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Elektronikfertigung: Für die richtige Balance zwischen Produktivität und Flexibilität

| Autor / Redakteur: Claudia Mallok * / Dr. Anna-Lena Gutberlet

Smarte Lösung für Elektronikfertiger aus dem High-Mix/Low-Volume-Segment: Der italienische EMS-Provider NES aus Neapel hat Hard- und Software seiner Baugruppenfertigung komplett modernisiert.

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Bild 1: Das SMT-Team der Net Electronic SMT ist überzeugt davon, dass Juki`s Konzept die richtige Balance zwischen Produktivität und Flexibilität schafft.
Bild 1: Das SMT-Team der Net Electronic SMT ist überzeugt davon, dass Juki`s Konzept die richtige Balance zwischen Produktivität und Flexibilität schafft.
(Bild: NES)

Vor gut einem Jahr wurde der erste SMD-Bestückautomat RS-1 mit Takumi Head Bestückkopf installiert, fünf weitere Modelle des schnellen, intelligenten und modularen Alleskönners folgten sowie die Traceability-Software IFS-NX. Federführend bei der Installation und Inbetriebnahme war I-Tronik in Padua, Juki’s Vertriebspartner in Italien.

„Unsere Strategie für die Zukunft sind kontinuierliche Investitionen in Ausrüstung, Software und Mitarbeiter. Nur das ständige Wachstum dieser drei Säulen ermöglicht es uns, in unserer Branche, die immer in Bewegung ist, erfolgreich und auf dem neuesten Stand zu bleiben“, betont Marco Punzo, Gründer und Geschäftsführer von NES.

„Wir begleiten die Produktentwicklung bei unseren Kunden aus der Perspektive der Fertigbarkeit, damit unsere Kunden ein Produkt entwerfen und industrialisieren können, das einfach, wirtschaftlich und in hoher Qualität produzierbar ist“, sagt der NES-Chef.

Für den Fertiger heiße das stets technologisch auf der Höhe sein und in Ausrüstung, Prozesse und Mitarbeiter investieren. Dabei komme es nicht allein auf gut ausgebildete und geschulte Mitarbeiter an. Wichtig sind Teamspieler, denn nur ein gut funktionierendes Team kann mit kontinuierlicher Verbesserung durch Innovation und Automatisierung die operativen Prozesse konsequent optimieren.

Schnelle Platzierung und große Flexibilität mit einem Bestücker

Neben Juki kamen zwei andere Anbieter in die engere Auswahl für die neuen Produktionslinien. Dabei lieferte der Bestückautomat RS-1 von Juki im Benchmark mit den beiden anderen Pick & Place-Automaten das beste Ergebnis bei den Entscheidungskriterien Schnelligkeit, Präzision, Zuverlässigkeit, Garantie und Kosten.

In den RS-1 Automaten ist der Bestückkopf Takumi Head mit vollautomatischer Höhenverstellung integriert. In der Vergangenheit musste der Bestückkopf so hoch montiert werden, dass die höchste Komponente auf der Leiterplatte platziert werden konnte. Bei flachen Bauteilen bedeutet das einen unnötig großen Verfahrweg. Bei Takumi Head stellt ein vollautomatisches Zentriersystem den Bestückkopf während des Betriebes individuell in sechs verschiedenen Höhenpositionen auf die Bauteilhöhe ein. Damit befindet sich der Bestückkopf so nah wie möglich an den Feedern und der Leiterplatte. Das heißt, der Z-Achsen-Verfahrweg reduziert sich auf ein erforderliches Minimum und die Taktzeit wird optimiert.

