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Magnet-Warenträger mit Nutzen-Leiterplatte
Werner Eckl (l.), Zollner, Altenmarkt, Michael Schwarz, Zollner, Zandt, und Stefan Lorenz (r.), Area Sales Manager, Gas Automation.
Magnet-WT mit Magnetstiften.
Magnet-WT mit Magnet-Stiften und Magnet-Setzspindel ganz vorne rechts in Ausgangsposition.
Nutzentrennsystem SAR 1300 von GAS.

Als Partner global agierender Spitzenunternehmen der Elektro- und Elektronikindustrie überzeugt die Unternehmensgruppe Zollner mit Dienstleistungen in der Entwicklung und Produktion hochkomplexer Produkte. Mit umfassendem Technologie-Know-how bietet das innovative Unternehmen mit über 7.000 Mitarbeitern an 15 internationalen Standorten individuelle Systemlösungen.

Das Werk 6 der Zollner Elektronik AG in Altenmarkt beliefert hauptsächlich sicherheitsrelevante und qualitativ hochwertige Produkte für den Bereich Healthcare und Bahntechnik sowie Produkte für die Messtechnik. Die hohe vertikale Integration der Produkte am Standort reicht von Flachbaugruppen über Module und Geräte bis hin zu kompletten Systemen. Der Standort in Altenmarkt ist ausgerichtet auf eine Low-volume-High-mix-Produktion mit typischen Losgrößen zwischen 20 und 100 Stück bei über 2.500 verschiedenen Endprodukten und das als Partner für über 70 verschiedene Kunden weltweit.

Um den hohen Ansprüchen der Kunden gerecht zu werden und die geforderte Flexibilität zu realisieren verfügt das Werk über alle Standardprozesse und Kapazitäten, von der SMT–Fertigung mit sieben Bestückungslinien bis hin zur THT–Fertigung mit vier Wellenlötanlagen, Selektivlötanlagen usw. Aber auch Sondertechnologien wie Oberflächentechnologie, Reinigungstechnologie Dampfphasenlötanlagen, HF–Anwendungen usw. gehören zum Produktionsspektrum des Werks.

Nutzentrennen mit Magnet-Warenträger

Zollner fertigt seine Werkstückträger für das Nutzentrennen im eigenen Hause, einmal, um zeitnah arbeiten zu können und zum zweiten, um Kosten gegenüber einer externen Fertigung einzusparen. Hierbei müssen üblicherweise Unterstützungsstifte nutzenspezifisch fixiert und die Baugruppen entsprechend mit Fanglöchern versehen werden. Durch den Magnet–WT sind nun für einen großen Teil von Baugruppen keine speziell angefertigten Werkstückträger mehr erforderlich.

Auf dem gleichen Prinzip baut auch der Magnet-Warenträger auf,“ erläutert Michael Schwarz, Prozessverantwortlicher im Bereich automatisches Nutzentrennen (Bild 2), Elektronik Produktionstechnologie (ET1) bei Zollner. „Die im unteren Teil magnetischen Stifte können mit der Routerspindel und einem speziellen Aufnahmewerkzeug im Nutzentrenner von GAS aufgenommen und auf der Warenträger-Grundplatte mit eigener Software abgesetzt werden.

Das Stiftsetz-Programm wird auf Grundlage der Leiterplattendaten zu jeder Baugruppe speziell generiert. Vor einem Produktwechsel können die Stifte dann von Hand entfernt (Bild 3) und vorbereitend für eine neue Magnetwarenträger-Konfiguration in die Aufnahmeposition zurückgestellt werden (Bild 4). Die unterschiedlichen Magnet-Kräfte der einzelnen Stifte von 35 bis 90 N sind durch Farbcodierung sofort ersichtlich.

Magnet-WT bei Zollner

Ende 2009 kam der erste Magnetwarenträger von GAS bei Zollner in Altenmarkt zum Einsatz. Nach der Testphase und Freigabe bei Zollner wurde der Magnet-Warenträger im Frühjahr 2010 bereits serienmäßig im Offline-Nutzentrenner SAR-1300 von GAS eingesetzt.

