Effiziente, vollautomatische Roboterlötautomation in der Elektronik

Bei vollautomatischen Produktionslösungen steht oftmals alleinig der Faktor Zeit im Mittelpunkt. Doch auch für anspruchsvolle, individuelle Elektronikprodukte können vollautomatische Produktionsprozesse eingesetzt werden. Dabei steht der flexible und effiziente Einsatz der Maschine im Vordergrund. Mit cleveren Ideen hat die Eutect GmbH Roboterlötautomationen entwickelt, die auch bei kleineren Stückzahlen eine vollautomatische Fertigung erlaubt. Dabei wurde auf einen leichten und effizienten Transport der Werkstücke Wert gelegt.

Kompakte Produktionszellen nehmen weniger Stellfläche ein. Somit bleibt mehr Raum für die notwendige Produktionslogistik und die vorbereitenden oder nachfolgenden Prozesse. Clevere Greiferlösungen minimieren die Rüstkosten, erhöhen die Flexibilität der Lötanlagen und somit auch die Fähigkeit, individuelle Produktvarianten mit nur einer Anlage zu verarbeiten. Ein weiterer großer Vorteil ist die frei wählbare Prozessmodulanordnung in den Anlagen. Durch direkte Absprache mit den Kunden und Anwendern können Prozessmodule wie Flussmittelauftrags- oder Lötmodule so platziert werden, dass diese für den Service und die Wartung optimal zugänglich sind. Somit werden Anlagenstillstandzeiten, Material- und Raumkosten sowie der Personalaufwand reduziert. Die Effizienz der Gesamtfertigung wird daher automatisch gesteigert.

Neben diesen mechanischen Innovationen entwickelte das Unternehmen die Softwarelösung EuRoC, die 2009 erstmals vorgestellt wurde und die integrierten Roboter ohne große Vorkenntnisse zu programmieren ermöglicht. Über das intuitiv zu bedienende Eutect Machine Interface (EMI) kann die Maschine auf einfachste Weise bedient, verfahren oder in den Abläufen optimiert werden. Daher kann der Bediener in kürzester Zeit offline wie online neue Programme und Abläufe für weitere Produkte erstellen.

Die Möglichkeit, sich mit einem Knick-Arm-Roboter und den dazugehörigen Produktgreifern komplett frei im Raum bewegen zu können, erweitert den Möglichkeitsradius und maximiert die Nutzung von Räumen und Prozessen. Bis zu vier verschiedene Greifer-Lötmaskenkombinationen können in einer Anlage magaziniert und vollautomatisch gerüstet werden, was die Verarbeitung einer großen Anzahl von Produktvarianten ermöglicht.

„Wir verkaufen inzwischen eine Vielzahl von Zellen mit dem kopfüber-integrierten Achsenroboter. Gerade unsere Kunden, die unterschiedlichste Prozessschritte in der Zelle vereinigen möchten, schätzen das platzsparende Transportieren der Werkstückträger durch den oben montierten Roboterarm“, freut sich Matthias Fehrenbach, der mittlerweile Teil der Geschäftsführung ist.

Doch die Integration des 6-Achsen-Roboters war nur ein Schritt hin zu einer cleveren Lötautomationslösung. „Wir mussten uns ein Lösung für den Transport der Baugruppen vor und nach den Lötprozessen überlegen“, erinnert sich Fehrenbach jun., denn in herkömmlichen Produktionen werden häufig komplette Werkstückträger (WT) mit allen Funktionen und dem zu bearbeitenden Produkt durch die Anlagen gefördert.

Auf Grund des Gewichts und der Abmessung sind solche Werkstückträger gerade für die 6-Achsen-Roboter schwer zu bewegen. „Oftmals übersteigen diese WTs das Gewicht von 6kg und sind somit schlichtweg zu schwer für unsere Anlagen. Aus diesem Grund haben wir eine eigene WT-Generation entwickelt“, erklärt Fehrenbach jun. Die Werkstückträgerkombination ermöglicht durch einen aufsetzbaren und produktspezifischen Satellitenträger, diese mit einem Roboter und oder einer Handlings-Kinematik direkt vom Band zu greifen. Anschließend werden die Satellitenträger einfach zu den einzelnen Prozessen transportiert. Der Satellitenträger ist frei von jeglichen Funktionen und dient allein dazu, die Baugruppe innerhalb der Lötanlage zu bewegen. Nach Abschluss des Prozesses wird der Träger wieder auf dem herkömmlichen WT, der vor der Lötanlage wartet, abgesetzt.

Auf Grund der geforderten Material- und Energieeffizienz werden die Satellitenträger immer im Leichtbau gefertigt. Dies erlaubt es auch, kleinere Roboter mit geringerer Traglast zu integrieren, wodurch weitere Kosten eingespart werden können. Die Satellitenträger können mit einem geringeren Aufwand beschafft und bei Produkt- oder Variantenwechsel leicht und schnell umgerüstet werden. Dadurch kann auf einen kompletten Werkstückträger sowie Puffer- oder WT-Speicher für jede Produktvariante verzichtet werden. Zusätzliche Ersatzteillager und weitere Investitionskosten werden ebenfalls vermieden. Die größten Vorteile der Werkstückträgerkombination sind somit eingesparte Material- und Raumkosten sowie Zeitaufwände.

„In der Summe ermöglichen clevere Roboterlötautomationen in Verbindung mit der Werkstückträgerkombination spürbare Produktions- und Kosteneffizienzsteigerungen. Gleichzeitig erreichen wir eine nachhaltige Flexibilität und Effizienzsteigerung, um die Kundenprodukte von morgen zu fertigen, ohne diese heute wirklich zu kennen“, fasst Matthias Fehrenbach zusammen.