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Zuverlässigkeit im Automotivesektor zahlt sich aus

Hochqualitative Fertigung ohne zwangsläufig hohe Produktionskosten
Zuverlässigkeit im Automotivesektor zahlt sich aus

Da die Kosten für Rückrufaktionen in keinem Verhältnis zu den Bauteilkosten stehen, ist eine Produktion, die von Anfang an fehlerfrei läuft, für Automotive-Kunden eine absolute Bedingung. Die Alps Electric Co. hat deshalb für ihre Baugruppen und ihre anderen Automotive-Produkte einen Qualitätsstandard erschaffen, den sie strengstens bewahrt. Und als Produzent im High-End Bereich integriert sie diese erstklassigen Komponenten ebenfalls in ihre Hochfrequenz-Tuner und Low-Noise Block Converter (LNB) für den Konsumerelektronik Markt. Das Unternehmen beliefert bekannte Hersteller wie Samsung, Sony, Sharp, Ford, Volvo, Volkswagen, TechniSat und Kathrein.

Assembléon, La Veldhoven (NL)

Alps Electric Czech hat eine Fertigung in Sebranitz (Tschechien), die vor kurzem die Pick&Place-Maschinen modernisieren mussten; Hauptziel war hierbei eine gleich bleibende oder höhere Qualität ohne steigende Produktionskosten. Dies bedeutete aber auch, die Produktionsleistung und die verfügbare Betriebszeit auf höchstem Niveau zu halten. Ebenfalls benötigte man eine zukunftssichere Fertigungsplattform für die Bestückung kleinster Komponenten, wie 01005 Chips, die in mittleren bis großen Produktionslosen platziert werden müssen.
Das Unternehmen hatte die vorherige FCM-Generation von Assembléon zusammen mit den Fuji CP3, CP4 und CP6 Maschinen eingesetzt. Jetzt entschied man sich für eine vollständige Assembléon-Linie. Gewählt wurden die AX-301 und die AX-501 für große Volumen, unter anderem mit der Topaz xi und x2 für die Koplanaritätsprüfung von QFPs. Die absolut parallele Bestückung auf der AX-301 und der AX-501 hat in der Industrie hinsichtlich Qualität und Leistung Maßstäbe gesetzt. Diese Maschinen vereinigen Geschwindigkeit, Flexibilität, Genauigkeit und geringen Ausschuss mit den niedrigsten Kosten pro Bestückung.
„Ebenso wichtig war trotzdem der technische Support von Assembléon rund um die Uhr an sieben Tagen in der Woche“, sagt James Waddilove, der Produktionsleiter von Alps. „Da die Kalibrierungen, Wartungs- und Reparaturarbeiten zum größten Teil intern durchgeführt werden, ist unser Bedarf an technischem Support relativ gering. Wenn wir allerdings Hilfe anfordern, benötigen wir kürzeste Reaktionszeiten und Lösungen für unsere Probleme. Wir haben ständigen Zugriff via Internet und Telefon auf die Ingenieure von Assembléon, die sich direkt über den Router in unser System einklinken. Eine sehr sinnvolle Lösung, welche es ermöglicht, das Netzwerk von extern zu testen und sogar neue Softwareversionen auf unser System zu laden. Elso, der Partner des holländischen Unternehmens, unterstützt uns ebenfalls vor Ort, kommt bei Bedarf ins Haus und bietet Schulungen an.“
Elektronik in Perfektion
Waddilove betont die Verpflichtung seitens Alps der „Perfektionierung der Elektronik“. Dies bedeutet ein optimales Gleichgewicht zwischen Preis, Funktionalität, Qualität und schonendem Umfang mit Energie und anderen Ressourcen. Der geringe Stromverbrauch der Maschinen der A-Serie von Assembléon (mit zirka 50 % im Vergleich zum Wettbewerb) war deshalb ein Bonus, aber nicht der Hauptgrund für die Entscheidung.
Die A-Serie der Automaten hat einen vollständig gesteuerten Pick&Place-Zyklus mit einem parallelen Robotersystem und kontinuierlicher Bauteilüberwachung, die ein hohes Produktionsergebnis sicherstellt. Die Maschinen sind für eine Präzision mit sechs Sigma ausgelegt; durch die automatische Kalibrierung ist eine gleich bleibende Genauigkeit auch bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen, wie zum Beispiel Temperaturschwankungen, gewährleistet. Die Pick&Place-Systeme verfügen über Objekterkennung, Bad-Mark-Erkennung und adaptive Bauteilaufnahme. Durch die hochauflösende Laserausrichtung ist eine Bestückgenauigkeit von 40 Mikrometer auch bei 01005-Anwendungen möglich.
„Unser Qualitätsniveau konnte durch die Maschinen von Assembléon erheblich verbessert werden. Bei der gesamten Produktionslinie (Schablonendruck, Pick&Place und Reflow-Löten) erreichten wir ursprünglich mehr als 300 ppm, was zu dem damaligen Zeitpunkt sehr gut war“, bestätigt Waddilove. „Das konnten wir mit der A-Serie auf nur 27 ppm durch eine fehlerfreie Bestückung verbessern. Dies erzielten wir durch einschneidende Verbesserungen an unseren Linien, inklusive einer strengeren Kontrolle der Lotpaste und einer größeren Sauberkeit der Produktionsumgebung auf unter zehn 5-Mikrometer Partikel pro Kubikmeter.“
