Das automatische Markieren mit Labels wird seit Jahren erfolgreich praktiziert und bedeutet meistens den geringsten Aufwand, da manuelles Etikettieren häufig bereits erfolgt. Dennoch ist zu beachten, dass es sich hierbei um einen anspruchsvollen Prozess handelt, bei dem der Kostenfaktor für Verbrauchsmaterialien auf einem relativ hohen Niveau liegt.
Die Laserbeschriftung – hier findet der so genannte CO2-Laser mittlerweile die weiteste Verbreitung – ist ein sehr stabiler Prozess, bei dem aber einige Voraussetzungen beachtet werden müssen.
Da der Lötstopplack mit einem CO2-Laser umgefärbt wird, ist es wichtig einen entsprechend verarbeitbaren Lacktyp einzusetzen. Leiterplattenhersteller sind mittlerweile für dieses Thema sensibilisiert und entsprechende Leiterplatten-Oberflächen sind verfügbar.
Weiterhin ist darauf zu achten, dass die vorhandenen Lesesysteme mit dem – gegenüber einem Etikett – etwas geringeren Codekontrast umgehen können. Moderne Lesesysteme können diese Aufgabe in der Regel sehr gut bewältigen.
Nicht zuletzt ist der Platz, der auf der Leiterplatte zur Verfügung steht, zu berücksichtigen. Hier hat die Laserbeschriftung eindeutig die Nase vorne, da Druck- und Vorschubtoleranzen wie beim Etikettieren wegfallen.
Datenmanagement
In den meisten Fertigungen wird auf Shopfloor-Ebene mit MES-Software (Manufacturing Execution System) gearbeitet. Hier kommt es darauf an, welche Form der Kommunikation bei der Schnittstelle zur Beschriftungsstation definiert werden soll. Die Rommel GmbH hat in den letzten Jahren bereits mehr als 100 verschiedene solcher Anbindungen realisiert. Um die kundenspezifischen Anforderungen zu erfüllen, müssen einige Standards berücksichtigt werden.
So ist zum einen zu prüfen, wer die Hoheit über den Nummernkreis hat. Sofern mit mehr als zwei Beschriftungsstationen gearbeitet werden soll, sollte diese in einer Datenbank liegen. Bei nur einer Markierstation kann auch die Anlage selbst den Nummernkreis generieren. Bei einer Datenbankkommunikation ist auf eine sichere und einfache Übertragungsart zu achten. Ein Request-Response-Verfahren wurde vom ZVEI kürzlich neu definiert und ist sicherlich die beste Lösung. Ferner kann es Sinn machen, Informationen der Leiterplatten-Charge direkt an der Markierstation mit dem Leiterplattencode zu verheiraten. Diese Chargenerfassung gewinnt mehr und mehr an Popularität.
Welcher Durchsatz wird benötigt?
Ist am schnellsten immer am besten? Diese Frage kann man sicherlich erst nach eingehender Betrachtung einer Produktionsumgebung beantworten. Grundsätzlich gibt es zwei verschiedene Konzepte, sofern mehr als zwei SMT-Linien vorhanden sind.
Beim Inselkonzept versorgt eine Beschriftungsanlage mit einer entsprechenden Ein- und Ausgabestation mehrere SMT-Linien. Es ist vom Invest günstig zu realisieren. Die Gestaltung des Datenmanagements und des Datenhandlings ist allerdings von ausschlaggebender Bedeutung. Vor allem beim Einsatz von nur einer Station ist eine fehlende Backup-Lösung zu beachten.
Sofern Leiterplatten beidseitig markiert werden sollen, ist dies durch den Einsatz einer entsprechenden Station einfach zu realisieren. Rommel bietet dazu integrierte Wendeeinheiten, wie z. B. die Modelle WL 500 LCL bzw. WL 3000 LC, oder Anlagen zum Lasern von oben und unten, wie die WL 700 LCS.
Das Alternativkonzept zur Insellösung sieht vor, dass in jeder SMT-Linie eine Beschriftungsstation integriert wird. Dies hat den Vorteil, dass Leiterplatten erst dann markiert werden, wenn der Produktionsauftrag ansteht. Eine aufwändige Bevorratung oder Pufferung von Material entfällt. Weiterhin ist in diesem Fall die Taktzeit weniger ausschlaggebend, da der Linientakt meistens vom Bestücker vorgegeben wird und die Markierung schneller erfolgen kann als dieser Prozess.
Eine Kombination aus beidem, Insellösung und Linienkonzept, ist ebenfalls realisierbar. Hier werden beide Vorteile vereint, in dem die Markierlinie als teil-autarkes Gebilde vor dem eigentlichen SMT-Prozess installiert wird.
Produktivitätssteigerung – aber wie?
Neben dem eigentlichen Markierprozess ist auch das Boardhandling maßgeblich für eine Produktivitätsüberwachung, bzw. -steigerung verantwortlich. So sind Schnittstellen hilfreich, sinnvoll in das Handling integriert, den gesamten Prozess-Flow zu erfassen. Eine aufwändige, maschinenspezifische Anbindung von Prozessstationen ist somit nicht erforderlich, da das Boardhandling die gleichen Kommunikationskanäle nutzen kann wie die Markierstation.
Der Zustand der gesamten Linie kann mittels dieser Software dynamisch erfasst und Einflussparameter einfach identifiziert werden. Eine einfache graphische Bedieneroberfläche erleichtert es dem Produktionsplaner, Aufträge sinnvoll zu platzieren und effektiv abzuarbeiten. Durch entsprechende Auswertungen sind Optimierungen im Produktionsablauf jederzeit möglich. Daneben bietet dieses Konzept noch viele weitere Ausbaustufen. Wartungsintervalle können automatisch registriert und verwaltet werden. Ein modulares Partnerkonzept eröffnet die Möglichkeit, ein komplettes MES-System aufzubauen. Sie sichern die volle Abwärtskompatibilität von der Liniensteuerung bis hin zum MES-System.
Live auf der SMT/Hybrid/Packaging 2011
Die Kombination von Markierung und Prozessüberwachung präsentiert Rommel dieses Jahr erstmals auf der SMT/Hybrid/Packaging 2011. Im Rahmen der Future-Packaging-Linie des Fraunhofer IZM werden sowohl die Markierstation als auch die Handlingmodule in eine entsprechende Software eingebunden und die Leistungsdaten erfasst.
Ein weiteres Messehighlight verspricht die Lasermarkierstation WL 3000 LC. In dieser aufgrund ihres Funktionsprinzips, der Feldbeschriftung, ohnehin schon sehr schnellen Beschriftungsanlage wird erstmalig eine integrierte Wendeeinheit für beidseitiges Markieren präsentiert.
Thorsten Frenzel
(hb)
