1. Einführung

Die weltweite Ausbreitung von COVID-19 hat große Auswirkungen auf politische, wirtschaftliche und soziale Aktivitäten und führt zu einem raschen Wandel der Lebensstile. Die Zeit mit COVID-19 verändert die Arbeitsweise mit der zunehmenden Verbreitung von Home-Office und Online-Meetings. Während man in der Vergangenheit von Robotern erwartete, dass sie die Effizienz von Geschäftsabläufen verbessern und den Arbeitskräftemangel aufgrund der sinkenden Geburtenrate und der alternden Bevölkerung kompensieren würden, finden sie jetzt in verschiedenen Industriebereichen als Serviceroboter einen neuen Nutzen, um „ferngesteuerte“, „berührungslose“ und „nicht persönliche“ Tätigkeiten auszuführen, die das Risiko von Infektionen verringern. Um die Ausbreitung von Infektionen einzudämmen und Warnungen auszusprechen, haben Sie vielleicht in den Nachrichten von Kontaktinformationen gehört, die auf den Standortinformationen von Endgeräten basieren. Man ist sich bewusst, wie wichtig es ist, die bereits vorliegenden Daten sowohl in Software- als auch in Hardware-Anwendungen zu nutzen.

Wir möchten unsere Vision einer zukünftigen Gesellschaft aufzeigen, die ein Zeitalter der Anbindung von Menschen, Dingen, Daten und Prozessen darstellt (Abbildung 1). Im „Zeitalter der Vernetzung von Menschen, Dingen, Daten und Prozessen“ werden schwer erfassbare Informationen, wie z. B. verhaltensbezogene Informationen (z. B. Nahrung, Kleidung, Wohnen, Gesundheit, Einkauf und Transport), umweltbezogene Informationen (z. B. Klima und Verkehr) und Informationen, die sich auf das Geschäft und den Betrieb von Unternehmen beziehen, digitalisiert und zentral verwaltet, indem sie in ein Netzwerk eingebunden werden, wodurch neue Werte geschaffen werden. Obwohl das, was wir hier bei Fuji tun, nur ein Tropfen auf den heißen Stein ist im Vergleich zu dem, was in der Gesellschaft insgesamt geschieht, sind wir der Entwicklung immer einen Schritt voraus. In diesem Artikel befassen wir uns mit den Technologietrends für das Jahr 2021 und stellen anschließend unsere Maßnahmen für Digital Twin-Lösungen vor.

2. Technologie-Trends auf dem Bestückungsmarkt für 2021

2.1 Trends bei SMT-Bauteilen

Die Anzahl der Bestückungen auf Leiterplatten nimmt aufgrund der zunehmenden Anzahl multifunktionaler und leistungsstarker Kommunikationsgeräte wie Smartphones und Smartwatches, der Ausweitung der Netzwerkinfrastruktur und Sensorgeräte mit der Verbreitung von 5G und IoE sowie der Verbreitung von Elektrofahrzeugen weiter zu. Dieser Abschnitt zeigt den Größentrend für SMT-Teile und den Trend für Halbleitergehäuse.

Laut dem Strategieplan für die Bestückungstechnologie 2019 (JEITA Electronic Technology Industry Association) hat das Zusammensetzungsverhältnis von keramischen Vielschichtkondensatoren im Jahr 2018 den Schnittpunkt zwischen 0603 (0201″) und 1005 (0402″) erreicht, wobei das Zusammensetzungsverhältnis von 0603 (0201″) am höchsten ist. Smartphones erfordern kompakte Bestückungsflächen und dreidimensionale Bestückungen, um mehr Funktionen zu haben und die Batteriefläche zu erhalten. Daher wird erwartet, dass der Anteil der 0402 (01005″)-Bauteile in Zukunft zunehmen und bis 2025 etwa 20 % erreichen wird. Auch bei den 0201 mm (008004″) Teilen wird bis 2022 mit einer verstärkten Nutzung gerechnet. Neben der Miniaturisierung passiver Teile wird auch der Abstand zwischen benachbarten Teilen von Jahr zu Jahr kleiner und dürfte bis 2024 etwa 50 Mikrometer erreichen. Bei der Platzierung von Bauteilen auf Platten mit geringen Abständen zwischen den Bauteilen kann es vorkommen, dass die Nozzle mit einem bereits platzierten Bauteil in Kontakt kommt, wenn die Spitze über den Rand des gehaltenen Bauteils hinausragt, was zu Platzierungsfehlern führt. In solchen Fällen sind ein optimales Design und die Auswahl der Nozzle wichtig. In Zukunft wird die Bestückungsqualität strenger kontrolliert werden müssen, aber wir werden weiterhin Bestückungsautomaten entwickeln, die sowohl schneller und genauer sind als auch die Qualität gewährleisten, damit die Anwender ihre Produkte unbesorgt bestücken können.

