GBU bereikt, is het testen al gebeurd en weet het systeem per carrier welke de goede en de slechte PCB’s zijn. Een handler met grijper verwisselt de printplaatjes tot men aan de uitgang carriers met enkel goede en carriers met enkel slechte exemplaren bekomt. De PCB’s met fouten kunnen verderop nagekeken en hersteld worden.”
Aan de ingang heeft men een lijn afkomstig van de teststations, een inlegpositie om manueel carriers toe te voegen die hersteld werden, en een aanvoer van lege carriers. In een eerste sectie worden de carriers via een heftafel verdeeld over de twee lijnen in de machine.
In een tweede stap bevindt zich de handler die de PCB’s op de carriers verwisselt. Aan de hand van fotocellen worden de conveyors in de machine aangestuurd zodat de carriers in elke sectie op de juiste plaats halt houden. Gezien de relatief hoge productievolumes en het feit dat men zich geen stilstanden kan veroorloven moet deze detectie zeer nauwkeurig gebeuren. De moeilijkheidsgraad daarbij zijn de gaten in de PCB’s en carriers die niet bij alle producten op dezelfde plaats zitten. Met een gewone fotocel zouden hierdoor fouten kunnen gebeuren in de detectie, wanneer de lichtspot van de fotocel toevallig in een gat terechtkomt.
De oplossing voor dit probleem is op zich verrassend eenvoudig: door met een lichtstreepje te werken dat breder is dan de gaten, in plaats van een spot, is men er zeker van dat altijd een deel van het licht gereflecteerd wordt. Deze oplossing wordt gerealiseerd met de W4-lijnsensor van SICK. “Twee jaar geleden hebben we de eerste pogingen gedaan met een specifieke lijnsensor maar die kon toen moeilijk overweg met de kleurvariaties en gaten in de producten van de klanten”, zegt Jimmy Thora.De W4-lijnsensor die sindsdien door SICK ontwikkeld werd, biedt wel de nodige betrouwbaarheid. “Zodra van de lijn een bepaald percentage licht gereflecteerd wordt, geeft de sensor een detectie”, zegt Steven Reygel, sales engineer bij SICK. “Een gedeelte van de lijn links en/of rechts van een gat is dus voldoende om nog steeds een detectie te geven, terwijl men bij een pin point sensor verkeerdelijk zou kunnen concluderen dat er geen product meer aanwezig is.” Op plaatsen waar de PCB’s van opzij gedetecteerd worden, wordt in deze toepassing wel van pin point sensoren gebruikgemaakt, meer bepaald de uiterst compacte W2 fotocellen van SICK. Deze worden ook wel eens laser look-alikes genoemd, maar bieden meer flexibiliteit dan lasers omdat de lichtspot niet zo geconcentreerd is. Het resultaat is een uiterst flexibele machine waarbij de eindgebruiker een grote variatie aan producten kan verwerken zonder de fotocellen telkens te moeten herpositioneren.