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Unterbrechungsfrei im Kundentakt

Von der Bestellung zur Auslieferung in zwei Stunden
Unterbrechungsfrei im Kundentakt

Der Getriebemotorenhersteller SEW Eurodrive produziert im Werk Bruchsal konsequent auftrags- und kundenorientiert. Das Ziel: Von der Bestellung eines kundenspezifischen Produktes bis zur Auslieferung sollen nur zwei Stunden vergehen. Damit auch die automatische Bestückung innerhalb der Elektronikfertigung diese ehrgeizigen Ziele unterstützt, hat man gemeinsam mit dem Siplace Team ein innovatives Rüst- und Linienkonzept umgesetzt.

ASM Assembly Systems, München

Mit über 2,6 Mrd. EURO Umsatz gehört die SEW Eurodrive zu den weltweit führenden Antriebstechnologie-Spezialisten. Produziert wird in 15 Werken rund um den Erdball. Qualität und Preis sind nicht die einzigen Faktoren, die für den Kunden einen Vorteil bieten. Heute ist Flexibilität und kurze Lieferzeit zum entscheidenden Wettbewerbsfaktor geworden. Im Unternehmen erreicht die Elektronik bereits 10–11% des Gesamtumsatzes. Die Elektronikfertigung der SEW Eurodrive ist im hochmodernen Werk Bruchsal konzentriert.
Die Kunden geben den Takt vor
„Wir schaffen es, dass von der Kundenbestellung bis zur Auslieferungsbereitstellung nur zwei Stunden vergehen. Selbst bei größeren Stückzahlen und kundenspezifischen Produkten vergeht nicht mehr als ein Tag. Für uns in der automatischen Bestückung der Elektronikfertigung heißt das: Eine Baugruppe kann morgens bestückt werden und ist schon am Abend als Teil eines vollständigen, kundenspezifischen Produktes auf dem Weg zum Kunden“, erläutert Bernhard Kirchgäßner, Leiter der automatischen Bestückung.
Damit diese Ziele erreicht werden können, wird auch in der automatischen Bestückung der Elektronikfertigung in drei Schichten bedarfssynchron und in kleinen Losgrößen bestückt. Aktuell sind insgesamt fünf SMT-Linien im Einsatz. „Wir setzen unternehmensweit auf modernste Technologien und Qualität. In der Elektronikfertigung sind ausschließlich Siplace Maschinen im Einsatz“, so Bernhard Kirchgäßner.
Maximale Flexibilität
Die neueste Linie wurde erst 2012 eingerichtet und besteht aus vier Siplace SX1. Gemeinsam mit einem Team von Spezialisten hat SEW einige Prozess- und Softwareinnovationen umgesetzt, um über unterbrechungsfreie Rüstwechsel die Flexibilität und Produktivität der neuen Linie zu maximieren.
Die Hardwarebasis dafür stellen neben den SX-Plattformen die einzigartigen MultiStar-Bestückköpfe. Die Bestückköpfe schalten in jedem Zyklus und je nach Anforderung per Software zwischen einem schnellen Collect&Place, einem flexiblen Pick&Place sowie einem dritten Mixed Modus um. So bestückt man an der neuen Linie in Bruchsal Bauteile in Größen von 0402 bis zu 11cm ohne jeden Konfigurations- oder Kopfwechsel.
Die Baugruppen für die Elektronikfertigung in Bruchsal fertigt man im Kanban Pull-Prinzip. Von den Fertigungsinseln werden leere Magazine für die Baugruppen zum Auffüllen in die automatische Bestückung gebracht. So müssen knapp 600 Produktvarianten in Losgrößen bis maximal 200 Stück flexibel gefertigt werden. Voraussetzung für die unterbrechungsfreie Fertigung dieser kleinen Losgrößen ist selbstverständlich der Wegfall von Konfigurations- und Kopfwechseln – dank Technologien wie dem MultiStar und flexibler Software-Module sind solch fließende Übergänge zwischen einer Vielzahl von Produktvarianten schneller umsetzbar als irgendwo sonst.