Als nächstes werden wir uns mit den Trends bei Halbleitergehäusen befassen. Halbleitergehäuse werden aufgrund der Nachfrage nach mehr Pins immer dünner und schmaler, und sie verlagern sich von großen QFPs (Quad Flat Package) zu BGAs (Ball Grid Array) und von kleinen QFPs zu QFNs (Quad Flat No-leads) und WLPs (Wafer Level Package). Zum anderen besteht eine Nachfrage nach großen und schweren BGAs für Serverprodukte, und der modulare Bestückungsautomat NXT unterstützt derzeit Größen bis zu 102 x 102 mm für Standardspezifikationen und bis zu 150 x 150 mm mit benutzerdefinierten Spezifikationen. Obwohl es einen allgemeinen Trend zu mehr Pins für eine höhere Leistung der Geräte gibt, unterscheiden sich die Größen- und Gewichtseigenschaften je nach Anwendung.

2.2 Lösungen für die Halbleiterplatzierung

Ein zentrales Thema bei den Produktionsprozessen für SiP- (System in Package) und Modulbauteile ist das Ineinandergreifen modernster Bestückungstechnologien, z. B. für höhere Bestückungsdichten, dünnere Strukturen und Multilayering. Abbildung 2 zeigt einige der Lösungen von Fuji für die Herstellung von SiP- und anderen Modulteilen. Zusätzlich zu der unten stehenden Abbildung ist es bei immer dünner werdenden Panels notwendig, die Panels zu halten und gleichzeitig die Durchbiegung des Panels zu korrigieren und die Höhe der Panel-Bestückungsfläche auf einer einheitlichen Höhe zu halten, damit die Bestückungsqualität stabil gehalten werden kann. In diesem Sinne ist die Vakuumsicherung ein wirksames Mittel zur Fixierung dünner Platten. Bei der Vakuumunterstützung werden dünne Platten mit Hilfe von Vakuumdruck auf der Oberseite einer Vakuumplatte festgehalten, um eine gleichmäßige Höhe der Bestückungsfläche zu gewährleisten. Die Vakuumunterstützung trägt auch dazu bei, die Auswirkungen von Plattenverzug und Vibrationen auf die Platte durch die Last auf ein Minimum zu reduzieren, wenn die Teile platziert werden.

3. Entwicklung der Smart Factory mit Digital Twin (digitaler Zwilling)

3.1 Digital connections with SMT lines

Durch den Einsatz der Technologie des Digital Twin in smarten Fabriken werden die SMT-Linien zunehmend automatisiert und digitalisiert. Bei Digital Twin handelt es sich um Konstruktionen von Umgebungen der realen Welt in einer virtuellen Welt, um diese Umgebungen im virtuellen Raum zu simulieren und um vorherzusagen und zu kontrollieren, was in der realen Welt passieren könnte. Wir erstellen Vorschläge, die Digital Twin einbeziehen, weil wir uns Fälle vorstellen, in denen Peripheriegeräte (Hilfsgeräte) wie z. B. AGVs zusammen mit unserem Bestücker, dem NXTR, betrieben werden (Abbildung 3). In diesem Abschnitt werden unsere Maßnahmen für die virtuelle und die reale Welt erläutert.

