Smartere Produktionsanlagen für die Oberflächenmontage lassen
Produktionslinien länger ohne ungeplante Eingriffe oder Unterbrechungen laufen
Die Befähigung der Bestückungsmaschinen, ihre eigene Leistung zu überwachen
und Anomalien in Echtzeit zu erkennen, ermöglicht es der Produktion, effizient
mit Fehlern und unerwarteten Ereignissen umzugehen. Indem verhindert wird,
dass sich kleinere Probleme zu kostspieligen Ausfallzeiten aufschaukeln, kann
die Produktion unterbrechungsfrei durchgeführt werden. Techniker können
dann die zugrunde liegenden Probleme zu einem geeigneten Zeitpunkt
analysieren und beheben. Dies kann dazu beitragen, Betriebsunterbrechungen
zu reduzieren und die Gesamteffektivität der Anlagen zu steigern, was
schließlich zu einer höheren Produktivität führt.
Erhöhte Adaptationsfähigkeit
Sowohl soft- als auch hardwarebasierte Systeme haben ihre Berechtigung, wenn
es darum geht, dass sich Fertigungsanlagen autonom an erkannte Probleme
anpassen können, um eine kontinuierliche Produktion und hohe Produktivität zu
gewährleisten. Bei Systemen wie Hochgeschwindigkeits-Bestückern, die bereits
über integrierte Inspektionskameras und Bewegungssteuerungen verfügen,
können über ein Software-Update neue Selbsttestfunktionen hinzugefügt
werden. Andererseits kann für zusätzliche Tests neue Hardware erforderlich
sein, falls zusätzliche Sensoren oder Aktoren benötigt werden.
Probleme mit Nozzles, die häufig auf Verstopfungen zurückzuführen sind, sind
ein verbreitetes Phänomen, mit dem sich Produktionsteams auseinandersetzen
müssen. Die Nozzles werden vom Bestückungskopf ge- und entladen und bei
Nichtgebrauch in einer Nozzlestation zwischengelagert. Die Position jeder
Nozzle in der Nozzlestation wird beim Einrichten zugewiesen und bleibt in der
Regel fest, bis die Maschine beim nächsten Produktwechsel neu programmiert
wird.
In Yamahas neuesten YRM-Bestückern ermöglicht die neue Nozzles-Free-LayoutSoftware ( Bild 1), dass die Maschine die Nozzles nach ihrer Identität und nicht
nach ihrer Position in der Nozzlestation verwaltet. Jede Nozzle hat eine
eindeutige Identität, die mit einem 2D-Code versehen ist. Beim Nozzles-Free-Layout bringt die Maschine die Nozzles zur Ablage in jede beliebige, freie
Position der Nozzlestation.
Nozzles-Free-Layout-Software
Die Anwendung dieser Software ermöglicht es der Maschine, Probleme mit einer
schlecht funktionierenden Nozzle zu vermeiden, indem sie eine andere Nozzle
des selben Typs aus einer anderen Position der Nozzlestation entnimmt. Die
Produktion läuft ohne Unterbrechung weiter, so dass die fehlerhafte Nozzle
untersucht werden kann, um den Fehler zu beheben. Die Option ‚Nozzles-FreeLayout‘ trägt dazu bei, Bedienerfehler nach der Reinigung oder Wartung zu
minimieren und ermöglicht den Produktionsteams eine genaue Überwachung
der Nozzle-Leistung.
Dieses Beispiel zeigt, wie eine Softwareänderung den fehlertoleranten Betrieb
verbessern kann. Andererseits erfordert eine neue Option zur Messung der
Nozzleaufsetzkraft für gefederte Nozzles die Installation neuer Hardware. Mit
dieser Funktion kann die Bestückmaschine regelmäßig prüfen, ob Probleme mit
der Nozzle auftreten. Die neue Hardware enthält eine Kraftmessdose, die von
der speziellen Software zur Steuerung des Nozzle-Testablaufs ausgewertet wird.
Messung der Nozzle-Aufsetzkraft mittels Kraftmessdose
Die Hardware-Aufrüstung wird an der Feederschiene des Bestückers angebracht
und kann während des Aufbaus einer neuen Maschine installiert oder bei
bestehenden Maschinen im Feld nachgerüstet werden. Die Messungen
verifizieren, ob die Kraft an der Nozzlespitze innerhalb des üblichen Bereichs
zwischen 0,5 N und 0,8 N liegt. Eine anormale Kraft deutet auf ein Problem wie z.