Die AX-501 hat eine maximale Leistung von 165.000 cph, die AX-301 eine Leistung von 99.000 cph, nach IPC 9859 bei 121.000 cph bzw. bei 77.000 cph. „Im Jahr 2007 liefen bei uns acht Produktionslinien mit 170 Millionen Bestückungen monatlich. 2008 installierten wir weitere fünf Roboter an jeder der AX-301 und AX-501 Systeme. Dadurch konnten wir die Produktion auf 240 Millionen Komponenten auf den acht Linien bei gleicher Produktionsfläche erhöhen“, fügt Waddilove hinzu, „so dass wir keine Arbeiten mehr nach extern verlagern mussten. Bei einer Auslagerung der Produktion an Unterlieferanten ist es immer schwierig, das interne Qualitätsniveau zu halten; durch eine Produktion im Unternehmen selbst werden zahlreiche mögliche Probleme vermieden.“
Bei den meisten Produkten des Unternehmens werden große und kleine Komponenten auf einer Platine bestückt, so dass jedes Teil einzeln geprüft werden kann. Bei beiden Automaten kann die Bestückkraft zwischen 1,5 N und 8 N eingestellt werden. Obwohl dies normalerweise nicht erforderlich ist, so ist diese Funktion für die zuverlässige Platzierung von zum Beispiel Steckern und Miniatur-Chips auf einer Leiterplatte ausschlaggebend.
Support innerhalb kürzester Zeit
„Der Kundendienst von Assembléon hat uns sehr beeindruckt“, so Waddilove. „Dies ist nicht mit der sonst üblichen Beziehung zwischen Kunde und Lieferant zu vergleichen, es handelt sich vielmehr um eine echte Partnerschaft. Sie haben uns sehr bei unserer ständigen Prozessverbesserung unterstützt, wobei die Optimierung der Fertigungslinie als Ganzes im Vordergrund stand. Das war für uns ein wichtiger Faktor, da die Zuverlässigkeit der Maschinen und des Services für uns äußerst wichtig ist. Wir verfolgen strenge Wartungsroutinen, führen eine regelmäßige Kalibrierung der Software durch und überprüfen die Baugruppen der Maschine, wie Index- und Schrittmotoren“, führt Waddilove weiter aus. „Mit den intelligenten ITF-Feedern auf unseren FCM-Maschinen haben wir schon gute Erfahrungen gemacht. Die Kalibrierung und Reparatur der Feeder nimmt nur wenig Zeit in Anspruch und die automatisierten Softwaremeldungen weisen darauf hin, wenn Ersatzteile ausgetauscht werden müssen. Wenn über 1.000 Feeder in der Produktion installiert sind, werden diese mindestens alle zwei Monate von uns gewartet, so dass ein problemloser Produktionslauf jederzeit gewährleistet ist.“
Schnelle Umrüstung zwischen Produktfamilien
Bei der AX-501 und der AX-301 sind bis zu 260 oder 156 Feederpositionen möglich, hier sind 240 bzw. 144 eingesetzt. Außerdem wurde das Palettenerweiterungsmodul mit bis zu 47 Palettenpositionen extensiv genutzt. Die Maschinen lassen sich in 6.000er Schritten von 30.000 bis 77.000 (AX-301) oder 121.000 (AX-501) Komponenten pro Stunde konfigurieren, und somit an die Leistungsforderungen anpassen.
Alps bevorzugt lange Produktionsläufe mit einer einzigen Produktfamilie, so dass Bauteilgurte und Trolleys nicht gewechselt werden müssen. Die Rüstzeiten zwischen den Produkten der gleichen Familie belaufen sich auf nur 2 bis 3 Minuten. Eine Umrüstung zwischen den Produktfamilien ist seltener erforderlich. Diese ist mit weiteren Aktivitäten wie dem Öffnen und Reinigen der Schablonendrucker sowie dem Austausch der Trolleys und teilweise der Roboterköpfe verbunden.
„Die kurzen Rüstzeiten zwischen den Produktfamilien dauern nur zirka 10 bis 15 Minuten. Hierzu zählen dann eine Überprüfung der ersten Platine sowie alle Tätigkeiten, die für die Rückverfolgbarkeit erforderlich sind – eine wesentliche Voraussetzung für Automotive Produkte“, bestätigt Waddilove. „Gegenwär- tig haben wir eine vollständige Rückverfol-gung, bei der alle Prozessänderungen, einschließlich der Leiterplatten- und Bauteillieferanten, der Bauteilgurte, Schablonen, Lotmengen und sogar der Bediener protokolliert werden. Dies ist ebenfalls ein Punkt, den Unterlieferanten für schwierig oder gar unmöglich halten.“
Mit Hilfe des Management Information Systems des Maschinenherstellers kann Alps seine Fertigungsprozesse effizient optimieren. Der Verbrauch an Komponenten wird minimiert und Wartungspraktiken und Betriebsprozesse perfektioniert. Das CoOps-Programm unterstützt die Verbesserung der Betriebskosten. Außerdem tragen eine optimierte Leistung und ein besseres Ergebnis der gesamten Linie zu einem wesentlich höheren „Value of Ownership“ bei. „Mit einer Gesamtfehlerrate von 27 ppm für die Maschine mit einer durchschnittlichen Bestückleistung von 1 bis 2 Milliarden Komponenten pro Jahr ist unsere Zuverlässigkeit wohl als außergewöhnlich zu betrachten“, schließt Waddilove ab. Eine Annahme, die Assembléon bestätigt: auch bei einer ppm-Rate der A-Serie im einstelligen Bereich ist eine Fehlerrate einer Linie unter 30 ppm bei hohen Volumen in der Industrie wohl einzigartig.
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