Mit dem Feeder Development Kit erhalten Drittanbieter alle notwendigen Schnittstelleninformationen und technische Unterstützung für die Inte-gration ihrer Spezialfeeder in Bestückungslösungen.

Mit dem Feeder Development Kit erhalten Drittanbieter alle notwendigen Schnittstelleninformationen und technische Unterstützung für die Inte-gration ihrer Spezialfeeder in Bestückungslösungen. SEMO

Der Aufwand für das Bestücken von Odd Shaped Components (OSC) ist hoch. Noch aufwändiger wird es, wenn sie im Durchsteckverfahren (THT) verarbeitet  sind und daher auch noch Clinching-Prozesse erfordern. Bauartbedingt erfordern OSC in der Regel eine Bestückung mit dem Pick-and-Place-Verfahren und in vielen Bestücklösungen ist dazu meist eine größere Zahl unterschiedlicher Bestückköpfe nötig. Gerade für kleinere EMS-Dienstleister, die mit nur einer oder wenigen Linien auskommen müssen, ist dies eine Herausforderung. Sind beispielsweise häufige Wechsel von Bestückköpfen nötig – bei jeder Neukonfiguration der Linie kommen schnell einige Stunden an Aufwand zusammen – wirkt sich dies negativ auf die Effizienz der Produktion aus. Werden THT-Komponenten verarbeitet, sind darüber hinaus Spezialmaschinen für das Clinchen notwendig, sofern kein entsprechendes Tool in den Standardmaschinen integriert oder integrierbar ist.

Damit die Verarbeitung von OSCs vollständig in die SMT-Linie integriert werden kann, müssen Bestückplattformen anspruchsvolle Anforderungen an Flexibilität und Leistung erfüllen. Dabei sind Anpassungen über die gesamte Prozesskette – von der Abholung bis zur Bestückung – erforderlich. Wie sich dies mit dem Einsatz flexibler und effizienter Lösungen erreichen lässt, zeigt ASM Assembly Systems mit der neuesten Generation der Bestückplattform Siplace SX, einem Bestückkopf-Konzept, einem unkomplizierten Clinching-Tool und weiteren, produktivitätssteigernden Lösungen.

Die Bestückung beginnt mit der Zuführung

Unabhängig davon, wie breit gefächert das Angebot an Förderern eines Herstellers auch sein mag, man stößt für die OSC-Verarbeitung mit Standardlösungen schnell an Grenzen. Wegen ihrer Form, Größe oder des Gewichts sind sie selten klassisch gegurtet und erfordern deshalb für die Zuführung oftmals gänzlich individuelle Lösungen. Fehlen diese, kann oft nur auf manuelle Verarbeitung zurückgegriffen werden. Für eine möglichst große Flexibilität der Fertiger im Hinblick auf die Teilevielfalt öffnet sich der SMT-Ausrüster deshalb auch Drittanbietern für Sonderlösungen. Das Feeder Development-Kit (FDK) stellt den Feeder-Anbietern alle erforderlichen Schnittstelleninformationen sowie technisches Know-how zur Verfügung, um ihre eigenen Systeme in Bestücklösungen zu integrieren.

Die Wechselportale ermöglichen den unkomplizierten Austausch von Bestückköpfen in nur etwa 30 Minuten.

Die Wechselportale ermöglichen den unkomplizierten Austausch von Bestückköpfen in nur etwa 30 Minuten. ASM