B. eine Verstopfung hin. So ein Problem kann auftreten, wenn Ablagerungen die
Federfunktion beeinträchtigen. Durch die Messung der BauteilBestückungskraft mit einer Auflösung von bis zu 0,1 N liefert dieses System eine
Frühwarnung, bevor Federprobleme zu Montagefehlern führen. Die Ergebnisse
der Nozzle-Aufsetzkraft-Messung helfen darüber hinaus bei der Fehlersuche, so
dass die Fehlerursache schnell gefunden und behoben werden kann. Die
zugehörige Software unterstützt die Kalibrierung, sobald die Kraftmessdose
installiert ist. Sie führt anschließend den Bediener während des normalen
Betriebs mit menügesteuerten Anweisungen durch den Messvorgang.
Einfache Hardware-Erweiterung
Alternativ bietet die LCR-Einheit, die speziell für Yamaha-Bestücker entwickelt
wurde, ein Beispiel für eine hardwarebasierte Aufrüstung, die ohne Änderungen
am Bestücker vorgenommen werden kann. Diese LCR-Einheit enthält ein
Digitalmultimeter in einem Standard-Feeder-Format und ist extrem einfach zu
installieren. Nachdem ein Bauteil aufgenommen wurde, misst das Multimeter
dessen Wert, bevor das Teil auf die Leiterplatte platziert wird. Es ist in der Lage,
induktive, kapazitive und resistive Bauteile zu messen und kann zu bestimmten
Zeitpunkten eingesetzt werden, z. B. unmittelbar nach dem Wechsel einer
Bauteilrolle. Die Überprüfung der Bauteilwerte mit diesem Gerät bestätigt, dass
die neue Rolle Bauteile mit dem gleichen Nennwert und der gleichen Toleranz,
wie auf dem Etikett angegeben, enthält. Defekte Bauteile werden sofort
aussortiert.
Die LCR-Einheit ist einfach zu installieren und misst Bauteilwerte automatisch
Ein mit der LCR-Einheit ausgestatteter Bestücker kann Probleme wie
Zuführungsfehler, Rollenfehler oder defekte Bauteile schon vor der Platzierung erkennen. Dies trägt dazu bei, die Produktionsausbeute zu maximieren und
Nacharbeit zu vermeiden. Die Einheit belegt zwei 8 mm-Feederplätze und kann
an jedem Yamaha-Bestücker im laufenden Betrieb gesteckt werden – so einfach
wie der Wechsel eines Feeders. Es ist keine spezielle Software erforderlich, und
die Produktion muss auch nicht unterbrochen werden. Die LCR-Prüfung
unterstützt die Qualitätssicherung und ist besonders dann wertvoll, wenn
kostengünstige Bauteile verwendet werden, oder um die Rückverfolgbarkeit in
der Automobil-, Medizin- oder Luftfahrtbranche zu verbessern.
Non-Stopp-Produktivität
Es gibt weitere Software-Upgrades für Yamaha-Bestücker, darunter die
automatische Unterstützung von Bauteilen verschiedener Hersteller und die
verzögerungsfreie Bewertung von Bauteilaufnahmen. Die MultiLieferantenfunktion hilft den Betreibern, Probleme zu vermeiden, die entstehen
können, wenn die Einkäufer des Unternehmens einen Bauteiltyp von mehreren
Lieferanten beziehen. Die gelieferten Bauteile können in den Gurttaschen
unterschiedlich ausgerichtet sein, der Abstand zwischen den Bauteilen (pitch)
kann unterschiedlich sein, oder es können andere sichtbare Unterschiede
bestehen. Diese könnten dazu führen, dass die Maschine einen Bauteilfehler
feststellt und die Produktion unnötig unterbricht. Durch die Anwendung des
automatischen Multi-Lieferanten-Support-Softwareupgrades kann die
Bauteildatenbank an solche Unterschiede angepasst werden, so dass die
Produktion weiterlaufen kann.
Die Bauteilaufnahme-Auswertung (pick-up evaluation) nutzt die serienmäßig
eingebaute Seitenkamera des Bestückers, um die Ausrichtung der Bauteile nach
der Aufnahme zu überprüfen. Sie bietet eine schnelle Möglichkeit, die Stabilität
wichtiger Parameter des Bestückungsautomaten wie die Aufnahmehöhe, die XY-Bewegung und die Bauteil-Vision-Erkennung zu testen. Diese Option erzeugt
optimierte Bauteilaufnahme-Daten, die dazu beitragen, die Rüstzeit pro Bauteil
bei der Einführung neuer Produkte zu minimieren und die Bauteilinformationen
während der Produktion zu optimieren. Durch die Aktivierung automatischer
Einstellungen und Beurteilungen kann diese Software dazu beitragen, die
Kompatibilität der Nozzles schnell zu bestimmen, die Verfahrgeschwindigkeit
des Bestückungskopfes zu optimieren und die Bauteilaufnahme-Informationen
zu beurteilen, wodurch die Bediener-Entscheidungszeit auf wenige Sekunden
verkürzt wird.