Bild 2: Der Bestückautomat RS-1 punktete in Schnelligkeit, Präzision, Zuverlässigkeit, Garantie und Kosten und ist zudem einfach einzurichten.
Bild 2: Der Bestückautomat RS-1 punktete in Schnelligkeit, Präzision, Zuverlässigkeit, Garantie und Kosten und ist zudem einfach einzurichten.
(Bild: NES)

Der Takumi Head mit acht Vakuumpipetten erreicht eine Bestückgeschwindigkeit von 42.000 Bauteilen pro Stunde. Zur Schnelligkeit kommt Flexibilität: Das Bauteilespektrum reicht von SMD-Komponenten von 0201 (metrisch) bis zu 74 mm (quadratisch) bzw. 50 mm × 150 mm (rechteckig) Kantenlänge und bis 25 mm Bauteilhöhe. Jede Vakuum­pipette hat RFID-Tags für die Kontrolle und Rückverfolgbarkeit.

Mit der neuen Offline-Teach-Kamera und der JaNets/NPI Plus-Software bietet der RS-1 eine einfache Dateneingabe für eine schnellere Programmierung für alle Bauteileformen. Ein weiteres Novum sind die neuen RF-Feeder. Sie sind kleiner und leichter bei gleicher Positionsgenauigkeit. Die geringere Breite ermöglicht bis zu 112 Feeder-Eingänge bei 8 mm Feedern.

Bild 3: Der intelligente Feeder prüft kontaktlos via WLAN, ob sich das richtige Bauteil auf der Rolle befindet und verriegelt im Fehlerfall.
Bild 3: Der intelligente Feeder prüft kontaktlos via WLAN, ob sich das richtige Bauteil auf der Rolle befindet und verriegelt im Fehlerfall.
(Bild: Juki)

Vollständige Traceability für Produkt und Prozess

Rückverfolgbarkeit ist ein wichtiges Thema bei NES. Kunden erwarten von ihren Lieferanten eine eindeutige Identifikation und Traceability jedes elektronischen Bauteils, um bei Mängeln die möglichen Fehlerquellen schneller eingrenzen zu können. Auch der Fertiger selbst profitiert von durchgängiger Traceability. Mehr Transparenz ermöglicht nachhaltiges Kostenmanagement und Prozessoptimierung.

NES hat neben der Hardware Juki‘s Traceability-Software IFS-NX (intelligentes Feedersystem mit kontaktloser RFID) für intelligente Rüstkontrolle und vollständige Rückverfolgbarkeit installiert (Bild 3).

Bild 4: Jede Feeder-Position wird automatisch erkannt, wenn die Feeder-Bank positioniert wird.
Bild 4: Jede Feeder-Position wird automatisch erkannt, wenn die Feeder-Bank positioniert wird.
(Bild: NES)

Die Software überprüft die für die verwendeten Rollen erforderlichen Teilenummern, um sicherzustellen, dass die richtigen Bauteile bestückt werden. Die Produktion kann nicht gestartet werden, wenn eine Komponente fehlerhaft ist. Jede Feeder-Position wird automatisch erkannt, wenn die Feeder-Bank positioniert wird (Bild 4). Die Übereinstimmung wird auch jedes Mal überprüft, wenn eine Komponente aufgefüllt wird. Für die vollständige Rückverfolgung werden die Chargennummern der Bauteile aufgezeichnet und mit der Seriennummer der Leiterplatte, auf der sie verbaut sind, verknüpft.

Das Offline-Einrichten der Zuführung mithilfe von Zuführwagen reduziert Fehler und verkürzt die gesamte Einrichtungszeit, indem Bediener durch den Prozess geführt werden. Die Chargennummern der Komponenten können während der Produktion aufgezeichnet und mit der Seriennummer der Leiterplatte verknüpft werden, auf der sie angebracht sind, um eine vollständige und genaue Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten. IFS-NX zeichnet die Wartungs- und Inspektionshistorie der Feeder auf und verwaltet sie. Wartungspläne werden erstellt, und Warnungen können basierend auf der tatsächlichen Verwendung festgelegt werden, einschließlich Kommissionierzyklen, Betriebsstunden und Fehlkommissions­raten.