3.2 Einsatz der Technologie des Digital Twin

3.2.1 Erstellen und Simulieren von Modellen

Es werden Modelle erstellt (Abbildung 4) und dann in einem virtuellen Raum eingesetzt, um zu überprüfen, ob eine effiziente Produktion ohne Verschwendung erreicht werden kann, indem der Betrieb durch die Einführung automatisierter Anlagen verändert wird. Die Simulationen werden unter Verwendung von Parametern erstellt, die auf tatsächlichen Daten von SMT-Linien basieren, und es ist möglich, die erforderlichen Ressourcen wie Ausrüstung und Arbeitskräfte und das Auslastungsverhältnis für jeden Vorgang wie Produktion, Umrüstung und Teileversorgung zu bestimmen sowie Informationen in Bezug auf den Betrieb zu verstehen, z. B. wie viele AGVs im Voraus erforderlich sind.

Der Betrieb der gesamten SMT-Linie kann durch die Simulation genau nachgebildet werden, und Entscheidungen über die Auswahl und den Betrieb von Anlagen, die bisher von der Erfahrung des Verantwortlichen abhingen, können in einem virtuellen Raum objektiv dargestellt werden.

3.2.2 Erstellen von Produktionsplänen

Um die in der virtuellen Welt durchgeführte Simulation aus 3.2.1 auf die Produktion in der realen Welt zu übertragen, ist es notwendig, genaue Produktionspläne zu erstellen, und dies war bislang eine anspruchsvolle Aufgabe, da hier spezielles Know-how und Fähigkeiten erforderlich waren. Deshalb haben wir im Host-System ein Produktionsplanungswerkzeug, das bei der Erstellung konkreter Produktionspläne hilft. Dieses Tool verwendet die verschiedenen erforderlichen Daten, wie die Ist-Daten für jeden Prozess, die Zykluszeit jeder Maschine, einschließlich der Bestückungsautomaten, und die Produktionszeiten, um Produktionspläne für die gesamte SMT-Fläche zu erstellen. Es kann auch verschiedene Bedingungen berücksichtigen, wie z. B. den Zeitpunkt des Auslaufens von Teilen, die Anzahl der Teile, die Lebensdauer der Teile und die Wartungszeit jeder Einheit, um die Aufgabe der Erstellung genauer Produktionspläne für die gesamte SMT-Fläche so einfach wie möglich zu halten.

3.2.3 Maßnahmen zur Verbesserung der Arbeitsweise

Wir haben aktiv an der Automatisierung des externen Umrüstbereichs (der Bereich, in dem die für die nächste Produktion benötigten Materialien vorbereitet werden) und der Bereiche um die Bestückungsautomaten gearbeitet, um eine hocheffiziente Produktion zu unterstützen, die nicht von den Fähigkeiten der Bediener abhängt. Wir sind jedoch noch nicht so weit, dass wir ganze SMT-Linien vollständig automatisieren und die Zahl der Bediener auf Null reduzieren können. Bei Produktionslinien kann es je nach Arbeitsbeginn und Arbeitsauftrag zu unbeabsichtigten Problemen und Ausfallzeiten kommen. Das bedeutet, dass zwischen der Simulation der virtuellen Welt und der bisher beschriebenen Produktion in der realen Welt eine Lücke klafft, und es ist schwierig zu sagen, dass die smarten Fabriken, die sich durch Digital Twins entwickelten, bereits verwirklicht sind. Während unser Ziel von „Null“ Ausfallzeiten unverändert bleibt, haben wir eine Software entwickelt, die den Bediener in der optimalen Reihenfolge und mit ausreichend Zeit durch die Arbeit führt, um sicherzustellen, dass die Ausfallzeiten so nahe wie möglich bei Null liegen. Die Bediener werden entsprechend dem Fortschritt des Zeitplans durch die notwendigen Aufgaben geführt, wie z. B. Kommissionierung (Sammeln der für die Produktion benötigten Materialien), Umrüstung, Verteilung der Materialien an die Geräte, Nachschub von Teilen und Wartung. So können die Bediener die Aufgaben mit Sicherheit angehen und die Ausfallzeiten minimieren, was wiederum zur Minimierung der Ausfallzeiten beiträgt. Um die Kluft zwischen der virtuellen und der realen Welt auf „Null“ zu reduzieren, wird die Überwachung und Steuerung der Produktionsbedingungen in Echtzeit und die Erzielung einer hohen Qualität und Produktivität weiter vorangetrieben, was die Verwirklichung der sich entwickelnden smarten Fabrik mit Hilfe der Technologie des Digital Twin unterstützen wird.

