Bei vielen Unternehmen aus der Elektronikfertigung steht die Digitalisierung ihrer Pro­zesse auf der Agenda. Industrie 4.0 gibt es jedoch nicht von der Stange, sondern bedarf der sukzessiven Umsetzung. Lösungen für automatisierte, effiziente Abläufe – ins­beson­dere bei wiederkehrenden Aufgaben – sind ein entscheidender Baustein bei Industrie 4.0. Die Fuji Europe Corporation bietet mit der NXTR eine Smart-Factory-Platt­form an, die der schrittweisen Automa­tisierung und Digitalisierung dient. Die Plattform zielt auf die Optimierung von Produktionsvor­bereitungs- und Wartungspro­zessen sowie die Automatisierung manueller Bestückungsmontageprozesse zwecks umfassender Vernetzung und selbstoptimierter Produktion. Mit dem Manual Mode präsentiert das Unternehmen jetzt die erste Ausbaustufe. Der Manual Mode setzt auf die Optimierung der bereits in der Nutzung be­findlichen Feeder und ermöglicht einen bestmöglichen Durchsatz. Für Unternehmen ergibt sich so ein hohes Einsparpotenzial.

Viele Elektronikfertiger modernisieren und erweitern derzeit ihre Anlagen, Systeme und Prozesse hinsichtlich der Industrie 4.0-Anforderungen. Ziele sind um­fangreiche Erleichterungen in der Arbeitswelt, eine effizientere Produktion und erhöhte Arbeits­sicherheit. Bestückungsauto­maten spielen in der SMT-Fertigung eine wichtige Rolle bei der Platzie­rung verschie­dener Teile auf Platinen, die das Herz elektronischer Geräte sind. Lösungen zur Arbeitsersparnis bei Produktions­vorbereitungs- und Wartungsprozessen sowie zur Auto­matisierung manueller Bestückungs­montagepro­zesse sind unabdingbar geworden.

Schrittweise zur selbstoptimierten Produktion

Industrie 4.0 ist jedoch kein Projekt, das einfach auf Knopfdruck realisiert werden kann. Für Fertigungsunternehmen empfiehlt es sich, sich zunächst auf die Auto­matisierung und Digi­talisierung der Prozesse zu konzentrieren, die evident sind, sodass ein schneller Mehr­wert erzielt und die Basis für die Smart Factory geschaffen werden kann.

Klaus Gross, Geschäfts­führer von Fuji Europe, erklärt: „Es gibt keine schlüsselfertige Lösung für die Industrie 4.0. Wer klein anfängt, kann sukzessive automatisieren, um später einmal selbstoptimiert und autonom zu produ­zieren. Alle Knöpfe, die an der Linie nicht mehr ge­drückt werden müssen, entlasten. Verantwortliche sollten sich daher die Frage stellen: Welche Prozesse lassen sich relativ einfach automatisieren, um damit schnell ein gutes Ergebnis zu erzielen?“

Das „3 Zero“-Konzept

Vorrangiges Ziel in der Elektronikfertigung ist es, Platzierungs­fehler und Maschinen­stopps komplett zu vermeiden und eine effizientere und selbstständige Arbeit zu ermöglichen. Die Smart-Factory-Platt­form NXTR steht nun kurz vor der Marktreife. Sie soll den Bediener von sich wieder­holenden Aufga­ben befreien – bei maxi­maler Qualität und Produktivität. Dies ist eine Weiterent­wicklung der bewährten skalierbaren Bestückplattform der NXT-Serie.

Neues 3-Zero-Prinzip der SMT-Bestückplattform NXTR für automatisierte Elektronikfertigung von Fuji Europe

Neues 3-Zero-Prinzip der SMT-Bestückplattform NXTR für automatisierte Elektronikfertigung. Fuji Europe

Die NXTR verfolgt die „3 Zero“-Strategie: Null Platzie­rungs­fehler, null Maschinen­bediener, null Maschinen­stopps:

Null Platzie­rungs­fehler: Die neu entwickelte Sensorik sorgt für eine stabile und qualitativ hochwertige Platzierung. Der Zustand der Maschine wird in Echtzeit überwacht und gleichzeitig die Belastung von Bauteilen und Panels kontrolliert. Der Auf­nahme­zustand der Teile und deren Verlagerung nach unten kann durch einen intelligenten Teilesensor für jedes einzelne Bauteil erkannt werden. Die Plattform erkennt automa­tisch den besten Freigabepunkt der Bauteile. Durch die Kombinationstechno­logie zwischen dem intelligenten Bauteil­sensor und der Verzugser­kennung der Leiterplatte bietet die Lösung eine zuverlässige Platzierungsleistung bei entsprechender Belastungskraft.