Bestückplattform als Basis der OSC-Verarbeitung

Gehört die Verarbeitung von OSC nicht zum Standardprogramm, das permanent Bestandteil einer oder mehrerer Linien ist, sind flexible Lösungen gefragt, wenn nicht für einzelne Aufträge zusätzlich teure Sonderlösungen eingesetzt werden sollen. Die Bestückplattform SX lässt sich mit speziellen Wechselportalen für die Bestückköpfe ausstatten, was den Zeitaufwand für den Austausch von Köpfen auf nur knapp 30 Minuten reduziert. Die Wechselportale kalibrieren sich eigenständig, ihr Ein- oder Ausbau wird automatisch erkannt und bei den Bestückprogrammen berücksichtigt. ASM nennt dies Capacity on Demand. Eine Neuerung der Bestückplattform ist, dass sie mit einem passiven Clinching-Tool für THT-Komponenten bestückt werden kann. So wird ein aufwändiger und komplizierter Spezialprozess direkt in die Fertigungslinie integriert. Darüber hinaus bietet die Plattform weitere OSC-kritische Optionen, beispielsweise den Glue Feeder X oder die Longboard-Option für Leiterplatten von bis zu 1525 x 560 mm.

Bestückköpfe bestimmen die Leistung

Gehört die Verarbeitung von OSC nicht zum Standardprogramm, das permanent Bestandteil einer oder mehrerer Linien ist, sind flexible Lösungen gefragt, wenn nicht für einzelne Aufträge zusätzlich teure Sonderlösungen eingesetzt werden sollen. Die Bestückplattform SX lässt sich mit speziellen Wechselportalen für die Bestückköpfe ausstatten, was den Zeitaufwand für den Austausch von Köpfen auf nur knapp 30 Minuten reduziert. Die Wechselportale kalibrieren sich eigenständig, ihr Ein- oder Ausbau wird automatisch erkannt und bei den Bestückprogrammen berücksichtigt. ASM nennt dies Capacity on Demand. Eine Neuerung der Bestückplattform ist, dass sie mit einem passiven Clinching-Tool für THT-Komponenten bestückt werden kann. So wird ein aufwändiger und komplizierter Spezialprozess direkt in die Fertigungslinie integriert. Darüber hinaus bietet die Plattform weitere OSC-kritische Optionen, beispielsweise den Glue Feeder X oder die Longboard-Option für Leiterplatten von bis zu 1525 x 560 mm.

Der Bestückkopf Siplace Multistar arbeitet sowohl mit Pick&Place als auch mit Collect & Place und im kombinierten Modus. Dies macht ein häufiges Wechseln von Bestückköpfen überflüssig.

Der Bestückkopf Siplace Multistar arbeitet sowohl mit Pick&Place als auch mit Collect & Place und im kombinierten Modus. Dies macht ein häufiges Wechseln von Bestückköpfen überflüssig. ASM

Der Bestückkopf  Siplace Multistar ermöglicht den Anwendern eine hohe Flexibilität im Einsatz, denn er beherrscht gleich drei Bestückmodi: den schnellen Collect&Place-, den hochpräzisen Pick&Place- sowie den kombinierten Modus, um unterschiedlich ausgeprägte Bauteile in einem Zug aufnehmen und im jeweils geeigneten Modus bestücken zu können. Gerade in der OSC-Bestückung wird diese Flexibilität wichtig für Leistung und Balance der Linie. Da OSC bis zu einer Größe von 50 x 40 mm und 15,5 mm Höhe aufgenommen und mit bis zu 15 N Bestückkraft platziert werden können, wird die OSC-Bestückung am Ende der Linie bereits an vorgelagerten Stellen entlastet.

In einem Vorgang clinchen

Hebevorrichtung und Wechselplatte des passiven Clinching-Tools.

