Automatische selektive Lötprozeduren reduzieren den Zeitaufwand und senken Kosten Programmieren muss einfach sein - EPP

Automatische selektive Lötprozeduren reduzieren den Zeitaufwand und senken Kosten

Programmieren muss einfach sein

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Selektivlöten ist ein wichtiges Verfahren in der Elektronikfertigung, doch wird es offline und typischerweise in High-Mix-Umgebung eingesetzt, wobei der Zeitaufwand für Setup und Programmierung sehr hoch ist und deshalb in der Linie erhebliche Produktionsverzögerungen entstehen können. Vitronics Soltec, Anbieter von mehreren bewährten hochentwickelten, automatischen Selektivlötanlagen mit komplexer Handling-Robotik, hat diese Aufgabenstellung aufgegriffen und dafür eine effiziente Softwarelösung entwickelt.

Vitronics Soltec, Oosterhout

Die Software ist darauf ausgerichtet, den Lernprozess (Teaching) für die Abfolge der einzelnen selektiven Lötschritte deutlich zu vereinfachen. Vitronics Soltec hat diese Lösung aus Hard- und Software in die neue, kompakte Lötanlage mySelective 6745 integriert. Für die Verwendung dieser Maschine gab es eine ganze Reihe von Gründen, in erster Linie der ziemlich einfache und unkomplizierte automatische Betrieb des Lötsystems. Das kompakte Modell mySelective 6745 ist natürlich kompatibel für Prozesse mit Bleifrei-Baugruppen und zudem als Anlage mittlerer Größe besser für vereinfachte Programmierprozeduren geeignet, als die großen Maschinen mySelective 6747 und 6748.
Das Entwicklungsergebnis ist eine integrierte Hardware/Software-Lösung, in der einfache und rasch durchführbare Programmierung mit einer hochentwickelten, flexiblen und automatischen Selektiv-Löttechnik kombiniert sind – mySelective 6745 mit der Software EasyTeach. Damit stehen eine einfache und schnelle Programmierung mit einer sehr flexiblen und automatisch erfolgenden selektiven Löttechnik zur Verfügung. EasyTeach sorgt für eine schnelle und einfache Maschinen-Verfügbarkeit. Mit Hilfe einer gescannten Bilddatei der Baugruppe kann der Anwender den Ablauf des Lötvorgangs innerhalb weniger Minuten mittels weniger Mausklicks einrichten.
Hardware
Die Lötanlage ist ein kompaktes, automatisiertes und inline-fähiges System. Es zeichnet sich durch eine sehr genaue und flexible Lötrobotik sowie ein optimiertes Boardhandling aus. Die Maschine hilft, den beschränkten Platz in der Fertigung optimal zu nutzen. Zudem kann sie auch relativ einfach das bestehende Produktionsequipment ergänzen (modulares Konzept), um zusätzliche Fertigungskapazitäten bereitzustellen, wenn aufgrund steigenden Bedarfs die Notwendigkeit dafür vorhanden ist. Zusätzliche Vorheizmodule und Fluxereinheiten lassen sich hinzufügen. Das Basis-Lötsystem umfasst bereits ein Infrarot-Vorheizungsmodul, den Dropjet-Fluxer, sowie die SelectWave Lötdüse. Der flexible Roboterarm des Systems erlaubt auch ein komplikationsloses Löten unter einem Winkel, um sonst schwierig zu erreichende Bereiche auf einem Board zu erfassen. Auch sind eine spezielle Lifting-Einheit und das SecureGrip Leiterplatten-Greifsystem enthalten, mit dem die Funktionalität der Maschine komfortabel erweitert wird. So können mit dem Gripper sonst auftretende Durchbiegungen und der Verzug von Baugruppen verhindert werden, zudem lassen sich auch nicht-planare Leiterplatten sicher damit halten oder kritische Bauelemente in der benötigten Position zuverlässig fixieren. Weiterhin ist ein unbeschränkter Bewegungsablauf für die Rotation des Arms um die U-Achse vorgesehen, auch der Austausch ist über eine Schnell-Steckverbindungen sehr leicht durchführbar, außerdem ist der Gripper sowohl in Länge als auch Weite vollständig einstellbar. Soweit die wesentlichen Charakteristiken der System-Hardware.