Null Maschinenbediener: Das System automatisiert den Feedertauschprozess erstmals vollständig. Der Smart Loader verteilt dann vollständig automatisch die Teilebereitstellung und Umstellung auf die nächste Produktion gemäß Produktionsplan. Dadurch werden Kurz­stopps von Teillieferungsfehlern und ähnlichen Problemen, die durch Verzögerungen und Fehler bei der Lieferung verursacht werden, vermieden. Die Maschinenbediener sind nun frei von Feedertausch- und Teileversor­gungs­arbeiten, die nor­maler­weise den größten Arbeitsaufwand des Bedieners vor den P&P-Maschinen ausmachen.

Null Maschinenstopps: NXTR setzt das Modularitätskonzept der Maschinen der NXT-Serie fort. Bestück­köpfe und andere Einheiten können ohne Werkzeug ausgetauscht werden. Die vorausschau­ende War­tung wird durch eine Selbstdiagnose ermöglicht, die verhindert, dass plötzliche Maschinenstopps den Produktionsplan beeinträchtigen.

Verschiedene Bestückköpfe

Neue Bestückköpfe sorgen für eine flexible Unterstützung bei der Produktion. Drei eigenständige Kopftypen wurden entwickelt: der Hochgeschwindigkeits­kopf, der mittelgroße Kopf und der Mehrzweck­kopf. Die neu hinzugefügte Achse verbessert die Aufnahme und Platzierung. Der Smart Loader arbeitet zusammen mit einem Puffersystem, um die richtigen Teile zur richtigen Zeit am richtigen Ort zu liefern. Er entnimmt die benötig­ten Teile aus den Puffern und versorgt damit die Maschine. Nicht mehr benötigte Teile werden automatisch entfernt. Die Teile für die nächste Produktion können während der laufenden Produktion vorbereitet werden. „Durch diese Funktionen lassen sich Maschinenstillstände verhindern und die Maschine kann kontinuier­lich arbeiten“, erklärt Sascha Frieling, Manager Customer Process Support bei Fuji.

Manual Mode als erste Ausbaustufe

Der Manual Mode setzt auf neue Multi Feeder Units, die den Feeder-Betrieb erleichtern und optimieren. „Der Manual Mode verwendet die Feeder, die zurzeit schon bei unseren Kunden in Ge­brauch sind. Dies hat den Vorteil, dass kein Generationswechsel der Feeder notwendig ist und sich somit ein hohes Einsparungspotenzial ergibt“, berichtet Sascha Frieling.

Möglich machen dies die neuen Multi Feeder Units MFU-47 bzw. MFU-52. Bei der Anwen­dung der MFU-47 wird die gleichzeitige Abholung von zwei Komponenten und somit der optimale Durchsatz erreicht. Beim Einsatz der MFU-52 wird durch die Nutzung von nur einer Ab­holposition die Bestückleistung nur minimal verringert, aber die auf einem Modul gleich­zeitig verwendbaren Feeder um 11 Prozent erhöht. „Die MFU erleichtert das Handling merk­lich. Es handelt sich bei ihr um eine Einheit, die nicht aus zwei getrennten Teilen besteht – der Feeder Palette sowie der Pallet Change Unit. Das unterscheidet sie elementar von den vor­herigen Generationen“, kommentiert Sascha Frieling.

Fazit

In Zeiten von Industrie 4.0 sind Fertigungsunternehmen angehalten, sich auf die Auto­matisierung und Digitalisierung der wichtigsten Prozesse zu konzentrieren, um einen schnellen Mehrwert zu erzielen und die Basis für die Smart Factory zu legen. Klaus Gross erklärt: „Der Weg zur Industrie 4.0 führt von der Automatisierung kleiner Prozesse über die Digitali­sierung wie M2M und IoT bis hin zur Autonomization und Prediction. Mit den richtigen Stellschrauben können wieder­kehrende Prozesse schon mit wenigen Mitteln automatisiert und der Weg zur Industrie 4.0 geebnet werden.“

SMTconnect2020: Halle 5, Stand 325