Bilderstrecke

Die Bestückautomaten Iineo von Europlacer bieten hohe Flexibilität.
Mit dem neuartigen ii-Feed (Tape-Trolley) eröffnen sich vielseitige Rüstmöglichkeiten.
Die Anforderung nach höherer Flexibilität in der High-Volume-Fertigung erfüllt der neuartige Bestückautomat Fuzion von Universal Instruments.
Die Kombination aus mehreren Portalen und dem hochflexiblen 7-fach-Spindelkopf ermöglicht eine extrem hohe Bestückleistung des neuartigen Bestückautomaten Fuzion.

Den schnellen Euro mit Produkten oder Prozessen zu machen, die gerade im Markt verfügbar sind – davon hält Smarttec nichts: Man läuft schnell Gefahr, die Sicht für die eigentlichen Ziele zu verlieren. Konkret sind das die Kundenbedürfnisse zu befriedigen und langfristige Lieferanten-und Kundenbeziehungen aufzubauen. Die Basisarbeit liegt darin, die jeweiligen Märkte (D, A, CH, DK, S, N) zu verstehen und zu analysieren. Die Smarttec-Philosophie ist es also nicht, die richtigen Kunden für die zu verkaufenden Produkte, sondern die optimalen Produkte für den Kunden im jeweiligen Marktsegment zu finden. Diese Marketingorientierung stellt einen permanenten Prozess dar, der auch die positive Weiterentwicklung von Produkten, die Einführung neuer Prozesse oder Produktwechsel beeinflusst.

Diversifizierte Märkte verstehen

Schaut man sich die europäische Fertigungslandschaft an, so hat sich in den vergangenen 20 Jahren sehr viel verändert. Spricht man beispielsweise in Deutschland von einer High-Volume-Fertigung, hat dies eine andere Bedeutung als vergleichsweise in China. Führt man sich nur einmal vor Augen, welchen Stellenwert die Konsumerelektronik noch in den 1980er Jahren in Deutschland hatte und welchen Marktanteil Deutschland und Europa in diesem Marktsegment heute produzieren, wird eine eklatante Marktverschiebung offensichtlich.

Natürlich hatte und hat diese Entwicklung Auswirkungen auf den Produzenten und das Fertigungskonzept. Kleinere Losgrößen und ein hoher Technologieanspruch bei hoher Qualität sind die treibenden Kräfte für das Fertigungskonzept. Je kleiner die zu fertigenden Lose sind, desto öfter ist es nötig, die Produktionslinien umzurüsten. Nach wie vor lebt der Produzent vom Durchsatz. Definiert man den Begriff Durchsatz betriebswirtschaftlich korrekt, so lautet die Definition: „Durchsatz ist die Geldmenge pro Zeiteinheit, die vom System durch Verkäufe verdient wird“.

Der Kennzahl cph (components per hour; Bauteile pro Stunde, BE/h) zum Beispiel, welche in einer chinesischen High-Volume-Fertigung einer der wichtigsten Kennzahlen ist, bekommt eine ganz andere Gewichtung, wenn die Losgrößen kleiner werden. Selbst in den wenigen verbliebenen westlichen High-Volume-Fertigungen wird der Ruf nach mehr Flexibilität lauter. Fertigungskonzepte, die ideal für den asiatischen Markt geeignet sind, sind das nicht unbedingt für hiesige Produktionsanforderungen.

Doch selbst wenn man die Märkte versteht, so wird die Auswahl des richtigen Fertigungskonzeptes zu einer diffizilen Aufgabe, da der Durchsatz nicht alleine für die erfolgreiche Evaluierung verantwortlich ist. Grundsätzlich kann man sagen, dass das optimale SMT-Konzept das ist, welches sich am schnellsten amortisiert. Der Performance-Indikator hierfür ist das ROI (Return on Investment). Alle Kennzahlen, die für die Auswahl des optimalen Fertigungskonzeptes entscheidend sind, werden in dieser Kennzahl berücksichtigt.

