SMD-Automat für speziellen Einsatz

Kompakter Alleskönner

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Das Ziel der Ahlborn Mess- und Regelungstechnik ist es, den individuellen Anforderungen seiner Kunden gerecht zu werden und ein flexibles und hochwertiges Produkt mit gerechtem Preis-, Leistungsverhältnis zu produzieren. Die Mitarbeiter sind mit hohem Maß an Eigenverantwortung auch am Gewinn beteiligt.

Autotronik-SMT, Amberg

Der Name Ahlborn steht für innovative Entwicklung, für Qualität und Messgenauigkeit. Seit mehr als 30 Jahren entwickelt, fertigt und vertreibt das Unternehmen hochwertige Messtechnik für Forschung, Industrie und Handwerk.
Firmenhistorie
Im Jahre 1973 rief der Inhaber Otto-Eduard Ahlborn das Unternehmen zur Produktion zum und Vertrieb von elektronischen Temperaturmessgeräten im oberbayrischen Holzkirchen ins Leben. Im Oktober 1990 wurde dann mit ehemaligen Mitarbeitern des Thermometerwerks Geraberg eine Betriebsstätte in Ilmenau/Thüringen gegründet. Zunächst wurde hier nur das Sortiment des Unternehmens vertrieben und entwickelt, inklusive der Soft- und Hardwareentwicklungen. Doch nimmt der Fertigungsanteil in Ilmenau einen größer werdenden Anteil am Gesamtproduktionsvolumen ein. In Thüringen wurde die Bestückung der Leiterplatten mehr und mehr rationalisiert, und eine Wellenlötmaschine angeschafft. Die SMD-Bestückung hatte einen stetig wachsenden Anteil am Produktionsvolumen, so dass im Jahre 1996 ein SMD-Automat als Tischgerät (Pick and Place-Maschine) angeschafft werden konnte, der ca. 1000 Bauelemente in der Stunde verarbeitet. Mit einer mechanischen Zentrierung der Bauelemente (Zangenzentrierung) und 38 Bauelementezuführungen konnten bis zu 38 verschiedene Bauelemente pro Job verbaut werden. Um die neu geschaffene SMD-Fertigungslinie zu komplettieren, mussten noch eine Lotpastendruckvorrichtung und ein Lötofen angeschafft werden. Dabei wurde die Lotpaste von Anfang an mittels einer Metallschablone aufgetragen, d.h. kein Dispensen der Lotpaste also. Als Lötofen funktionierte anfangs ein Batchofen, dann wurde ein Durchlaufofen verwendet, damit man schneller und rationeller den wachsenden Anforderungen der elektronischen Messgeräte, die immer kleiner und leistungsfähiger wurden, gerecht werden konnte. 1998 kam ein baugleicher SMD-Automat dazu, womit die beiden Automaten vorerst den Bedürfnissen genüge waren.
Voraussetzung zur Bestückung
Eine ständige Miniaturisierung der Geräte bei gleichzeitiger Steigerung der Leistungsfähigkeit führte nach einiger Zeit die beiden bereits vorhandenen Maschinen immer mehr an ihre Leistungsgrenze. Wichtig war dem Unternehmen dabei die Anforderung, dass der SMD-Automat in der Lage ist, hochpolige und unregelmäßig geformte Bauelemente (Finepitch Bauelemente wie Foliensteckverbinder oder Prozessoren im PLCC-Gehäuse mit einem Pinabstand von 0,5 mm) mit einer Bestückleistung deutlich über 1000 Bauelemente in der Stunde zu bestücken. Die anzuschaffende Maschine sollte jedoch aus baulichen Gründen des Firmengebäudes so klein sein, dass sie in den Räumen des ehemaligen Wohngebäudes aufzustellen war. Die Anzahl der Bauelemente-Zuführungen (Feeder) musste dabei deutlich höher sein als bei den bereits vorhandenen Maschinen, gleichzeitig durfte sie in einen gewissen finanziellen Rahmen nicht sprengen. Somit kam eine kleine, mit einer Laserzentrierung ausgerüstete Maschine in die engere Auswahl.
Auf der Productronica in München im Jahre 2003 wurde dann Kontakt zu Autotronik-SMT hergestellt, die mit dem automatischen SMT-Bestücker BS383 einen kleinen Automaten in ihrem Programm haben, der genau den Vorstellungen und Anforderungen entsprach. Seit März 2004 ist dieser Bestücker nun im Unternehmen in Ilmenau in Betrieb, und stellt ausschließlich Baugruppen für den eigenen Bedarf her. Dabei waren die Flexibilität, Leistungsfähigkeit und Präzision des Bestückers, gepaart mit einem fairen Preis-, Leistungsverhältnis, ausschlaggebende Punkte für seine Anschaffung. Nachdem die Grundphilosophie der Bedienung der bereits vorhandenen beiden Maschinen entsprach, war die Einarbeitungszeit kurz. Grundanliegen des Unternehmens ist neben der Serienfertigung von