Software
Das EasyTeach-Anwendungsprogramm ermöglicht ein schnelles und einfaches Einrichten der Maschine. Mit Hilfe einer Abbildung (beispielsweise BMP oder einfacher Scan) der Baugruppe kann der Benutzer die Abfolge der Lötsequenz für jede Baugruppe innerhalb weniger Minuten mit einigen Mausklicks erzeugen. Der Anwender kann zudem den Flussmittelauftrag oder den Lötprozess weiter optimieren, indem er den Weg auf der grafischen Darstellung der Baugruppe einfach ändert. Es handelt sich hierbei um eine intuitive Programmierung, nach dem Prinzip „Klicken und Löten“.
Keine spezialisierten CAD-Entwicklungswerkzeuge, auch kein aufwändiges Training oder umfassende Fähigkeiten der Computerprogrammierung sind nötig, um dieses Programm einzusetzen. EasyTeach benötigt für den Start wirklich nur eine einfache grafischen Abbildung der Baugruppe. Der Benutzer wählt einfach die Stellen für den Flussmittelauftrag und den Lötvorgang auf der Abbildung aus, markiert die Punkte mit einigen Mausklicks – und das Programm erstellt dann selbsttätig innerhalb weniger Sekunden die Sequenzen für das Fluxen und den Lötvorgang.
Datensätze solcher bereits vorhandenen Sequenzen lassen sich für die Anwendung mit anderen Baugruppen einfach kopieren oder duplizieren, wobei das Programm die optimale Abfolge für Fluxen und Löten automatisch berechnet. Mit Hilfe von EasyTeach kann ein Anwender in der dreifachen Lötzeit ein Programm erstellen, d. h. Lötzeit x 3 = Teachzeit.
„EasyTeach ist so überzeugend einfach zu lernen und anzuwenden, dass diese Einfachheit neue Benutzer extrem überrascht,“ unterstreicht Peter Raaijmakers, der Produkt Manager Selektives Löten bei Vitronics Soltec. „Weil das Programm auf eine natürlich-intuitive Weise bedient wird, tun sich die Anwender sehr leicht damit. Dies macht EasyTeach zu einem idealen Werkzeug in einer High-Mix-Fertigungsumgebung. Jeder, der den einfachen Editor eines Grafikprogramms anwenden oder das Layout einer Zeitschrift gestalten kann, beherrscht auch rasch EasyTeach.“
Mit der mySelective 6745 kann man mit oder auch ohne einen Rahmen fahren. Eine hohe Lötqualität mit geringem Ausschuss sind garantiert. Ein Wartungsaufwand ist sehr gering. Somit ist die Anlage kosteneffizient und natürlich kompatibel mit dem Bleifrei-Prozess. Für die Anwender entwickelt das Unternehmen optimierte Lötwerkzeuge auf Grundlage der jahrzehntelangen Erfahrung im Design des Toolings fürs Wellenlöten, mit einem profunden Verständnis der dynamischen Strömungsverhältnisse in geschmolzenen Lotlegierungen und deren Metallurgie. Dieser Fakt stellt sicher, dass die Anforderungen eines Kunden, unabhängig davon, wie komplex sie sein mögen, erfolgreich in Lösungen für die Serienfertigung überführt werden.
Anwender
Liad Elektronik Breda BV, ist ein führender europäischer Lohnfertiger mit Sitz im holländischen Breda, der Elektronikbaugruppen im Auftrag seiner Kunden herstellt. Diese Baugruppen finden ihren Weg in eine Vielzahl von unterschiedlichen Geräten einschließlich solcher für Bezahlfernsehen, Zugangskontrollsysteme, HDTV-Kameras, Notbeleuchtungssysteme und vieles mehr.