Um entsprechend schnell und sicher umrüsten zu können, hat man sich gemeinsam etwas Besonderes einfallen lassen. „Die eine Seite der Linie ist mit Standardbauteilen fest gerüstet. Hier muss nur nachgefüllt, aber nie umgerüstet werden. Auf der anderen Seite der Linie wird über die Software ein Random Setup, also ein komplett wahlfreies Rüsten, realisiert. Das Bedienpersonal kann die Förderer und Bauelemente für die kommende Rüstung einfach an jeden freien Platz in der Linie platzieren. Insgesamt erreichen wir so eine erhebliche Verkürzung von Wegen und Zeiten. Möglich macht dies die intelligente Software, mit der sich auch so spezielle Rüstkonzepte abbilden und steuern lassen“, erklärt Timo Heil, der als Projektleiter dieses Konzept mit dem Siplace Team entwickelt und umgesetzt hat. Förderer, die nicht mehr benötigt werden und somit abgerüstet werden können, signalisieren dies über ihre LEDs. Der Effekt: „Ein Bediener allein hat mit diesem Konzept die Möglichkeit, die Linie permanent am Laufen zu halten. Der Wechsel von Produkt A auf Produkt B erfolgt innerhalb von Sekunden.“
Qualitätsfertigung ohne Leerlauf
Eine weitere Besonderheit ist der kombinierte Einsatz der Software Product Change Controller in Verbindung mit einem stationsweisen Bestückprogrammwechsel. Siplace Softwarespezialist Michael Fettig erläutert: „Wir haben auch den Asys-Leitrechner eingebunden. Produktwechsel werden von diesem System initiiert – komplett automatisiert und nicht nur mit den notwendigen Spurbreiten-Anpassungen, sondern auch mit allen benötigten Maschinenparametern. Per stationsweisem Bestückprogrammdownload wird der Produktwechsel dann Maschine für Maschine weitergereicht und das neue Bestückprogramm geladen.“
Der Effekt: Während im hinteren Teil der Linie noch ein anderes Produkt gefertigt wird, startet der vordere Teil bereits mit dem neuen Produkt. So eliminiert man die Unterbrechungszeit für das früher übliche Leerlaufen der Linie – selbst wenn das neue Produkt Veränderungen an Spurbreite erfordert. Zeitweise befinden sich so drei unterschiedliche Produkte gleichzeitig auf der Linie.
Größere Leiterplatten erfordern bei der Bestückung häufig die Unterstützung durch Support Pins, die ein Durchbiegen im Bestückprozess verhindern. In der Praxis vieler Elektronikfertigungen ist dies ein manueller Prozess, der bei Produktwechseln durchgeführt werden muss und zwangsläufig zu Produktionsunterbrechungen führt.
Anders in Bruchsal: Hier setzt man auf Smart Pin Support. Dafür werden die Positionen der Support Pins als Teil des Bestückprogramms definiert. Der Pin Picker, eine spezielle Placement-Einheit an den Bestückautomaten entnimmt bei Bedarf die Support Pins aus einem Magazin und platziert sie exakt nach den Vorgaben im Transport. Der Vorteil: Die Automatisierung bei den Support Pins erlaubt unterbrechungsfreie Rüstwechsel auch bei größeren Leiterplatten.
Optimierung kundenspezifischer Prozesse
„Wir fertigen Baugruppen nicht streng nach Plan. Unser Ziel ist es, unseren Kunden immer genau die Elektronikprodukte zu liefern, die sie benötigen – und das in kürzester Zeit. Das Projektteam von ASM Assembly Systems hat sich dieses Ziel zu Eigen gemacht und die neue Linie exakt auf unseren Wunsch nach unterbrechungsfreier Fertigung im Kundentakt ausgerichtet. Es ist beeindruckend, was sich heute auf einer flexiblen Bestückplattform per Software alles erreichen lässt“, zieht Bernhard Kirchgäßner als Leiter der automatischen Bestückung Bilanz.
Productronica, Stand A3.377
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