3.3 Veränderung der manuellen Arbeit durch Automatisierung der SMT-Linien

Ein großer Teil des Arbeitsaufkommens im SMT-Prozess entfällt auf die Teile, und es kommt zu kurzen Stopps aufgrund von Problemen wie Pickup-Fehlern bei der Zuführung der Teile. Um dieses Problem zu lösen, hat Fuji verschiedene Automatisierungseinheiten entwickelt, darunter auch automatische Rüsthilfen. Die bereits erwähnte NXTR geht in der Automatisierung noch einen Schritt weiter und automatisiert den Prozess der Rüstung von Feedern in Bestückungsautomaten vollständig. Mit dem weltweit ersten „Smart Loader“ zum Verteilen, Wechseln und Rüsten von Feedern für die Bestückungsmaschine ist es möglich, den Teileaustausch zu automatisieren. Bei NXTR-Linien werden die Feeder einfach an Pufferstationen vor den Modulen eingestellt, und der Smart Loader tauscht die Feeder in der Produktion automatisch entsprechend den Warnungen für auslaufende Teile und dem Umrüstplan aus. (Abbildung 5)

Durch die Einführung von NXTR in SMT-Linien ändert sich der Umfang der manuellen Arbeit, indem die Arbeit im Zusammenhang mit der Teilebereitstellung automatisiert wird, wie wir im Folgenden schrittweise erläutern. Wir stellen uns eine Umwandlung vom traditionellen „einstufigen“ Betrieb zum „mehrstufigen“ Betrieb vor. (Abbildung 6) Beim mehrstufigen Betrieb werden die Vorbereitungs- und Abholarbeiten für die Teile an einem Ort zentralisiert, was die Produktion mit einer minimalen Anzahl von Mitarbeitern ermöglicht. Dies ist jedoch sinnlos, wenn die Produktionsunterstützung mit einer minimalen Anzahl von Personen zu einer Erhöhung der Arbeitsbelastung der Bediener oder zu Stillstandszeiten der Maschinen führt. Diese werden in der virtuellen Welt im Voraus simuliert, und eine genaue Produktionsplanung und Navigationstools für den Betrieb ermöglichen einen vernünftigen und verschwendungsfreien Betrieb.

Schritt 1: Einstufiger Betrieb

Eine große Anzahl von Bedienern für einzelne Stufen, die auf den Austausch von Feedern spezialisiert sind, wird eingesetzt, um sich um die Teile zu kümmern, die ausgehen oder auf herkömmliche Weise ausgetauscht werden (mehrere Personen arbeiten an einer Linie).

Schritt 2: Multi-Unit-Betrieb

Durch den Einsatz eines Smart Loaders und den Austausch von Teilen durch eine Person an einer Pufferstation, ist es möglich, dass eine Person mehrere Einheiten betreut (eine Person arbeitet an einer Linie).

Schritt 3: Mehrstufiger Betrieb

Durch den Einsatz von Feeder-Magazinen (Magazinen, in die Feeder eingesetzt werden) an der Pufferstation, die von AGVs ausgetauscht werden, wird die von den Bedienern vor der Maschine geleistete Arbeit auf „Null“ reduziert.

