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Stillstandsfreie SMT-Fertigung bei Danfoss mit Siplace SX
Geht es nach ASM, dann vereinigt Multistar als erster Bestückkopf der Welt unterschiedliche Bestückmodi in einem einzigen Bestückkopf
Der Twinstar-Bestückkopf erlaubt die problemlose End-of-Line Bestückung großer, schwerer und ungewöhnlicher Bauteile
Mit dem Random-Setup kann das Bedienpersonal völlig wahlfrei rüsten und die intelligenten X-Feeder einfach auf freien Rüstplätzen mit passendem Bestückkopf beliebig positionieren

Die Elektronikindustrie entwickelt sich extrem dynamisch. Schnelle Produktwechsel und eine heftig schwankende Nachfrage machen die Flexibilität in der Fertigung zum entscheidenden Wettbewerbsfaktor. Hingegen lassen sich kleine Losgrößen häufig nur mit Mühe effizient fertigen. Mit der durchgängig skalierbaren SX2-Serie hat ASM Assembling Systems eine Bestückautomatengeneration geschaffen, die sich jeder Auftragslage anzupassen vermag. Als weltweit erster Bestückautomat bietet SX2 die Möglichkeit, ihre Portale binnen weniger Minuten ein- und auszubauen. Dieses Konzept der Portalmodularität macht die Bestückleistung und Kapazität des Bestückautomaten unabhängig voneinander und bedarfssynchron skalierbar.

Zu einem schlüssigen Gesamtkonzept gebündelt

Bei Danfoss ging man noch einen Schritt weiter: Gleich nach Einfahren in die SMT-Linie mit fünf hochflexiblen SX2-Bestückautomaten aktivieren Barcodes auf den Leiterplatten den Bestückprogrammwechsel einschließlich der automatisierten Spurbreitenanpassung des Transports. Im Zusammenspiel mit den Softwareoptionen und Rüstkonzepten ließ sich so eine durchgängige SMT-Fertigung mit wahlfreien Rüsten von Förderern realisieren. Der dänische Hersteller von Frequenzumrichtern und Leistungselektronik investiert damit in Prozesssicherheit, -flexibilität und -geschwindigkeit, um seinen Kunden bei wachsender Variantenvielfalt weiterhin Lieferzeiten von unter 24 Stunden zusagen zu können.

Nicki Holms, Projektleiter von Danfoss Power Electronics A/S, bewertet das Projekt entsprechend positiv: „Wir sind mit der gemeinsam entwickelten Lösung sehr zufrieden. Aktuell arbeitet die neue Linie so effizient, dass wir weitere Aufträge und Produkte von anderen Linien übernehmen. Das gibt uns mehr Planungsfreiheit – ein großes Plus in einer Fertigung, die in der Regel nur eine Schicht voraus planen kann.“

Basis für die innovative Lösung bei Danfoss ist eine SMT-Linie mit fünf SX2-Bestückautomaten. Vier der Maschinen sind mit jeweils zwei Multistar-Bestückköpfen ausgerüstet, die softwaregesteuert in jedem Abholzyklus zwischen verschiedenen Bestückmodi wechseln und so ein sehr umfangreiches Bauteilespektrum ohne jeden Konfigurations- oder Bestückkopfwechsel abdecken. Die fünfte SX2 verfügt als End-of-Line Bestücker für Sonderbauteile (Odd Shape Components) über zwei Twinhead-Bestückköpfe.

Immer im Takt

Der Bestückkopf Multistar beherrscht verschiedene Bestückmodi und kann 98 Prozent des relevanten Bauteilespektrums bestücken. So lassen sich Bauteile mit Bauteilgröße bis hinab zu 01005 und Komponenten mit Abmaßen von bis zu 50 mm x 40 mm bestücken. Zudem vereinigt der Bestückkopf unterschiedliche Bestückmodi in sich: So muss der Anwender nicht mehr ständig Bestückköpfe oder Konfigurationen wechseln, sondern der Bestückkopf wählt einfach während des Betriebs den passenden Bestückmodus aus. Geht es nach ASM, dann ist der Bestückkopf eine optimale Antwort auf sinkende Losgrößen und kurze Produktlebenszyklen, wodurch er den Kundenwunsch nach einer hochflexiblen und exakt ausgetakteten Fertigung erfüllt. Bei Bedarf lässt sich der Multistar auch für die Volumenbestückung mit einer Leistung von bis zu 23.500 BE/h für Bauteile von bis zu 27 mm x 27 mm einsetzen.

Im Kontrast dazu steht der für Sonderbauteile konzipierte Bestückkopf TwinStar. Dabei handelt es sich um einen Zwillingskopf für die End-of-Line-Bestückung großer, schwerer und ungewöhnlicher Bauteile sowie von Sonderbauformen im Pick&Place-Verfahren. Das Bauteilespektrum reicht von 0201-Komponenten bis hin zu Bauteilen mit Abmessungen von bis zu 200 mm x 100 mm. Neben den Pipetten sind für Sonderformen über 120 Greifer als Aufnahmen erhältlich. Zum Standardumfang gehören Fine-Pitch-Kamera, Vakuumsensor, Kraftsensor, Pipettenwechsler, Kontrolle der Leiterplattenwölbung und das hochauflösende digitale Visionsystem. Optionen wie Flip-Chip-Kamera und Koplanaritätsmodul erweitern das Einsatzspektrum und die Bestückqualität des Twinstars.

Automatische Anpassung der Spurbreiten

Danfoss nutzt Barcodes auf Leiterplatten, um Prozesse auftragsorientiert von der SMT-Fertigung bis zur sprachen- und ländergerechten Konfektion der Fertigprodukte zu steuern.

Die Siplace-Linie schließt hier eine Lücke: Das Auslesen der Barcodes am Eingang der Bestückautomaten steuert jetzt nicht mehr nur die Bestückprogrammwechsel für jede Maschine (stationsweiser download), sondern erlaubt erstmals auch die automatische Anpassung der Spurbreiten im Leiterplattentransport der fünf SX-Bestückautomaten.

Wahl- und stillstandsfreies Rüsten

Danfoss implementierte über den Einsatz intelligenter X-Feeder und Software zudem das Random-Setup. Statt Rüstwechsel mit vorgerüsteten Wechseltischen und erst nach dem Leerfahren der Linie vorzunehmen, wird hier bereits parallel zur laufenden Fertigung für nachfolgende Produkte gerüstet: Das Bedienpersonal kann völlig wahlfrei rüsten und die intelligenten X-Förderer einfach auf freien Rüstplätzen mit passendem Bestückkopf beliebig positionieren. Die Siplace-Linie erkennt die IDs der Förderer mit ihren gerüsteten Bauteilen und stellt das Bestückprogramm entsprechend um. An der Linie lassen sich die Förderer so an einem beliebigen freien Stellplatz des Wechseltisches rüsten.

Dieses Zusammenspiel von Hardware, Software und Prozessen ermöglicht Danfoss seit Mai 2012 eine stillstandsfreie SMT-Fertigung, die durch einen hohen Automatisierungsgrad und softwaregestützte Prozesse Rüstfehler weitestgehend eliminiert.