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Das Rad nicht neu erfinden Omron Electronics GmbH, Langenfeld, Deutschland und IPTE NV, Genk, Belgien

Trennung von Antriebssystemen und Steuerung schafft Flexibilität
Das Rad nicht neu erfinden Omron Electronics GmbH, Langenfeld, Deutschland und IPTE NV, Genk, Belgien

Man sollte das Rad nicht ständig neu erfinden, sagte sich IPTE, als es um die Entwicklung des Nutzentrenners EasyRouter ging. Statt die Maschine immer wieder kundenspezifisch modifizieren zu müssen, wollte das Maschinenbauunternehmen die Antriebssysteme von der Steuerung trennen, um die SPS oder den Industrie-PC jeweils anpassen zu können. Die flexibelste und effizienteste Lösung hat Omron gefunden. Der Automationsspezialist setzt auf den Motion-Controller Trajexia, dessen serieller Anschluss eine Kombination mit jeder SPS und jedem IPC ermöglicht, und auf einen offenen Feldbus als Standard-Link zwischen beiden Komponenten.

Mit der Entwicklung des EasyRouters zielte das weltweit aktive Maschinenbauunternehmen darauf, eine preisgünstige Fräsmaschine zum Trennen von Leiterplatten herstellen und dadurch mit den Anbietern aus Niedriglohnländern konkurrieren zu können. Vor diesem Hintergrund beabsichtigte IPTE, strategische Allianzen mit den Lieferanten der EasyRouter-Komponenten einzugehen.

Partner statt Lieferant
Vor der Produktentwicklung mussten die wichtigsten Partner ausgewählt werden. Denn IPTE wünschte Partnerschaften, die in jeder Phase des Entwicklungsprozesses einen schnellen, zuverlässigen Service und einen entsprechenden technischen Support garantieren. Da die Partner auch die Bauteile für die Serienfertigung liefern sollten, kamen nur weltweit agierende Konzerne wie Omron in Betracht. Im Hinblick auf das globale Element war zugleich eine einheitliche Preisgestaltung, vom belgischen Genk über Portugal bis Singapur, zu berücksichtigen. Zu den wesentlichen Entscheidungskriterien gehörte außerdem die Lieferfähigkeit der Partner. Das heißt, die Komponenten müssen abrufbereit im Lager liegen, damit man jederzeit in der Lage ist, prompt zu reagieren. Ferner strebte IPTE für alle Bauteile das günstigste Preis-Leistungs-Verhältnis an, um höchste Qualität zum niedrigsten Preis anbieten zu können.
Weil das Automationskonzept über die Effizienz einer Fräsmaschine mitbestimmt, hat IPTE von acht Unternehmen Komponenten gekauft oder sich vorführen lassen. Die Ein- und Ausgaben (E/A’s) sind mit Hilfe von Encodern getestet worden. Zudem hat IPTE spezifische Routineprogramme geschrieben, sie auf einem realen Modul sorgfältig getestet und dabei zum Beispiel festgestellt, wie präzise und schnell ein Maschinenteil im Gewicht von 60 Kilogramm horizontal positionieren kann.
Hinsichtlich der Geschwindigkeit und Präzision beim Positionieren war es für ein aussagefähiges Ergebnis unabdingbar, beide Faktoren gleichzeitig zu testen. Zumal es bei einer langsamen Geschwindigkeit einfacher ist, korrekt zu positionieren, eine hohe Anlageneffizienz aber eine entsprechende Geschwindigkeit voraussetzt. Darüber hinaus hat man untersucht, wie viele Befehle geschrieben werden müssen, um spezifische Funktionen auszulösen, und welche Parameter dafür festzulegen sind.
Nach dem internen Testverfahren hat IPTE die Lieferanten gebeten, die erstellten Programme durch einen Experten optimieren zu lassen. Anschließend hat das Unternehmen die notwendigen Messungen wiederholt. Als Ergebnis dieser Tests, die Anfang 2006 durchgeführt worden sind, und nach Verhandlungen mit den potenziellen Lieferanten ist die Entscheidung in der Partnersuche, bezogen auf die Automationskomponenten, auf Omron gefallen.
Motion-Controller und Steuerung getrennt
Omron hat eine Lösung entwickelt, die es ermöglicht, die Funktionen des Motion-Controllers und der Steuerung voneinander zu trennen. Sie basiert darauf, dass der serielle Anschluss des Motion-Controllers Trajexia die Kombination mit jeder SPS oder jedem IPC erlaubt und ein offener Feldbus als Standard-Link zwischen beiden Komponenten zur Verfügung steht. Somit kann IPTE das Steuerungssystem – in der Regel ein IPC, gegebenenfalls eine SPS – problemlos an spezifische Kundenstandards anpassen, ohne die Maschine umbauen zu müssen. Beispielsweise lässt sich eine SPS einfach in einen IPC umrüsten oder durch einen IPC ersetzen. Weitere Pluspunkte hat Omron durch die Kombination seines Motion-Controllers Trajexia und seines preiswerten, ultrakompakten Junma-Servosystems gesammelt, das im Schaltschrank bis zu 30 Prozent weniger Platz braucht als vergleichbare Geräte. Geringe Abmessungen sind letztlich ein wesentliches Auswahlkriterium für die Elektronikhersteller, die als Kunden für den EasyRouter in Frage kommen.
Der benutzerfreundliche Motion-Controller Trajexia, die Bewegungsplattform von Omron, verfügt über ein intuitives Programmiertool, das die Steuerung von bis zu 16 Achsen ermöglicht. Einen zusätzlichen Vorteil bieten die integrierten SPS-Funktionen, die das Management kompakter Maschinen erleichtern. Sie lassen sich mit Hilfe der Motion-Basic-Programmiersprache aus der CX-One-Software, der Programmierplattform von Omron, programmieren. Die Leistung des Motion-Controllers Trajexia in Kombination mit den Junma-Servoantrieben ist herausragend. Messungen haben ergeben, dass die Achsen mit einer Wiederholgenauigkeit von zwei Mikrometer gesteuert werden. Trajexia ist über den offenen Mechatrolink-II-Servobus mit den Junma-Servoantrieben verbunden. Der übergeordnete IPC wird dagegen über den standardmäßig integrierten Ethernet-Port beziehungsweise über Profibus DP- oder DeviceNet-Optionskarten angeschlossen, woraus ein geringer Verkabelungsaufwand resultiert. Das Junma-Servosystem definiert die Grenzen im Hinblick auf eine einfache Konfiguration von Servosteuerungen neu. Es ist ein Servosystem, das keine Parametereinstellungen erfordert, also ein sogenanntes Plug & Run-Konzept, und sich stattdessen automatisch hinsichtlich der gegebenen Lastverhältnisse optimiert. In diesem Fall besteht die Junma-Lösung aus einem Firmware-Speichermodul mit einer 64.000-Zellen-Matrix, die die Arbeit mit einem festgelegten Programm im Motion-Controller ermöglicht. Will man eine andere Aufgabe laden, ist nur eine Aktualisierung der Daten in der Zellen-Matrix nötig, die über den Computer erfolgt.
Wettlauf gegen die Zeit
Nachdem sich IPTE für Omron als Partner entschieden hatte, konnte die Entwicklung beginnen. Omron hat für die von IPTE gewünschte Lösung nur zwei Monate und somit nicht einmal die veranschlagte Zeit benötigt. Den Wettlauf gegen die Zeit hat der Automationsspezialist auch deshalb gewonnen, weil er den Prozess durch einen Projektmanager betreuen ließ, wie es in dem Unternehmen in solchen Fällen üblich ist. Der Projektmanager ist für die praktische Organisation verantwortlich gewesen. Unter anderem hat er die notwendigen Schulungen organisiert und dafür gesorgt, dass während der Entwicklungsphase des Projekts geeignete Experten zur Verfügung gestanden haben. Das Know-how von Omron zeigt sich auch an einer maßgeschneiderten Lösung, die es IPTE erlaubt, das Trajexia Steuerungssystem als CNC-ähnlichen Controller einzusetzen. Damit hat das Unternehmen die Forderung von IPTE erfüllt, den Nutzern des EasyRouters, die mit den im CNC-Bereich verwendeten Standard-G-Codes vertraut sind, beim Trennen von Leiterplatten eine Optimierung des Fräswegs zu ermöglichen.
Ergebnisorientierte Partnerschaft
Die Zusammenarbeit von IPTE und Omron hat sich als echte, ergebnisorientierte Partnerschaft erwiesen. Dies hat dazu beigetragen, dass IPTE seinen EasyRouter rechtzeitig zum Jahreswechsel 2007/2008 in den Markt einführen konnte. Das Konzept der Fräsmaschine kommt an, die geplanten Verkaufszahlen hat man bereits überschritten. Omron zieht mit und beliefert die Serienproduktion von IPTE pünktlich mit Komponenten. Einer langfristigen, erfolgreichen Kooperation der Unternehmen steht demnach nichts im Wege, zumal der Motion-Controller Trajexia und das Junma-Servosystem neu sind und beide Produkte noch mehrere Jahre verfügbar sein werden.
electronica, Stand A1.373 & A1.632
EPP 420