3.4 Veränderung der manuellen Arbeit durch Automatisierung der Bestückung

Neben der Automatisierung der SMT-Prozesse wurden auch die Bestückungsprozesse für die Stufen nach den SMT-Prozessen mit dem Mehrzweck-Fertigungsautomaten sFAB-D automatisiert. Im Jahr 2021 haben wir als neue Lösungen für den manuellen Bestückungsprozess die sFAB-SH (Bild 7) entwickelt, die die hohe Flexibilität, Skalierbarkeit und Produktivität der sFAB-D beibehält, während sie sich auf die Funktionen konzentriert, die für eine Standard-Panel-Montagemaschine erforderlich sind, und wir haben die Panel Assembly Robot Cell – SW-BA (Bild 8) als Teil der Advanced Robot Cell-Serie für den kompakten Multijoint-Roboter SmartWing entwickelt. sFAB-SH ist flexibel einsetzbar, vom Hochgeschwindigkeitsbestücken bis hin zum Bestücken großer Teile mit einer Höhe von bis zu 55 mm und einem Gewicht von bis zu 200 g, mit zwei verschiedenen Köpfen, dem sH08-SH und dem sH02-SH. Diese Maschine unterstützt auch das Greifen von Teilen sowie das Schneiden und Biegen, um eine zuverlässige Bestückungsqualität zu gewährleisten. Darüber hinaus werden Defekte vermieden, die zu Reparaturarbeiten nach dem Löten der Teile führen. Diese Unterstützung umfasst das hochauflösende Bildverarbeitungssystem, das verhindert, dass Teile in der falschen Richtung eingelegt werden, und einen optimalen Bewegungsablauf, der das Teil sicher einsetzt, mit Einsetzerkennung, um vagabundierende Teile zu vermeiden. Die SW-BA eignet sich hervorragend für die Automatisierung begrenzter Teiletypen wie Steckverbinder, Spulen, Relais, Transformatoren und große Elektrolytkondensatoren unter Verwendung eines horizontalen Knickarmroboters (SCARA). Das Einsetzen von Teilen mit einem SCARA-Roboter ist zwar keine neue Robotertechnologie, aber der SW-BA ist kostengünstig und ermöglicht kurze Einrichtungszeiten, da er die erforderlichen Funktionen als Paket bereitstellt und sofort in die Produktionslinie eingesetzt werden kann, ohne dass manuelle Arbeiten und Systemeinstellungen durch den Kunden erforderlich sind.

Abbildung 9 zeigt eine Platine, auf der Teile von kleinen bis hin zu großen und schweren Teilen automatisch durch einen sFAB bestückt wurden. Es ist möglich, die Bestückung von verschiedenen Teilen wie diesen zu automatisieren. Es gibt verschiedene Anforderungen an die Automatisierung der Bestückung. Sie reichen vom kostengünstigen automatischen Einfügen einiger weniger Teile bis hin zum automatischen Einfügen aller Teile mit hoher Geschwindigkeit. Wir werden den Stimmen unserer Anwender bezüglich der Zukunftsvisionen ihrer Prozesse und Fabriken aufmerksam zuhören, optimale Lösungen anbieten und Vorschläge für die Realisierung smarter Fabriken fördern, die die manuelle Arbeit durch Automatisierung revolutionieren und hohe Betriebsraten und eine hohe Rentabilität erzielen, so wie wir es mit Bestückungsautomaten tun.

4. Auf dem Weg in die Zukunft

In diesem Artikel haben wir unsere Maßnahmen zur Simulation der realen Welt in der virtuellen Welt für die SMT-Produktion vorgestellt und unsere verschiedenen Lösungen für die Automatisierung des Bestückungsprozesses erläutert. Wir werden unsere Anwender weiterhin bei der Verwirklichung smarter Fabriken mit der Entwicklung des Digital Twin unterstützen, um SMT-Linien mit der digitalen Welt zu verbinden. Wir selbst glauben, dass die Automatisierung einer der Wege ist, um die Kluft zwischen der virtuellen und der realen Welt auf „Null“ zu reduzieren, aber wir glauben, dass dies nicht die einzige Antwort ist. Wir werden weiterhin auf unsere Nutzer hören und Produkte und Dienstleistungen entwickeln, die ihre Erwartungen übertreffen.

Hinweis: Dieser Artikel ist eine geänderte Fassung eines Artikels, der in der Zeitschrift „Robot“, Ausgabe 263, erschienen ist.

Sie sind seit 1992 Teil der FUJI EUROPE CORPORATION und heute Managing Director. In welcher Position sind Sie damals gestartet?

Ich habe seinerzeit bei FUJI als Vertriebsingenieur im Vertriebsgebiet Deutschland Nord begonnen. 1992 zählten wir nur acht Mitarbeiter, davon zwei Vertriebler für die DACH-Region. Ich bin damals als begeisterter Kunde von FUJI zu FUJI gewechselt und lebe die Begeisterung noch heute – 30 Jahre später in einem Team, das sich mehr als verzehnfacht hat.  

Hätten Sie damals vermutet, knapp 30 Jahre später noch im Unternehmen tätig zu sein?

Nein, ich habe im Alter von 33 Jahren, als ich zu FUJI kam, nicht ahnen können, heute hier zu stehen. Ich hatte keine konkrete Perspektive vor Augen und strebte Freude an der Arbeit und Erfolg an. Ich hatte damals wie auch heute die Ambition, die mir übertragenen Aufgaben bestens zu erfüllen. Dieser Anspruch hat sich nie geändert.

