Spitzentechnologien zum Schutz von Mensch und Umwelt Mehr Flexibilität durch Inline-Lösung - EPP

Spitzentechnologien zum Schutz von Mensch und Umwelt

Mehr Flexibilität durch Inline-Lösung

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Geht es um Ausrüstung, Software und Methoden für die Inspektion, Diagnose sowie den Schutz industrieller Anlagen in verschiedensten Industrien stößt man unweigerlich auf den Namen Rosen. Speziell Betreiber von industriellen Anlagen, die beispielsweise große Mengen Öl und Gas sicher und zuverlässig transportieren wollen, gehören zu den Kunden der Unternehmensgruppe. Am Standort Lingen zur Forschung und Entwicklung zerstörungsfreier Werkstoffprüftechnologien und Methoden wurde die Sensor- und Elektronikfertigung von einer Stand-alone zur Inline-Lösung umgestellt, um neben der Flexibilität auch die Produktivität zu erhöhen. Maßgeblich beteiligt waren dabei Mycronic mit der Weißer SMT Solutions unter dem Motto „alles aus einer Hand“.

Im Jahre 1981 durch Hermann Rosen gegründet wuchs das Familienunternehmen über die letzten 36 Jahre organisch und ist heute eine global operierende Technologiegruppe mit mehr als 3.000 Mitarbeitern in über 120 Ländern. Der weltweit führende Anbieter innovativer, zuverlässiger und wettbewerbsfähiger Lösungen für unterschiedliche Industrien wie Öl, Gas, Energie, Prozess, Bergbau, fertigende Industrie, Telekommunikation und Transport, gewährleistet die Sicherheit der industriellen Anlagen – u.a. Pipelines, Tanks, Druckbehälter, Windkraftanlagen, Züge oder Antennenmaste. Die Unternehmensgruppe besteht aus weltweit verteilten operativen Einheiten sowie Technologie- und Forschungszentren, welche durch ein großes Angebot an technologischem und operativem Wissen kontinuierlich erweitert werden. Mit Hauptsitz in der Schweiz erhalten alle Divisionen der Unternehmensgruppe allumfassende Orientierung und Unterstützung mit hoher Kundennähe.

Fortschritt und Innovation begünstigen einander

Bereits in den ersten zehn Jahren hat sich Rosen zu einem mittelständischen Unternehmen mit Fokus auf die Pipeline-Inspektion entwickelt. Ab den 90er Jahren werden Niederlassungen in der ganzen Welt gegründet, das weltweite Netzwerk wird durch neue Standorte ausgebaut und das Unternehmen wächst zum Technologie- und Marktführer in der Pipeline-Inspektion. Seit 2010 nutzt die Unternehmensgruppe ihre Technologien in über 120 Länder und neue Geschäftsfelder außerhalb der Öl- und Gas-Industrie werden mit viel Know-how erschlossen. In Deutschland sind Werke in Stutensee zur Forschung und Entwicklung auch neuartiger Inspektionsgeräte für die stationäre Prüfung im Anlagenbau sowie in Lingen (Ems) mit Erweiterungsstätten in Lohne (Wietmarschen), Osnabrück und Alzenau. In Lingen, dem größten und ältesten Standort, findet die Forschung und Entwicklung zerstörungsfreier Werkstoffprüftechnologien und Methoden statt. Dafür wird die sensorische, elektronische und mechanische Fertigung, Montage und Reparatur von Reinigungs- sowie Inspektionsgeräten realisiert. Außerdem sind hier die Softwareentwicklung, die Produktion intelligenter Kunststoffsysteme, die Entwicklung neuer Produkte und Dienstleistungen sowie die Ausführung administrativer Tätigkeiten. Das Gesamtpersonal von mehr als 1.250 Mitarbeiter verzeichnet dabei eine Akademikerquote von rund 40 %. Die Einheiten Rocare GmbH mit den Marken Rokids (bilinguale Kindertagesstätte), Robigs (bilinguale Grundschule), Royouth (Initiative für Jugendliche) und Rofresh (Catering) ergänzen den Standort.

Im Wandel der Anforderungen

Um typische Beschädigungen wie Beulen/Dellen, Korrosion oder Risse industrieller Anlagen mit womöglich verheerenden Folgen zu vermeiden, sind innovative, wettbewerbsfähige und vor allem zuverlässige Lösungen zur Inspektion gefragt. Das Unternehmen ist in der Lage, 5,2 Meter Rohrleitung in der Sekunde zu inspizieren, was 19 Kilometer pro Stunde bzw. 160.00 Kilometer im Jahr entspricht. In den letzten 36 Jahren konnte an über 1,6 Mio. Kilometer Rohrleitungssystemen viel Erfahrung gesammelt werden.