Produktpalette abgerundet
IPTE ist ein Marktführer im Bereich von Produktionsmaschinen und schlüsselfertigen Fertigungsstraßen für Leiterplatten. Das Lieferprogramm reicht von Modulen bis hin zur kompletten Leiterplattenfabrik. Zu den Kunden zählen internationale Hersteller von Elektronikprodukten für die Automobil- und Telekommunikationsindustrie sowie von Consumerartikeln. Beispiele sind Alcatel, Blaupunkt, Bosch, Ericsson, Flextronics, Jabil Circuits, Mitsubishi, Motorola, Nokia und Philips. Die IPTE Gruppe betreibt 20 Zweigniederlassungen in Europa, Nord-, Mittel- und Südamerika sowie in Asien. Fertigungsstandorte von IPTE findet man in Belgien, Deutschland, Frankreich und Portugal. Konstruiert wird in denselben Ländern sowie in Singapur, wo IPTE Maschinen für den chinesischen Markt entwickelt.
In der Vergangenheit produzierte IPTE die High-End-Maschinen selbst, abgesehen von den preisgünstigen Modellen, die das Unternehmen bei einem in Singapur ansässigen Lieferanten in Auftrag gab. Aus strategischen und Flexibilitätsgründen hat IPTE beschlossen, diese Maschinen ebenfalls in einem eigenen Werk zu fertigen. 2004 ist bei IPTE dann die Entscheidung gefallen, eine preisgünstige Produktpalette im belgischen Genk zu entwickeln und damit sein Programm abzurunden. Aufgrund nachhaltiger und, wie die Vertriebszahlen zeigen, erfolgreicher Investitionen ist es gelungen, die EasyLine-Reihe in höchster Qualität und gleichzeitig zu einem niedrigen Preis auf den Markt zu bringen. Eine der wichtigsten Maschinen der EasyLine ist der EasyRouter, eine Fräsmaschine zum Trennen von Leiterplatten.
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