Präzisionsmessgeräten auch die individuelle Anpassung der Geräte nach Sonderwunsch des Kunden. Dazu ist eine häufige Änderung der Leiterplatten sowie deren Bestückung notwendig, was ab dato mit der SMD-Bestücklinie inklusive des BS383, der Leiterplattenentwicklung und der Datensatzaufbereitung im eigenen Haus schnell und kostengünstig zu bewerkstelligen ist. Dazu der Produktionsleiter Uwe Brückner: „Die Anschaffung des Automaten BS383 war vor eineinhalb Jahren die richtige Entscheidung und ist es bis heute noch. Hervorzuheben ist die sehr unbürokratische Unterstützung in allen Fragen zur Bedienung und Einstellung des Automaten durch Autotronik-SMT.“
Eingesetzt wird der automatische SMT-Bestücker im Einschichtbetrieb mit einer Person zur Bedienung. Die Joblaufzeit beträgt je nach Anforderung von einem halben bis drei Tage, die Auslastung liegt bei ca. 80% inklusive der Rüstzeiten, die reale Bestückleistung mit manuellem Leiterplattenwechsel liegt bei ungefähr 2500 Bauelementen in der Stunde. Verarbeitet werden Gehäuseformen von 0603 bis QFP100 und Sonderbauteile wie Foliensteckverbinder 40polig mit 0,5 mm Pinabstand. Die Bauelemente werden mittels der Laserzentriervorrichtung und optischer Zentrierung bearbeitet. Bei QFPs ab 0,65 mm Pinabstand sind die Rüstzeiten durch eine mitgelieferte Softwareanbindung an Eagle-Dateien (Leiterplattendateien) kurz. Der verwendete Bestücker hat mit 125 cm Höhe, 95 cm Breite und 115 cm Tiefe ein Gewicht von 300 kg. Des Weiteren drei Feederracks mit je 22 Bauelemente-Zuführungen, zwei Abholflächen für die Bestückung von Bauelementen aus Tabletts sowie eine Laserzentrierung und eine optische Zentrierung.
Eigenschaften des BS383
Die automatischen SMT-Bestücker des Typs BS383V1 und BS383V2 haben eine stabile und starre Konstruktion. Hier werden präzise Hochleistungskugelumlaufführungen verwendet, die eine lange Lebensdauer der Mechanik garantieren. Vorgespannte Kugel-Gewindetriebe in Verbindung mit DC-Servomotoren geben Zuverlässigkeit und Stabilität. Das „Vision on the Fly“-Zentriersystem ist für alle SMD-Bauteile von 0201, SOIC, PLCC und QFPs geeignet. Dabei hat Typ V1 einen Vision-on-the-Fly-Kopf, Typ V2 zwei Köpfe. Ein optionales optisches Zentriersystem für 0,5 mm Fine Pitch QFP, BGA, µBGA und CSP ist verfügbar. Mit dem optionalen Dispenserkopf, der Klebstoff oder Lötpaste verarbeiten kann, stellt der Bestücker eine optimale Lösung zum Dosieren von kleinen und mittleren Stückzahlen dar, ohne dass Schablonen benötigt werden. Als Auto-Referenzpunkterkennung sind neben Kreisen und Rechtecken auch Durchkontaktierungen geeignet. Lieferbar sind 8 mm, 12 mm, 16 mm, 24 mm, 32 mm, 44 mm, 56 mm und 72 mm Tape-Feeder wie auch ein Halbschritt-Feeder mit 2 mm Vorschub für 0201/0402-Bauteile. Ein universeller IC Tube Feeder überzeugt durch ein luftbetriebenes Design, ist kompakt und in drei Ausführungen erhältlich. Das optionale 3 Stage Transportband CY-3V erhöht die Bedienerfreundlichkeit und ermöglicht eine Inline-Produktion. Neben der direkten Eingabe der Bestückdaten durch die Teach-in-Kamera ist auf Wunsch der direkte Datentransfer von generierten CAD-Daten möglich. Das automatische Justieren des Platzierdrucks bei verschiedenen Bauteilhöhen erfolgt mittels gefederter Werkzeuge. Ein optionales Remote Service Kit ermöglicht den Zugriff auf die Maschine per Internet, d.h. Programmieren, Kalibrieren und Service kann durch das Service Center von Autotronik-SMT durchgeführt werden. Die Teach-in-Kamera verfährt mittels integrierter Software zum jeweiligen Bauteil und zeigt die passende Grafik auf dem Bildschirm, so dass der Anwender manuell beispielsweise den Schablonendruck und die Platzierung der Bauteile oder Lötstellen überprüfen kann. Das Feeder-Rack FR-22A lässt sich schnell auswechseln und nimmt 22 Stück der 8/12 mm Tape Feeder oder 80 der 8 mm Tubes auf. Bestückertyp BS383V1 verarbeitet bei optimalen Bedingungen bis zu 3600 Bauteile in der Stunde, der BS383V2 bis zu 5500 Bauteile. Mit einem Gewicht von jeweils 400 kg haben die beiden Bestücker Maße von 1030 mm Länge, 940 mm Breite und 1250 mm Höhe. (dj)
Productronica, Stand A5.404
EPP 414
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