Modulare Konzepte für die EMS-Fertigung

Nicht jede Aufgabe in der Elektronikfertigung rechtfertigt eine Serienmaschine. Für Prozesse wie die Bestückung von Sonderbauteilen, die außerhalb der Hauptlinie organisiert sind, braucht es ein sinnvoll gewähltes Automatisierungsniveau. Dieses muss zur Anforderung passen, sich in bestehende Abläufe einfügen und mit vertretbarem Aufwand realisieren lassen.

Für Anbieter von Electronics Manufacturing Services (EMS) ist dies besonders relevant. Viele Kernprozesse sind heute bereits hoch entwickelt und stabil. Zusätzlicher Handlungsdruck entsteht dort, wo kurzfristige Kundenaufträge und kleine Losgrößen mehr Flexibilität verlangen. Entsprechend gewinnen Lösungen an Bedeutung, die auch ergänzende Fertigungsschritte wirtschaftlich tragfähig und planbar machen.

Kollaborative Lösungen für manuelle Arbeitsschritte

Modular aufgebaute Anwendungen auf Basis der Delta D-Bot-Plattform sind auf solche Anforderungen ausgelegt. Der Ansatz verbindet Cobot, Greifer, Peripherie und Bedienoberfläche zu einer abgestimmten Lösung für definierte Arbeitsschritte. In der Elektronikfertigung ist das vor allem dann interessant, wenn ein Prozess zügig umgesetzt, später erweitert und an weitere Aufgaben angepasst werden soll. Der Ansatz zielt dabei nicht nur auf einzelne Bestückungsaufgaben, sondern auf ein breiteres Spektrum typischer Anwendungen in der EMS-Fertigung. Dazu zählen etwa Handhabungsaufgaben, die Beladung von Prüfanlagen oder weitere selektive Prozesse, die sich als klar abgegrenzte Module umsetzen lassen.

Wie sich ein solcher Lösungsansatz in der Praxis umsetzen lässt, zeigt ein Projekt bei einem EMS-Dienstleister. Dort mussten in wiederkehrenden Sonderserien großformatige Kondensatoren manuell bestückt werden. Ein Mitarbeiter entnahm die Bauteile aus Styropor-Trays, setzte sie einzeln in die Leiterplatte ein und übergab die Baugruppe danach an den nächsten Prozessschritt. Der Ablauf band Personal, erfolgte in unregelmäßigen Chargen und ließ sich nur begrenzt kontinuierlich organisieren. Zur Entlastung dieses Arbeitsschrittes, wurde ein kollaborativer Roboter der D-Bot-Serie von Delta Electronics eingesetzt.

 In der ersten Ausbaustufe positionierte der Mitarbeiter das Tray an einem definierten Platz und eine Leiterplatte in einer festen Aufnahme. Der Cobot übernahm die vollständige Bestückung mit 68 Kondensatoren. Danach wurde die bestückte Leiterplatte dem weiteren Fertigungsprozess zugeführt. Währenddessen konnte der Mitarbeiter andere Aufgaben bearbeiten. Nach einer ersten Testphase wurde die Anlage erweitert. Zusätzliche Ablageplätze für Trays und Leiterplatten ermöglichten einen entkoppelten Materialfluss. Während eine Baugruppe bestückt wurde, konnte der Mitarbeiter die Nächste bereits vorbereiten. Material- und Werkstückwechsel erfolgten zeitlich entkoppelt, was Wartezeiten reduzierte und die Verfügbarkeit erhöhte.

26. EE-Kolleg: Branchentreff im Wandel

Es gibt Veranstaltungen, die man besucht und solche, zu denen man zurückkehrt. Das EE-Kolleg auf Mallorca gehört für viele seit Jahren zur zweiten Kategorie. Nicht wegen des Ortes allein, sondern wegen der Haltung. 2026 war dabei ein besonderes Jahr – eines, das leise zeigte, wie Generationenwechsel gelingen kann.

Petra Gottwald

 Technische Basis für unterschiedliche Aufgaben

Für solche Anwendungen umfasst das Portfolio innerhalb der D-Bot-Serie sechsachsige Cobots mit Traglasten bis 30 kg und Reichweiten bis 1.800 mm. Schnittstellen wie EtherNet/IP, Modbus und weitere Kommunikationsinterfaces erleichtern die Einbindung in bestehende Fertigungs- und Prozessstrukturen. In industriellen Umgebungen trägt die Schutzklasse IP66 dazu bei, das System gegenüber Verunreinigungen robuster auszulegen und Reinigungsprozesse zu vereinfachen.

 Hinzu kommen Sicherheitsfunktionen für die Zusammenarbeit mit Menschen auf dem Niveau von PL d Cat. 3 / SIL 3, darunter Safe Position, Speed und Torque Limits sowie sichere I/Os. Funktionen wie eine kontaktbasierte Reaktion („Reflex Safety“) sorgen dafür, dass Bewegungen bei unerwarteten Ereignissen unmittelbar angepasst werden. High-End-Sensorik ergänzt das Sicherheitskonzept. Relevante Parameter wie Positionen, Geschwindigkeit, Drehmoment, Zonen, Grenzwerte und Kollisionserkennung können vorab definiert werden. Für die praktische Umsetzung sind außerdem klar abgegrenzte Arbeitsräume, wechselbare Greifer und Applikationen sowie eine modular konfigurierbare Software relevant. So lassen sich neben Bestückungsaufgaben auch Handhabung, Prüfanlagen-Beladung oder weitere selektive Prozesse abbilden.

Das fehlende Teil im EMS-Modell

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Petra Gottwald

 Wirtschaftlichkeit im laufenden Betrieb

Für EMS-Dienstleister ist entscheidend, welche wirtschaftlichen Effekte sich im laufenden Betrieb erzielen lassen. Ein modularer Zuschnitt begrenzt den Integrationsaufwand. Projektumfang, Inbetriebnahme und Anpassungen bleiben überschaubar. Im beschriebenen Fall ließ sich die Lösung aus Roboter, Greifer, Peripherie und Integration innerhalb weniger Tage mit einem Investitionsaufwand unter 50.000 Euro umsetzen.

 Relevant wird das vor allem dort, wo steigende Kosten, intensiver Wettbewerb und kurzfristige Kundenaufträge die Fertigung flexibler machen müssen. Gerade bei kleinen Losgrößen und wechselnder Auslastung tragen stabile Abläufe dazu bei, den Personaleinsatz besser zu planen und Unterbrechungen zu reduzieren. Werden manuelle Routinen entlastet, verbessern sich Verfügbarkeit und Planbarkeit im Betrieb. Gerade bei begrenzten Stückzahlen lassen sich Prozesse damit verlässlicher planen. Ist die Lösung zudem auf weitere Anwendungen übertragbar, kann dies die Investitionssicherheit erhöhen.

 Ein Ansatz mit Perspektive

Für EMS-Unternehmen bietet sich ein genauer Blick auf Abläufe an, die regelmäßig Personal binden und sich dennoch nur begrenzt mit Serienanlagen abdecken lassen. Gerade bei Varianten und Sonderserien können modulare Konzepte deshalb ein sinnvoller Weg sein, um Fertigung schrittweise weiterzuentwickeln. Teilautomatisierung wird damit zu einer Option, mit der sich variable Anforderungen strukturiert in bestehende Produktionsumgebungen integrieren lassen.