„Die Traceability schätzen unsere Kunden bei der neuen Produktionslinie besonders“, betont Marco Punzo. „Unser System ermittelt nicht nur einen effizienten und sicheren internen Zyklus, sondern kann ihn auch vom Code auf einem Produkt bis zum gesamten Produktionszyklus ermitteln und die Leiterplatte mit den verarbeiteten Bauteilen verknüpfen“, erklärt er weiter. Die Bauteile, die internen produktionsbegleitenden Dokumente und die fertigen Baugruppen werden durch Strichcodes und QR-Codes identifiziert. „Für uns bietet die Transparenz, die wir durch die Rückverfolgbarkeit des Prozesses gewinnen, die Möglichkeit, weiteres Optimierungspotential zu heben und unsere Produktivität zu steigern“, fasst Marco Punzo zusammen.

Ausrüstung, die der italienische Markt braucht

Installation von Hard- und Software war der Part der Firma I-Tronik, seit der Productronica 2013 Vertriebspartner von Juki in Italien. „Mit I-Tronik arbeiten wir seit unserer Gründung im Jahr 2003 zusammen und durch den Vertrieb für Juki noch enger“, berichtet Marco Punzo.

I-Tronik mit Sitz in Padua rüstet Elektronikfertiger mit Maschinen, Anlagen und Verbrauchsmaterialien aus. Seit mehr als 25 Jahren beliefert I-Tronik den italienischen Markt, den italienischen Teil der Schweiz, Malta und Slowenien. Sieben erfahrene Servicetechniker übernehmen Maschineninstallation, Schulung, Wartung und Service vor Ort.

Seit 10 Jahren lädt I-Tronik einmal im Jahr zu einem dreitägigen Workshop mit Live-Präsentationen ein. Auf direktem Weg werden Neuigkeiten, technische Details und Entwicklungen im Markt gezeigt und die Anforderungen an Elektronikfertiger diskutiert. So findet man heraus, welche Ausrüstung der italienische Markt hat und sucht die besten technischen Lösungen. „Andererseits geben wir unseren Lieferanten und Partnern ein kontinuierliches Feedback, um sie dabei zu unterstützen, ihr Angebot immer weiter zu verbessern“, erklärt Michele Mattei, Vertriebschef und einer der beiden Unternehmensgründer das Erfolgsrezept.

Bild 5: Bei NES wird der gesamte interne Ablauf erfasst, um die Rückverfolgbarkeit der Produktion für Kunden zu gewährleisten.
Bild 5: Bei NES wird der gesamte interne Ablauf erfasst, um die Rückverfolgbarkeit der Produktion für Kunden zu gewährleisten.
(Bild: NES)

Nicht nur ein Händler sondern ein echter Partner

„Mit Juki bieten wir unseren Kunden eine bekannte und renommierte Marke an, die einfach zu installieren ist und kaum Service erfordert, denn Juki gibt drei Jahre Garantie auf jeden Automaten. Darüber hinaus können wir mit Juki die gesamte SMD-Linie vom Drucker über die Bestückautomaten bis zum Reflow-Ofen mit vollständiger Rückverfolgbarkeit aus einer Hand anbieten“, so der Vertriebschef. „Der Hauptvorteil für unsere Kunden ist, dass sie in I-Tronik einen echten Partner und nicht nur einen Händler an ihrer Seite haben“, betont er. Über die Maschinen, Standardinstallation und Service hinaus erhalten Elektronikfertiger wertvolle Unterstützung, wie sie die Organisation ihrer Anlagen und Prozesse verbessern können, stellt der I-Tronik-Manager den Mehrwert für seine Kunden heraus.

NES-Geschäftsführer Marco Punzo bestätigt: „I-Tronik und Juki waren für uns echte Partner in diesem Projekt. Mit beiden hatten wir die Möglichkeit, über die Neuorganisation unserer Fertigung nachzudenken und uns beraten zu lassen, wie wir die Effizienz unserer Fertigung steigern können.“

* Claudia Mallok arbeitet als freiberufliche Fachjournalistin.

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