Wenn Sie den Markt betrachten: Was war damals anders? Was hat sich bis heute verändert? 

In einem Arbeitsalltag ohne Internet, E-Mail, Smartphone und Navi war die Taktrate erheblich geringer als in einer von der Digitalisierung durchdrungenen Arbeitsumgebung, wie wir sie heute haben. Sicherlich hat die Digitalisierung große Vorteile und bringt auch Effizienzvorteile etc. mit sich, aber im analogen Zeitalter war es teilweise kommunikativer, da eine andere Form des Austauschs erforderlich war.

Insgesamt basierte das Geschäft damals eher auf Vertrauen und war humaner dahingehend, dass es keine langen Verträge, Vertragsstrafen, NDA’s und Berechnungen, die nach der dritten Kommastelle stimmig sein mussten, brauchte. Im Vergleich waren die Renditen höher.

Und was hat sich im Unternehmen seither verändert?

Betrachtet man unser Unternehmen, erwuchs aus einem kleinen freundschaftlichen Team ohne feste Organisationsstruktur ein globales tätiges erfolgreiches Unternehmen. Belegschaft und Umsatz haben sich mehr als verzehnfacht. Wir zählen heute mehr als 90 Mitarbeitende. Aus kurzen Kommunikationswegen wurde eine schnelle und effektive Kommunikation, die seit der Corona-Pandemie noch mehr digital geprägt ist. Und unsere Organisationsstruktur hat sich im Laufe der Jahre zu klaren Prozessen entwickelt. Wir leben damals wie heute flache Hierarchien. 

Während wir die ersten 20 Jahre unter japanischer Leitung standen – und an dieser Stelle möchte ich ein Lob auf die japanische Arbeitskultur aussprechen „sie ist hart, intensiv, aber fair“ – agieren wir seit nunmehr 10 Jahren unter deutscher Leitung. 

Worin sehen Sie das Erfolgsrezept, dass FUJI heute 30-jähriges Jubiläum feiert? 

Es sind viele Aspekte, die die FUJI-Erfolgsgeschichte ausmachen. Dazu zählen kontinuierliche Verbesserungsprozesse – beispielsweise hinsichtlich Qualität, Effektivität und Präzision. Hier leben wir seit der ersten Stunde einen sehr hohen Anspruch. Auch die stetige Anpassung an aktuelle Marktbedürfnisse und technologische Entwicklungen verschafft uns heute ein stabiles und kontinuierliches Wachstum sowie unsere starke Marktposition. Außerdem sorgen die überdurchschnittliche Kundenorientierung und Gleichstellung aller Kunden – unabhängig von Größe und Umsatz – für eine extrem hohe Kundenzufriedenheit. 

Was hat Sie in den knapp 30 Jahren am meisten an Ihrer Arbeit fasziniert? 

Meine Wurzeln liegen im Bereich der Technik, die mich schon immer – und auch heute als Geschäftsführer – fasziniert. In unserer Branche arbeitet man immer am Puls der Zeit. Es beeindruckt mich, neue Technologiesprünge mitzuprägen und zu gestalten. Außerdem begeistern mich die Internationalität des globalen Geschäftsmodells sowie die Zusammenarbeit mit den japanischen Kollegen in einem vielseitigen und interkulturellen Team. 

Was schätzen Sie im Unternehmen besonders? 

Zum einen erfüllen mich unsere großartigen Produkte mit Stolz. Zum anderen schätze ich ganz besonders das FUJI-Team, in dem alle Mitarbeitenden einen Beitrag zu unserem Erfolg leisten – nicht zuletzt durch eine enge und unkomplizierte Kommunikation aller FUJI-Niederlassungen auf der Welt und einen wertschätzenden Umgang miteinander. Auch die Unternehmensphilosophie hinsichtlich der starken Kundenorientierung ist für mich eine Besonderheit. 