„Als EMS-Dienstleister legen wir bei Zollner natürlich sehr großen Wert darauf, bei innovativen technischen Lösungen an vorderster Front dabei zu sein,“ betont Michael Schwarz. „Mit der Magnet-Warenträger-Lösung können wir auch gerade für Prototypen sowie kleine Losgrößen ein besseres Preis-Leistungs-Verhältnis bei gleichbleibend hoher Produktqualität an unsere Kunden weitergeben.

Grundsätzlich hat uns diese Idee des Magnet-Warenträgers aus vielerlei Gründen interessiert.“

  • Man gewinnt enorm an Flexibilität, da nicht für jeden Nutzen ein starrer Warenträger gefertigt werden muss. Schließlich ist ein starrer Warenträger jedes Mal ein Unikat und nicht für andere Zwecke einsetzbar.
  • Lange Durchlaufzeiten oder Nacharbeiten an starren Trägern können entfallen.
  • Insbesondere bei Musterbaugruppen bringt der Magnet-WT Vorteile, da der interne Warenträger-Fertigungsprozess entfällt.
  • Die Anschaffungskosten haben sich sehr schnell amortisiert.
  • Die Reinigung und Pflege von gelagerten Warenträgern wird enorm reduziert.

Magnet-WT in der Praxis

Abhängig von der Anzahl der zum Einsatz kommenden Magnet-Stifte und der Belastung des Nutzens beim Fräsen sind zwischen 30 bis 50 Zyklen ohne Nachjustierung möglich. Dann sollte, bei Bedarf, der Aufbau der Stifte aufs Neue erfolgen. „In der Regel geht es genau um diese Stückzahlen, die wir überwiegend mit dem Magnet-WT bearbeiten,“ fügt Schwarz hinzu. Für größere Serien ist der Magnet-WT also nur bedingt sinnvoll einsetzbar.

„Wenn z. B. nur 10 bis 20 Stifte gesetzt werden müssen, ist eine noch größere Zyklenzahl möglich,“ fügt Stefan Lorenz (Bild 2), Area Sales Manager der GAS hinzu. „Zudem haben wir die magnetische Haltekraft von unseren Entwicklungsingenieuren berechnen lassen und diese Werte auch in der Praxis auf Herz und Nieren überprüft. Schließlich wissen wir auch aus unserer Erfahrung mit unseren GAS-Routern welche Kräfte beim Nutzentrennen wie und wo wirken.“

Natürlich spielt die Reproduzierbarkeit jedes Prozesses bei Zollner eine entscheidende Rolle. Deshalb legt man nicht nur auf hohe Genauigkeit Wert, sondern auch auf die einfache Bedienbarkeit und die Sicherheit, immer die richtigen Prozessparameter zu nutzen.

„Bisher sehen wir mit dem Magnet-WT-Konzept keine Verschlechterung der Genauigkeiten beim Nutzentrennen. Im Gegenteil: Weil der Magnet-WT von vornherein ohne die unumgänglichen Toleranzen aus dem Fertigungsprozess eines starren WT auskommt, rechnen wir damit, dass die Genauigkeiten noch höher sind, sofern man mit dem Magnet-WT beim Auflegen des Nutzens korrekt umgeht.“ Schließlich werden die Magnetstifte mit Hilfe des Router-Kamerasystems hinreichend exakt – und zudem auch noch schnell innerhalb von 2 Minuten – positioniert.

Für die Programmierung der Stiftpositionen gibt  ein spezielles Tool von GAS hinreichend Hilfe, um Kollisionen u. ä., zu vermeiden. Je nach Komplexität kommt man innerhalb einer halben Stunde zu einem perfekten Setzprogramm.

Ausblick

Durch die positiven und bewährten Erfahrungen mit dem Magnet-WT wurde diese Technologie bei Zollner als Standard eingeführt – weitere Anschaffungen sind in Planung.

Auch GAS plant das zum Patent angemeldete Magnet-WT-Konzept weiter für die eigenen Router-Systeme auszubauen.