Darüber hinaus erweitert das Auto-Einlernen die Möglichkeiten der OfflineBearbeitungssoftware, eine Feinabstimmung von Bibliotheks- und Gerberdaten
zu ermöglichen und so dabei zu helfen, Korrekturen zu ermitteln, die noch vor
Produktionsbeginn vorgenommen werden sollten. Auf diese Weise können
Fertigungsteams die Herstellung von Musterbaugruppen vermeiden, die sonst
zur Verifizierung der korrekten Bauteilausrichtung erforderlich wären. Ein
zusätzliches, leistungsfähiges Software-Tool unterstützt automatisch die Entnahme unbenutzter Feeder. Produktionsteams sehen sich beim
Produktwechsel häufig mit Problemen konfrontiert, wenn für das neue Produkt
zusätzliche Bauteilfeeder erforderlich sind, obwohl die Feederpositionen des
Bestückers bereits belegt sind. Die Identifizierung ungenutzter Feeder durch
manuelle Inspektion kann schwierig sein und erfordert zeitaufwändige
Querverweise zwischen Programmen. Yamahas Software zum Entfernen
unbenutzter Feeder hat diese Analyse automatisiert und identifiziert schnell
diejenigen Feederpositionen, die ausgetauscht werden können. So kann die
Umstellung schnell abgeschlossen und die Produktion wieder aufgenommen
werden, um die Produktivität zu erhalten.
Ein weiteres, jetzt verfügbares Upgrade führt eine Option für große
Leiterplattenbaugruppen ein. Ein verstärktes Transportband (Bild 4) ist
geeignet für Leiterplatten mit einem Gewicht von bis zu 10 kg und einer Stärke
von bis zu 10 mm. Das Transportsystem ist mit den Ein-Traversen-Bestückern
YRM20 kompatibel und kann Leiterplatten mit einer Länge von bis zu 1,5 Metern
verarbeiten. Es eignet sich ideal für Produkte wie besonders große LEDBeleuchtungsbaugruppen, die aus schweren, isolierten Kupfer- oder AluminiumMetallsubstraten bestehen.
Transportsystem-Upgrade für die Handhabung großer, schwerer Leiterplatten
Fazit
Optionale Hard- und Software-Upgrades können in SMT-Bestückungsanlagen
integriert werden und ermöglichen es, Probleme vorwegzunehmen, zu
erkennen, zu diagnostizieren und selbstständig darauf zu reagieren. Durch den
Einsatz von Intelligenz und Resilienz können Ausfälle aufgrund kleinerer
Probleme, die sich leicht vermeiden oder beheben lassen, vermieden werden.
Die Produktivität wird gesteigert und die Bediener erhalten die Freiheit, sich auf
diejenigen Probleme zu konzentrieren, die menschliches Handeln erfordern.
Über Yamaha Robotics SMT Section
Die Yamaha Surface Mount Technology (SMT) Section, eine Unterabteilung der
Yamaha Motor Robotics Business Unit der Yamaha Motor Corporation, produziert
eine umfassende Palette von Systemen für die Hochgeschwindigkeits-InlineElektronikmontage. Diese 1 STOP SMART SOLUTION umfasst Lotpastendrucker,
Bestückungsautomaten, 3D-Lotpasteninspektionsmaschinen, 3DBaugruppeninspektionsmaschinen, Dispenser, und Management-Software.
Diese Systeme, die den Yamaha-Ansatz in die Elektronikfertigung bringen, legen
den Schwerpunkt auf eine intuitive Bedienerführung, eine effiziente Koordination
zwischen allen Inline-Prozessen und eine Modularität, die es Anwendern ermöglicht,
die neusten Fertigungsanforderungen zu erfüllen. Die Kompetenzen der Gruppe bei
der Steuerung von Servomotoren und der Kamera-basierten Bildverarbeitungssysteme gewährleisten extreme Genauigkeit bei hoher Geschwindigkeit.
Die aktuelle Produktlinie umfasst die neueste YR-Maschinengeneration mit hochentwickelten Automatisierungsfunktionen für die Programmierung, Einrichtung und
Umrüstung sowie die neue YSUP-Managementsoftware mit hochmodernen Grafiken
und integrierter Datenanalyse.
Durch die Bündelung der Kompetenzen in den Bereichen Design und Technik,
Herstellung, Vertrieb und Service gewährleistet die Yamaha SMT Section betriebliche
Effizienz und einen einfachen Support-Zugang für Kunden und Partner. Mit regionalen
Niederlassungen in Japan, China, Südostasien, Europa und Nordamerika bietet das
Unternehmen eine wahrhaft globale Präsenz.
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