FUJI EUROPE CORPORATION auf der productronica: Erste Bestückplattform für automatisierten Feeder-Wechsel

Kelsterbach, 06. Oktober 2021 – Die FUJI EUROPE CORPORATION GmbH (www.fuji-euro.de), Spezialist für Elektronik-Bestückungsautomaten, präsentiert auf der „productronica 2021“ die branchenweit erste Bestückplattform, welche den Feeder-Wechselprozess automatisiert. Darüber hinaus zeigt das Unternehmen auf der Messe in München (16. bis 19. November) in Halle A3 am Stand 317 weitere Lösungen für die autonome und flexible Fertigung. Diese unterstützen unter anderem die Optimierung und Automatisierung von Wartungs- und Umrüstprozessen.

Die FUJI EUROPE CORPORATION GmbH ist ein international führender Maschinen-Lieferant und unter anderem spezialisiert auf Elektronik-Bestückungsautomaten. Das Unternehmen deckt alle Bereiche einer modernen Produktion ab – von hochflexiblen Bestücksystemen im High-Mix bis hin zu kompletten Bestückungslinien im High-Volume.

Dabei legt FUJI den Fokus auf arbeitssparende und qualitätssichernde Lösungen für Bestückprozesse in smarten Fabriken. Die Ziele sind unter anderem: null Platzierungsfehler, null Maschinenstopps sowie autonome und bedienerlose Arbeit. Gemäß diesen Anforderungen wurde auch die SMT-Plattform NXTR konzipiert. NXTR dient der schrittweisen Automatisierung und Digitalisierung in der Elektronikfertigung und ist in verschiedenen Ausbaustufen wie z. B. der neuen NXTR-A, die auf der „productronica 2021“ präsentiert wird, erhältlich.

„Mit dem Modell NXTR-A bringen wir eine Revolution in den Markt. Denn es ist die erste Maschine ihrer Art in der Branche, die mit einem automatischen Feeder-Wechselsystem ausgestattet ist. Dieses befreit den Bediener von Setup-Änderungen und Nachschubarbeiten, was zu höherer Produktivität führt. Sie bietet außerdem erweiterte Funktionen zur Aufrechterhaltung einer hohen Qualität“, erklärt Stefan Janssen, Mitglied der Geschäftsführung der FUJI EUROPE CORPORATION GmbH.

NXTR-A verringert Maschinenstopps bei der Bestückung

Die Neuentwicklungen, die mit dem Modell NXTR-A gelauncht werden, sind die Kassettenfeeder, welche die Rollen aufnehmen, und der Smart Loader, der die Rollen verteilt. „Die Maschinenbediener müssen keine Teile mehr austauschen und nachliefern, was an der Linie die aufwändigste Arbeit darstellt – denn mehr als 50 Prozent der kurzen Stopps während des Bestückungsprozesses sind auf Fehler beim Spleißen und auf das Warten auf die Lieferung von Teilen zurückzuführen. NXTR erkennt automatisch, wenn Teile auslaufen und der Smart Loader liefert die erforderlichen Teile, bevor sie ausgehen, basierend auf Berechnungen im System“, erklärt Stefan Janssen.

Neu ist im Zuge der zunehmenden Automatisierung auch der Drucker NXTR-PM. Mit ihm ist es möglich, das Reinigungspapier zu wechseln und das Lot zuzuführen, ohne die Produktion zu unterbrechen. Dies waren bisher die Hauptursachen für Produktionsunterbrechungen im Druckprozess.

Automatisierung und Flexibilisierung im Bestückprozess im Fokus

Zusätzlich zeigt FUJI auf der „productronica“ die Vorteile des Software-Systems Nexim hinsichtlich zuverlässiger Planungs- und Umstellungsprozesse, flexiblem Datenmanagement und Qualität. Abgerundet werden die Automatisierungsprozesse unter anderem durch autonome Wartungs-Tools.

FUJI bietet den Kunden somit durchgängige Lösungen aus einer Hand inklusive Full-Service für den gesamten Materialfluss – vom Wareneingang über die Lagersysteme bis zum Bestückautomaten. Eine weitere wichtige Komponente ist dabei die „Intelligente Lagersysteme/sTower-Various-Serie“. Diese Lagerlogistiksysteme dienen der automatischen Versorgung einer SMT-Produktion und sorgen für kurze Wege.