Zuverlässige Lösungen erfordern modernste Technik an Hard- und Software in der Sensor- und Elektronikfertigung am Standort Lingen. Wurde hier in den letzten 15 bis 20 Jahren noch mit einer Stand-alone-Lösung produziert, musste man durch das starke Wachstum, in Verbindung mit einem gestiegenen Bedarf an Elektronikbaugruppen, umdenken. „Bisher haben wir relativ kleine Losgrößen für den eigenen Bedarf gefertigt“, wie der Manager der Sensor- und Elektronikfertigung Dieter Kuper berichtet, „und diese Losgrößen steigen derzeit stark an. Durch die steigenden Stückzahlen in Verbindung mit einem intensiv steigenden Mix aus Prototypen und Serienprodukten konnten wir den Anforderungen mit unserer Stand-alone-Lösung nicht mehr gerecht werden. Auch mussten die Produkte in kürzester Zeit realisiert werden, sowohl die Prototypen für die Entwicklungsabteilung als auch die Serienfertigung. Insofern war für uns das entscheidende, dass wir sehr schnell zwischen einer Serienfertigung von 2.000 bis 3.000 Baugruppen für beispielsweise Verschleißteile und einer zeitnahen Fertigung von wenigen Prototypen wechseln können. Dazu ist sehr hohe Flexibilität gefordert.“ Hinzu kommt, dass die Baugruppen eine äußerst hohe Komplexität aufweisen, was ebenfalls abgedeckt werden musste. Insofern war das Thema Effizienz mit der Stand-alone-Lösung nicht mehr gut aufgehoben und es sollte in Richtung integrierte Lösung gehen, innerhalb derer auch Logistik- und Mitarbeiterbereiche miteinander vernetzt sind. So sollte auch die Suche nach benötigtem Material eliminiert werden.

Das Innovationsprojekt wurde in 2015 durch Sichtung der verschiedenen Hersteller auf Messen sowie kleineren Events gestartet. Dieter Kuper dazu: „Wir haben uns dann auf drei Anbieter konzentriert, mit denen wir intensiv in die Gespräche eingestiegen sind und Benchmarks durchgeführt haben. Dabei war für uns klar, dass wir weiterhin auf unsere Dampfphasen-Technologie von Asscon setzen, mit der wir seit 1999 arbeiten, beste Erfahrungen gemacht haben und der Hersteller sich stets als zuverlässiger Partner gezeigt hatte. Eine weitere Voraussetzung der Investition war die Tatsache, dass wir in puncto Pastenauftrag höchste Flexibilität erreichen wollten, wozu für uns nur der Jetprinter MY600 von Mycronic in Frage kam. Denn so sind wir in der Lage, unsere Prototypen mit hoher Flexibilität ohne die Verwendung von Schablonen produzieren zu können. Trotz anfänglicher technischer Skepsis war nach unserem Besuch im Kompetenzzentrum von Mycronic klar, dass wir uns für diese Lösung entscheiden. Wie auch immer die Linienkonstellation nachher aussehen würde, der Jetprinter und die Dampfphase waren gesetzt.“

Gute Zusammenarbeit überzeugt

„Der Besuch bei verschiedenen Referenzkunden war uns wichtig, da wir nicht nur die Messergebnisse sehen wollten, sondern was tatsächlich in der Fertigung passiert“, berichtet Dieter Kuper über die Entscheidungsfindung. „Das hat uns aufschlussreiche Einblicke gegeben und so ist langsam aber sicher die Entscheidung gereift. Letztendlich, nach Besuchen in verschiedenen Kompetenzzentren, waren wir am Ende in der Lage, technisch die für uns saubere Lösung zu bewerten. Hier hat uns Karl-Heinz Weißer von Weißer SMT Solutions von Anfang an sehr unterstützt.“ Die Wahl fiel auf einen Schablonendrucker von Ekra sowie Handlingsystemen von Mycronic, angefangen bei den drei Materialtowern des Typs 6150–7 über den MY 600 Jetprinter bis hin zum MY200 DX14 Bestückautomaten. Bereits vor Lieferung der SMT-Linie wurden zuerst die Mitarbeiter allumfassend bei Mycronic in München über die Grundlagen geschult. Parallel zur Installation gab es dann eine Einweisung über die Bedienerführung. Eine weitere Schulung wurde einige Wochen nach Inbetriebnahme angesetzt, um das Potenzial der Linie erkennen und auch ausschöpfen zu können. Zudem haben die IT-Abteilungen von Rosen und Mycronic zielführende Arbeit in Sachen Programmierung geleistet. Die neue Linie steht nun seit September 2016 und wird wie früher mit drei Mitarbeitern im Einschichtbetrieb fünf Tage die Woche betrieben. Nach etwa einem halben Jahr Laufzeit wurde gemeinsam mit Experten von Mycronic eine Prozessoptimierung durchgeführt, um die Auslastung weiter zu verbessern. Auch hat man die Chance nicht ungenutzt gelassen, um bei der Umstellung Altballast aus der Bauteilbibliothek zu entfernen und zu optimieren.

