Flexibel für häufige Produktwechsel Klaus Gross, Fuji Machine Europe, Mainz-Kastel

Nach der Einführung der ersten Generation der XP-Serie bietet Fuji mit der XP 142E und XP 242E die zweite Auflage der Bestückungsmaschinen für kleine bis mittlere Stückzahlen und Anwendungen an. Die XP-Serie stellt eine Weiterentwicklung mit einem speziell für den europäischen Markt zugeschnittenen Konzept dar, mit dem Ziel der größtmöglichen Flexibilität bei kleinen Losgrößen und häufigem Umrüsten in der Produktion. Die Baureihe verfügt über einen einfachen und übersichtlichen Aufbau mit leichter Zugänglichkeit, so dass der Aufwand für die Wartung minimiert wird. Dabei können die Maschinen angefangen von 0201-Bauteilen bis hin zu Steckerleisten von 150 mm Kantenlänge alles bestücken. Gleiches gilt für QFPs, PLCCs, BGAs, µBGAs und CSPs.

Ein weiteres Merkmal sind ein oder mehrere mechanische Greifern, die genauso automatisch innerhalb von 0,3 s gewechselt werden können wie Vakuumpipetten. Zur weiteren Flexibilität befinden sich auf beiden Seiten die Feeder auf einer Feederbank, die mit einem Feederwagen fest verbunden ist. Dadurch lassen sich 2 x 50 Feedern innerhalb weniger Minuten wechseln. Off-Line Feeder-Vorbereitung, sowie Feedersplicing ist durch den entsprechenden Einsatz der einzelnen Feederarten möglich.

Darüber hinaus bietet eine adaptive Software vielfältige Möglichkeiten die Produktivität zu steigern: Traceability, Line-Monitoring, Feeder-Maintenance, Dry-Component-Verwaltung, Rüstkontrolle und vieles mehr können mit diesem Softwarepaket realisiert werden. Speziell für die Zielgruppen High Mix/Low Volume bis High Mix/Medium Volume stand ein weiteres Ziel bei der Entwicklung der XP-Serie im Mittelpunkt: direkte Programmierung über Touchscreen an der Maschine. Dies gilt sowohl für die Koordinaten als auch für den Vision-Algorithmus, um neue Bauteile zu definieren. Dazu kann die Bauteilkamera in der Maschine direkt verwendet werden.

Auch für Kleinstanwendungen wird die XP direkt an der Maschine programmiert. Damit kann auf eine externe Programmierstation verzichtet werden, die im Regelfall zusätzliche Hardware- und Softwarekosten verursacht. Selbstverständlich gibt es auch die Option einer Software-Lösung für die Offline-Programmierung, aber sie ist nicht zwingend notwendig. Der Vorteil dieser Offline-Lösung zeigt sich vorzugsweise in der Verwaltung und Optimierung aller Programmdaten. Die CAD-Daten werden übernommen, grafisch dargestellt und dann automatisch auf die einzelnen Maschinen der Linie verteilt. Nach dem Balancing der Linie erhält der Anwender direkt die einzelnen Taktzeiten entsprechend der Bestücksimulation und kann mit diesen Zahlen die Kapazitätsplanung der Linie vornehmen und die Produktionsaufträge entsprechend zuordnen.

Für sehr kleine Losgrößen bietet das Modul „Multi Job Line Balancer“ (MJLB) eine sehr große Hilfestellung. Es definiert eine Produktfamilie bestehend aus einer Zahl an Programmen, die alle auf einer Linie mit einer Rüstung gefahren werden sollen. Das MJLB–Modul optimiert, balanciert und gibt dem Anwender einen entsprechenden Rüstvorschlag für alle Produkte.

Die XP142 hat einen kleinen Revolverkopf mit zwölf Pipetten, die in kurzer Zeit zwölf Bauteile aus den Feedern aufnehmen. Während der Kopf zur Bestückposition fährt, wird ein Bild von der Bauteilkamera von allen aufgenommenen Bauteilen gemacht und danach bestückt. Hierbei wird die Totzeit des Verfahrweges genutzt, um den Visionprozess auszuführen. Dadurch konnte eine Geschwindigkeit von über 19.000 cph erreicht werden.

Die Feeder sind auf einer wechselbaren Feederbank und gewährleisten damit kürzeste Umrüstzeiten bei gleichzeitiger Kompatibilität zur CP6– und CP7-Chip-Shooter-Generation. Feederzuführungen befinden sich auf beiden Seiten und können insgesamt bis zu 100 verschiedene Bauteile vorhalten. Der Bestücker hat eine automatische Selbstkalibrierung, die jederzeit eine Kontrolle und Kalibrierung zulässt. Die Transportbreite wird per Motor automatisch verstellt und von der Fiducial-Mark-Kamera kontrolliert.

Die XP242 ist das Pendant-Model für Steckerleisten, Finepitch-, und Exoten-Bauteile. Sie hat auf der Vorderseite eine Feederbank (Wechseltisch) mit 40 Feedern, kompatibel zur QP3/QP2/IP2. Die 40 Feederplätze beziehen sich auf 12-mm-Feeder beziehungsweise Gurte. Auf der Rückseite befindet sich eine Tray-Station mit bis zu 20 verschiedenen Bauteilbevorratungs-Möglichkeiten. Die Maschine kann Bauteile von 0402 bis 150 mm mit einer Geschwindigkeit von bis zu 6000 cph bestücken. Die Bestücktoleranz liegt bei 0,05 mm bei 5 Sigma. Auch die XP242 hat eine automatische Selbstkalibrierung, die jederzeit eine Kontrolle und Kalibrierung der Maschine zulässt. Beide Maschinen verfügen über eine eingebaute Vakuumpumpe. Daraus ergeben sich sehr geringe Energie- und Verbrauchswerte.

In Zukunft wird eine immer höhere Flexibilität in Bezug auf Kapazität und Modularität von den Bestücksystemen verlangt werden. Innovationen auf dem Bauteilsektor erfordern ein komplettes Umdenken. Die Entwicklung der Visionsysteme wird untypische Bauteilgeometrien berücksichtigen, unterstützt von hochwertigen Beleuchtungen, die unterschiedliche Bauteilkontraste kompensieren. Letztendlich darf natürlich auch eine Betrachtung der Fertigungskosten nicht aus den Augen verloren gehen.

EPP 418