Fuji Europe Corporation, ein international agierender Spezialist für Elektronik-Bestückungsautomaten, hat zu diesem Zweck aktuell mit der NXTR eine neue Smart-Factory-Plattform auf den Markt gebracht. Die SMT-Plattform ist in der Branche die erste ihrer Art, verspricht Fuji. Sie wurde nach dem 3-Zero-Konzept entwickelt: Null Platzierungsfehler, null Maschinenbediener, null Maschinenstopps. So soll sie den Bediener von sich wiederholenden Aufgaben befreien, bei maximaler Qualität und Produktivität.

Industrie 4.0 ist kein einmaliges Projekt

Es empfiehlt sich für Fertigungsunternehmen, sich auf die Automatisierung und Digitalisierung der Prozesse zu konzentrieren, die naheliegend sind, sodass ein schneller Mehrwert erzielt und die Basis für die Smart Factory geschaffen werden kann. Das bedeutet, Verantwortliche sollten sich die Frage stellen: Welche Prozesse lassen sich relativ einfach automatisieren, um damit schnell ein gutes Ergebnis zu erzielen? „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. Letzteres hat das Ziel der Fertigung in Light-off und ist sehr komplex. Hierfür gibt es keine schlüsselfertige Lösung. 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. Mit den richtigen Stellschrauben können wiederkehrende Prozesse schon mit wenigen Mitteln auf Knopfdruck automatisiert und der Weg zur Industrie 4.0 geebnet werden“, erklärt Klaus Gross, Geschäftsführer von Fuji Europe Corporation.

Entwicklung arbeitssparender Einheiten

Fuji Europe Corporation entwickelt bereits seit vielen Jahren verschiedene arbeitssparende Einheiten, die bei der Einrichtung einer Smart Factory und deren Wartung Unterstützung leisten. Die Bestückungsautomaten spielen eine Rolle bei der Platzierung verschiedener Teile auf Platinen, die das Herz elektronischer Geräte sind. Die Ziele sind: null Platzierungsfehler, null Maschinenstopps sowie effizientere und selbstständige Arbeit. Gemäß diesen Anforderungen wurde auch die SMT-Plattform konzipiert. Dabei handelt es sich um eine Weiterentwicklung einer bewährten Serie (skalierbare Bestücksplattform).

Die SMT-Plattform ist in der Branche die erste ihrer Art.

Die SMT-Plattform ist in der Branche die erste ihrer Art. Fuji

Mit der neu entwickelten Sensorik kann für eine stabile und qualitativ hochwertige Platzierung gesorgt werden. 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. Produktionsfehler lassen sich aufgrund von Bauteilversorgungsbedingungen eliminieren. Auch verschiedene Verzugszustände von Leiterplatten können von einem Lasersensor erfasst 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

Der Feedertauschprozess wurde bisher durch manuelle Arbeit und menschliche Bediener durchgeführt. Die Plattform automatisiert diesen Prozess nun erstmals vollständig. Dafür wurde zum einen eine neue Kassettenzuführung entwickelt, die Bandspulen im Inneren aufnehmen kann, zum anderen ein neuer Smart-Loader, der die Zuführungen automatisch und zeitgerecht auf die richtigen Positionen der Maschine verteilt. Der Smart-Loader automatisiert die Teilebereitstellung und Umstellung auf die nächste Produktion gemäß Produktionsplan vollständig. Dies vermeidet Kurzstopps von Teillieferungsfehlern und ähnlichen Problemen, die durch Verzögerungen und Fehler bei der Lieferung verursacht werden. Die Bediener von Maschinen sind des Weiteren nun frei von Feedertausch- und Teileversorgungsarbeiten, die normalerweise den größten Arbeitsanteil des Bedieners vor den P&P-Maschinen ausmachen.

Null Maschinenstopps

Die Plattform setzt das Modularitätskonzept der Maschinen fort. Bestückköpfe und andere Einheiten sind ohne Werkzeug austauschbar. Die vorausschauende Wartung wird durch eine Selbstdiagnose ermöglicht, die verhindert, dass plötzliche Maschinenstopps den Produktionsplan beeinträchtigen. „Einem Untersuchungsergebnis zur Folge sind mehr als 50 Prozent aller unerwarteten Maschinenstillstände auf unperfekte Spleißbedingungen und die Wiederherstellung nach teilleeren Bedingungen zurückzuführen. Unsere integrierte Produktions-Unterstützungssoftware ist in der Lage, den genauen Zeitpunkt der leeren Teile auf der Grundlage des Teileverbrauchs zu berechnen. Der Smart-Loader kann daraufhin neue Teile bereitstellen, bevor es zu einem Ausfall der eigentlichen Teile kommt. Das bedeutet, dass Maschinenstillstände durch diese Funktionen verhindert werden können und die Maschine kontinuierlich arbeiten kann“, erklärt Sascha Frieling, Manager Customer Process Support bei Fuji, und fährt fort: „Darüber hinaus sammelt die Maschine Informationen von verschiedenen Einheiten wie Bestückköpfen und Zuführungen in Echtzeit und kann geeignete Hinweise für die Wartung oder den Austausch der Einheiten geben. Dies verhindert einen unerwarteten Maschinenstillstand und sorgt für eine reibungslose und hochwertige Produktion, verspricht Fuji.“

Bei der SMT-Plattform sorgen neu entwickelte Bestückköpfe für eine flexible Unterstützung bei der Produktion.

Bei der SMT-Plattform sorgen neu entwickelte Bestückköpfe für eine flexible Unterstützung bei der Produktion. Fuji

Flexible Unterstützung

Bei der SMT-Plattform sorgen neu entwickelte Bestückköpfe für eine flexible Unterstützung bei der Produktion. Um die Kopfbesetzung in drei Kopftypen (Hochgeschwindigkeitskopf, mittelgroßer Kopf, Mehrzweckkopf) umzugestalten, hat man auf Schlüsselerfahrungen mit der NXT-Serie zurückgegriffen. Die neu hinzugefügte Achse verbessert die Aufnahme und Platzierung. Der Smart-Loader arbeitet zusammen mit einem Puffersystem, um die richtigen Teile zur richtigen Zeit an den 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.

Auf dem Weg in die Industrie 4.0

In der Elektronikfertigung sind Lösungen für automatisierte, effiziente Abläufe, insbesondere bei wiederkehrenden Aufgaben, ein entscheidender Schritt auf dem Weg in die Industrie 4.0. Die Smart-Factory-Plattform von Fuji ermöglicht die schrittweise Automatisierung und Digitalisierung von Produktionsvorbereitungs- und Wartungsprozessen sowie die Automatisierung manueller Bestückungsmontageprozesse zwecks umfassender Vernetzung und selbstoptimierter Produktion.

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