Der SMT-Bestückautomat – das Herz der Linie

Einen nicht unerheblichen Anteil am produzierten Durchsatz und der erreichten Qualität hat der „Bestücker“ in einer SMT-Linie. Er ist sozusagen der Herzschrittmacher. Natürlich ist es dabei unabdingbar, auch die anderen Fertigungsprozesse der Linie, in Abhängigkeit von der Prüf-und Teststrategie sowie dem erforderlichen Lötverfahren, in die ROI-Kalkulation einzubeziehen. Das größte Potenzial für Einsparungen bietet aber das Bestücksystem.

Je kleiner die zu fertigenden Lose und je größer der technologische und qualitative Anspruch, desto höher sind die zu erzielenden Margen für den Unternehmer. Die Wahrscheinlichkeit einer Auslagerung solcher Produkte in ein Billiglohnland sinkt in gleichem Maße. Seit Anfang der 1980er Jahre, just in der Zeit also, in welcher sich alle auf die großen Stückzahlen stürzten und BE/h die entscheidende Größe beim Bestücken von oberflächenmontierbaren Bauteilen war, verfolgt Europlacer die Philosophie, den Anwendern eine hohe Flexibilität zu bieten. Daran hat sich bis heute nichts geändert.

Was bedeutet Flexibilität in einer High-Mix-Linie? Das größte Potenzial für Einsparungen in einer solchen Linie liegt im Eliminieren der Rüstzeiten. Damit ist aber nicht wie bei vielen anderen Konzepten gemeint, dass vorgerüstete Feederwägen in Minutenschnelle auf die Maschine gebracht werden können. Die dadurch erzielte Rüstzeitminimierung äußert sich nämlich nicht oder nur gering im ROI, da die entstehenden Nebenzeiten durch Vorrüstpersonal, einem erhöhten Feederbedarf (gleiches Bauteil auf mehreren Feedern) und der damit verbundenen erhöhten Bauteilbereitstellung mit erheblichen Kosten in die ROI-Berechnung einfließen.

Rüsten ohne Rüstzeitverlust

Das Europlacer-Konzept setzt auf Rüsten während der laufenden Produktion. Es werden keine Rüstlisten benötigt. Der intelligente Feeder selbst ist mit einer LED ausgestattet, anhand derer er sich meldet. Der Operator muss also keinerlei Informationen bezüglich des Bauelements haben, das sich auf dem Feeder befindet. Über die LED bekommt der Operator mitgeteilt, welche Bauteile er für das nächste Produkt benötigt, welche Bauteile er auf der Maschine belassen kann und welche er eventuell aus dem Lager holen muss. Das Europlacer-Flaggschiff, die IIneo, kann 264 der 8 mm breiten Spuren aufnehmen und bietet somit genügend Platz, um im Normalfall mehrere Aufträge unter der laufenden Produktion vorzurüsten.

Rüsten also ohne Rüstzeitverlust – es gibt keine festen Feeder-Slots. Die Bauteilzuführungen lassen sich während der Produktion irgendwo auf die Maschine rüsten und der Automat erkennt sie automatisch. Der 8-Nozzle-Revolverkopf (oder 12) nimmt die Bauteile der Häufigkeit nach auf. Dies bietet die Voraussetzung dafür, dass die Bestückzeit (im Gegensatz zu parallelen Nozzlen) nicht dramatisch in die Knie geht, wenn die Bauteile nichtoptimiert gerüstet werden. Der Bestückkopf kann ein großes Bauteilspektrum verarbeiten, beginnend bei den Bauteilgrößen 01005 bis hin zu 70 mm x 70 mm großen Komponenten. Darüber hinaus ist es möglich, Odd-Shape und Steckerleisten mit speziellen Nozzlen zu platzieren. Das Flexwunder bestückt Leiterplatten bis zu einer Länge von 1,6 m. Durch die Vernetzung von Maschine, Lagerplatz und ERP-System ist die Voraussetzung für eine permanente Inventur gegeben. Mit dem neuartigen ii-Feed (Tape-Trolley) eröffnen sich vielseitige Rüstmöglichkeiten, bei denen nur kleine Elemente (während der laufenden Produktion) einzeln und/oder im Magazin gewechselt werden können. Der neue ii-Feed wird auf der diesjährigen Messe SMT/Hybrid/Packaging 2013 erstmals dem Fachpublikum vorgestellt.