Hebevorrichtung und Wechselplatte des passiven Clinching-Tools. ASM

Die wenigsten Bestückautomaten am Markt bieten für das Clinchen eine integrierte Lösung. So wird dies meist als eigener Prozess außerhalb der Linie verlegt, was den Arbeitsaufwand erhöht, viel Zeit und Geld kostet sowie wertvollen Stellplatz auf dem Shopfloor belegt. Mit der Entwicklung eines nachrüstbaren passiven Clinching-Tools integriert der Münchner Spezialist den Clinchvorgang nun auch direkt in die Linie. Der große Vorteil: Das System wird bei Bedarf einfach in einen Bestückautomaten eingebaut und so direkt Teil des Verarbeitungsprozesses. ASM setzt hier auf das passive Verfahren mit einer Hebevorrichtung und leiterplattenspezifischen Wechselplatten, die alle notwendigen Clinchbolzen für das Biegen der Leads enthalten. Da die Bolzen alle gleichzeitig hochgefahren werden, lassen sich auch Bauteile mit vielen Leads in einem Vorgang clinchen – eine erhebliche Zeitersparnis. Dazu fährt das Tool minimal zeitversetzt senkrecht nach oben, während das Bauteil gesetzt und gehalten wird.

Visionsysteme für die OSC-Bestückung

Der Clinching-Vorgang arbeitet dank fixiertem PCB mit nur einer einzigen Bewegung – das Lift-System hebt die Platte mit den Clinchbolzen vertikal bis zum Board unter die Leads – hochpräzise und materialschonend. Im Gegensatz zum aktiven Verfahren können Bauteile dazu beliebig viele Leads aufweisen.

Der Clinching-Vorgang arbeitet dank fixiertem PCB mit nur einer einzigen Bewegung – das Lift-System hebt die Platte mit den Clinchbolzen vertikal bis zum Board unter die Leads – hochpräzise und materialschonend. Im Gegensatz zum aktiven Verfahren können Bauteile dazu beliebig viele Leads aufweisen. ASM

Die optimale Prozesskontrolle für die OSC-Bestückung wird mit dem neuen Visionsystem der Bestückplattform ermöglicht: So kann beispielsweise neben der Form und Größe von Bauteilen auch der Zustand von Pins geprüft werden. Hierzu werden über Mehrfachaufnahmen Stereo 3D-Bilder errechnet und vom Anwender definierbare Merkmale auf allen Seiten des Bauteils abgeprüft. Spezielles Blaulicht ermöglicht dabei kontrastreiche Aufnahmen mit nahezu unbegrenzt vielen bauteilspezifischen Belichtungseinstellungen. So lassen sich beschädigte THT Pin-Tops erkennen, die Leiterplattenbeschaffenheit an kritischen Stellen feststellen oder mit der Funktion Snap-in-Detection auch der korrekte Sitz des Bauteils nach der Platzierung überprüfen. Das Anlernen von nicht in Datenbanken vorhandener Bauteile kann ebenfalls direkt über die Bestückplattform erfolgen. Für das Teachen ohne Beeinträchtigung der Produktion steht das externe System Siplace Vision Teach Station zur Verfügung.

Optimales Line Balancing mit Flexibilität

Hebevorrichtung und Wechselplatte des passiven Clinching-Tools.

Innerhalb einer Minute sind mit der „Siplace Vision Tech Station“ Bauteile erfasst, vermessen und die Daten an das Programmiersystem übergeben. ASM

Die optimale Prozesskontrolle für die OSC-Bestückung wird mit dem neuen Visionsystem der Bestückplattform ermöglicht: So kann beispielsweise neben der Form und Größe von Bauteilen auch der Zustand von Pins geprüft werden. Hierzu werden über Mehrfachaufnahmen Stereo 3D-Bilder errechnet und vom Anwender definierbare Merkmale auf allen Seiten des Bauteils abgeprüft. Spezielles Blaulicht ermöglicht dabei kontrastreiche Aufnahmen mit nahezu unbegrenzt vielen bauteilspezifischen Belichtungseinstellungen. So lassen sich beschädigte THT Pin-Tops erkennen, die Leiterplattenbeschaffenheit an kritischen Stellen feststellen oder mit der Funktion Snap-in-Detection auch der korrekte Sitz des Bauteils nach der Platzierung überprüfen. Das Anlernen von nicht in Datenbanken vorhandener Bauteile kann ebenfalls direkt über die Bestückplattform erfolgen. Für das Teachen ohne Beeinträchtigung der Produktion steht das externe System Siplace Vision Teach Station zur Verfügung.