Weil sie, typisch für Auftragsfertigung, in einer High-Mix-Produktionsumgebung durchgeführt werden, zeichnen sich diese Aufträge oft durch sehr spezielle Anforderungen aus, erklärt Richard Aerts, Produktions- und Prozessingenieur bei Liad. Große Bauelemente, Kühlkörper und andere spezielle Herausforderungen verlangen nach hoher Flexibilität in Liads Produktionslinie sowie dem Einsatz einer selektiven Lötstation für Bauelemente, die nicht mit den üblichen industriellen Löttechniken für hohe Volumen bearbeitet werden können. Es ist ein mittelständisches Unternehmen mit 50 Mitarbeitern, betreibt zwei SMT-Linien mit Schablonendruck, Pick&Place-Bestückautomaten sowie Curing- und Reflowöfen, hinzu kommt noch eine Wellenlötlinie plus eine offline-platzierte selektive Lötanlage. „Mit dieser Fertigungsmöglichkeiten können wir viele Aufträge in einem vernünftigen Volumen bewältigen, wobei wir uns allerdings keine übermäßig lange Stillstandszeiten oder Setup-Prozeduren leisten können“, sagt Aerts. „Deshalb entschieden wir uns nach einer umfassenden Marktrecherche nach verfügbaren Systemen und Techniken für mySelective 6745 von Vitronics Soltec mit dem EasyTeach-Anwendungsprogramm als selektive Lötanlage. Wir wählten mySelective 6745 aus einer ganzen Anzahl von wichtigen Gründen. Zum einen hat dieses System einen stationären Lottiegel, der sicherstellt, dass es länger dauert, bis kritische Verunreinigungen des Lötzinns mit Kupfer-Kristallen auftreten. Dies reduziert die Stillstandszeiten und spart uns Materialkosten ein. Zweitens ist es zudem eine äußerst flexible Maschine, die eine breite Palette von verschiedenen Produkten und Fertigungslosen optimal bearbeiten kann. Und zum Dritten ist es sehr leicht, Prozessparameter sowie das Anwendungsprogramm mit EasyTeach zu ändern.“ Die Programmierung einer Baugruppe mit EasyTeach ist so einfach, betont Aerts, dass die Anwender nur eine grafische Abbildung einer Baugruppe brauchen, um die Maschine zu programmieren. „Wir haben bisher dazu nichts vergleichbar Einfaches gesehen, um eine Lötmaschine für die Serienfertigung zu programmieren. Die über CAD-Daten programmierbaren Systeme gehen von Punkt zu Punkt vor, während man allerdings beispielsweise beim Löten und Flussmittelauftrag manchmal etwas früher beginnen will oder die Steckerlötung etwas länger benötigen soll. Mit EasyTeach erfolgt dies intuitiv und ist ziemlich leicht zu programmieren. Dafür ist kein spezielles Training nötig und deshalb sind wir damit in der Lage, praktisch jeden unserer Fertigungsmitarbeiter rasch für die Bedienung dieser Maschine auszubilden. Ich betone nochmals abschließend: dieses selektive Lötsystem verhilft unserer Fertigung zu großer Flexibilität und spart uns viel Zeitaufwand. Selektivlöten war traditionell einmal ein Bereich, in dem sich der Produktionsfluss ziemlich verlangsamen konnte. „Aber dieses Problem existiert für uns sowie für andere Lohnfertiger im High-Mix-Bereich nicht mehr. Vorausgesetzt eine kompakte Lötanlage mySelective 6745 mit der schnellen und einfache Programmierung per EasyTeach wird eingesetzt. Wir bei Liad BV verzeichnen damit weniger Zeitaufwand in der Fertigung, weniger Lötfehler und einen deutlich geringeren Aufwand für das Programmieren der einzelnen Lötaufträge“, resümiert Richard Aerts.
SMT, Stand 9-338
EPP 426
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