Die automatisiert gesteuerte Fertigungslinie bringt durch den hohen Automatisierungsgrad eine enorme Zeitersparnis. Für effiziente Prozesse sorgen die drei modernen Materialtower und Trockenschränke, welche elektronisch mit der Fertigungslinie kommunizieren, damit für jeden Auftrag das genau richtige Material zum richtigen Zeitpunkt zur Verfügung steht. Die komplexe Software plant dabei die anstehenden Aufträge und organisiert diese so, dass mit kleinstmöglichem Rüstaufwand in Verbindung mit größtmöglicher Betriebslaufzeit produziert wird.

Maschinenhighlights

Der Materialtower ist eine automatisierte, flexible und erweiterbare Pufferlagereinheit zur Lagerung in Produktionsnähe. Im Tower befindet sich das passende Bauteil an der richtigen Position in kontrollierter Atmosphäre, um schnelle und fließende Umrüstungen der Linie zu ermöglichen. Unabhängig davon, ob eine einzelne Rolle oder ein Tray angefordert wird, ob automatisch eine vollständige Kiste abgearbeitet werden soll, das System erfasst jede Bewegung und protokolliert alle gelagerten Rollen und Bauteilmengen. Durch eindeutige Kennzeichnung werden Vermischungen ausgeschlossen. Mit einer minimalen Stellfläche ermöglicht der Tower die Lagerung von bis zu 980 8 mm Rollen und ist zudem in vorhandene Mycronic Materialhandlingsysteme voll integrierbar bzw. lässt sich auch an andere Logistiksysteme anbinden.

Der Jetprinter MY600 trägt berührungslos Lotpaste und Kleber in Sekundenbruchteilen ohne den Einsatz einer Schablone auf. Dabei lässt sich jede einzelne Lötstelle auf dem Board einfach per Drag-&-Drop-Funktion in der Lotpastenmenge, Position, Höhe, Form und Kontaktflächenabdeckung optimieren. Je nach benötigter Dots pro Pad erreicht das System bis zu 40.000 Bauteile in der Stunde, neue Arbeitsaufträge lassen sich in Minuten vorbereiten und technische Änderungen sind kurzfristig möglich. Da bei diesem System keine Schablonen gewechselt werden müssen, kann effizient kleinste Losgröße in SMT Linien gefertigt werden. Es ist weder eine Reinigung noch manuelle Justierung notwendig.

Der Bestückungsautomat MY200 DX14 liefert höchste Flexibilität gepaart mit einer maximalen Bestückleistung von bis zu 40.000 Bauelementen pro Stunde. Zur Vermeidung von Stillstandszeiten steht das Feederkonzept Agilis für 10 Sekunden Rüstzeit der 8 mm Feeder. Der Hochgeschwindigkeits-Bestückkopf Hydra verarbeitet acht verschiedene Bauteile gleichzeitig, von 0201-Chips über mittelgroße ICs bis hin zu QFP und BGAs im Format 18 x 18 mm. Der flexible Midasbestückkopf kann sogar Bauteile bis 56 x 52 mm Größe bestücken. Die intelligente Oberflächensteuerung sorgt für akkurate Handhabung der Bauteile. Das komplexe Servosystem der Z-Achsenbewegungen stellt sicher, dass empfindliche Bauteile präzise bestückt werden. So wird auf jedes Bauteil die korrekte programmierbare Bestückungskraft ausgeübt. Der optionale integrierte elektrische Test von zwei- oder dreipoligen Bauteilen überprüft in kurzer Zeit elektrische Werte sowie Abmessungen der Bauteile, um Verwechslungen zu vermeiden. Dies steigert die Produktionsqualität und verhindert kostspielige Nacharbeiten.

„Unsere Entscheidung für diese Lösung war die richtige“, fasst Dieter Kuper zusammen, „zumal wir von Anfang an die Weißer SMT Solutions als Partner hatten. So gab es für alle Komponenten der Linie nur einen Ansprechpartner, der am Ende auch die Koordination des Gesamtprojekts inne hatte. Dies war neben der guten Zusammenarbeit mit ein Punkt, der in der Endkonsequenz eine Rolle spielte.“ (dj)

productronica, Stand A3.341

www.mycronic.com; www.rosen-group.com; www.weisser-smt-solutions.de


+++ Video-Interview +++

Das Video „Mit mehr Flexibilität durch Inline-Lösung: Von Stand Alone zur effizienten und flexiblen Serienfertigung“ finden unsere Leser unter: goo.gl/JtDMEJ

Foto: Doris Jetter
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