Flexible High-Volume-Fertigung

Der Forderung nach höherer Flexibilität in der High-Volume-Fertigung wird Smarttec mit der aktuellen Plattform Fuzion  von Universal Instruments gerecht. Bewährtes und Neues fusionieren sozusagen in dieser Anlage. Die Zeiten, in denen drei bis vier Chip-Shooter und ein bis zwei IC-Placer in Reihe stehen und tagaus tagein die gleichen Bauteile auf die Baugruppen nageln, gehören endgültig der Vergangenheit an. Zumindest ist dies in der westlichen Elektronikwelt der Fall. Gerne erinnert man sich aber an die Festrüstungen, die nur selten zu ändern waren. Genau hier greift das Konzept der Fuzion: Mit der größten Feederkapazität pro Quadratmeter im Markt, einer sehr hohen Bestückleistung und Bestückkopf-Kombination, die den klassischen Chip-Shooter und den IC-Placer in einer Maschine fusionieren, setzt die Fuzion neue Maßstäbe in der flexiblen High-Volume-Fertigung.

Der Ansatz von Universal war es nicht, eine Maschine zu entwickeln, in der Einzelfeeder während der Produktion chaotisch gerüstet werden, um die Rüstzeiten in der absoluten High-Mix-Fertigung zu reduzieren. Die hohe Feederkapazität und das riesige Bauteilspektrum bei sehr hoher Bestückleistung bieten sämtliche Vorausetzungen für die geliebte Familienrüstung. Die neue Plattform von Universal Instruments kommt in sieben Modellen auf den Markt. Die Unterschiede der einzelnen Maschinen liegen ausschließlich in der Variation der beiden eingesetzten Bestückköpfe.

Dabei handelt es sich zum einen um den Bestückkopf Lightning Head mit 30 Nozzeln und den hochflexiblen 7-fach-Spindelkopf. Je nachdem, ob die Maschine mit einem, zwei oder mit vier Portalen bestellt wird, erreicht man eine maximale Ausbringung von 140.000 Bauteilen an einem Modul. Eine hochflexible Variante stellt beispielsweise die Kombination der FZ37CX mit der FZ60CX dar. Bei enormer Raumnutzung erreicht man eine Bestückleistung von über 110.000 BE/h bei einer Feederkapazität von 536 8-mm-Spuren. Der 30-fache Revolverkopf platziert Bauteile von der Baugröße 0402 bis hin zu Komponenten mit einer Kantenlänge von 30 mm x 30 mm. Der 7-fach-Spindelkopf kann sogar 150 mm x 150 mm große Bauteile bestücken. Die maximale Bauteilhöhe darf 30 mm betragen. Für Odd-Shape-Bauteile ist es möglich, einen Aufsetzdruck von bis zu 5 kg frei zu programmieren. Ein Umüsten auf verschieden Bestückköpfe gibt es bei Universal nicht. Darüber hinaus bietet der Hersteller Tools für NPI, Halbleiter-Anwendungen und Splice-Detection.

Im Schulterschluss mit dem Kunden

Der Vertriebspartner von namhaften Anlagen- und Systemherstellern entlang der elektronischen Baugruppenfertigung konzipiert individuelle Fertigungskonzepte, organisiert den Support für den Maschinenpark und sorgt für die Lieferlogistik von Ersatzteilen und Verbrauchsprodukten. Gemeinsam mit den Kunden erarbeitet das Unternehmen auf partnerschaftlicher Ebene sämtliche Prozesslösungen und versteht sich als Ansprechpartner für die Automatisierung und Prozessoptimierung in der Baugruppenfertigung.

SMT Hybrid Packaging 2013, Halle 7 Stand 219