Klaus Gross, Managing Director der FUJI EUROPE CORPORATION GmbH, erklärt: „Effizienz und Qualität im Bestückprozess sind globale Herausforderungen, denen wir uns als FUJI EUROPE seit nunmehr 30 Jahren stellen. Zu unserem 30-jährigen Jubiläum, das wir pünktlich zur productronica begehen, stehen die Anforderungen des Mittelstandes sowie der Konzerne zur Automatisierung, Digitalisierung und Flexibilisierung von Prozessen zu Gunsten der smarten Fabrik im Vordergrund. Dies zeigen wir exemplarisch auf der Messe.“

Internationaler Mechatronikdienstleister erhöht mit Bestückautomaten von FUJI Kapazität und Leistung an rumänischem Produktionsstandort

Kelsterbach, 7. September 2021 – Elemaster, international agierender Mecha­tronik­dienstleister, hat an seinem Produktionsstandort in Rumänien drei Elektronik-Bestückungsautomaten der Serie AIMEXIIIc installiert. Die Maschine wird in Europa von der FUJI EUROPE CORPORATION (www.fuji-euro.de), eine Tochter der FUJI CORPORATION, vertrieben. Mit der Investition konnte Elemaster sein Portfolio erweitern und sein Auftragsvolumen erhöhen.

Elemaster bietet den komplet­ten Service rund um die Entwicklung und Herstellung elektro­nischer Bau­gruppen. Das Unternehmen wurde 1978 in Montevecchia, in der italienischen Provinz Lecco, ge­gründet und hat sich als Mechatronikdienst­leister im internationalen Umfeld etabliert. Elemaster positioniert sich am Markt als One-Stop-Shop. Zu den Kunden zählen Akteure der Branchen wie Eisenbahn, Medizin, Avionik, Automobil, Industrieauto­matisierung und Energie. Die Elemaster Group verfügt über weltweite Präsenz in Europa, Amerika, Afrika und Asien.

Im Frühjahr 2021 hat Elemaster an seinem rumänischen Produktionsstandort drei Bestückautomaten der Serie AIMEXIIIc von FUJI installiert. „Die Investition war erforderlich, da Elemaster auf Grund der gestiegenen Nachfrage seine Geschäfts­aktivitäten ausgebaut hat. Ziel war es, mit der neuen Anlage die Kapazität zu erhöhen und die Leistung zu verbessern. Mit der neuen Linie hat Elemaster einen großen Schritt in seiner Produktion gemacht. Installation und Schulung nahmen lediglich zwei Wochen in Anspruch und verliefen ohne Komplikationen“, erklärt Daniel Gabor, Regional Account Manager der FUJI EUROPE CORPORATION GmbH. 

Flexible Einstellungsmöglichkeiten und präzise Prüfeinheiten

Besondere Vorteile der bei Elemaster installierten AIMEXIIIc sind die V12- und die DX-Köpfe. Die V12-Köpfe der Hochgeschwindigkeits-Chip-Shooter sind mit dem „Intelligent Parts Sensor“ (IPS) ausgestattet. Die DX-Köpfe sind flexibel und bieten die Möglichkeit, ihre Einstellung während der Produktion zu ändern. Die DX-Köpfe sind ebenfalls mit IPS-Sensoren bestückt und können sowohl Vakuumdüsen als auch mechanische Greifer verwenden.

Daniel Gabor sagt: „Die DX-Technologie kann mit einem Gluetool Klebepunkte vor der Montage von Bauteilen aufbringen. Dies ist bisher weltweit einzigartig. Elemaster hat die AIMEXIIIc zusätzlich mit einer LCR-Prüf­einheit ausgestattet geordert. So kann die Maschine vor der Bestückung von passiven Bau­elementen wie Induktivitäts­spulen, Kondensatoren und Widerstände deren Werte überprüfen. Dies verhindert Fehlplatzierungen, die eine automatische optische Inspektion (AOI) nicht erkennen könnte.“

Den AIMEXIIIc-Maschinen für Elemaster wurden außerdem 3D-Koplanaritäts­sensoren hinzugefügt, welche die Höhe und Linearität von Anschlüssen an den Außenkanten der Komponenten sowie an deren Unterseite erkennen. Auch eine MTU-M (optionale Einheit) ist bei den Bestückungsautomaten mit an Bord.

„Im Hause Elemaster sehen wir Vorteile in der Funktionalität und Benutzerfreund­lichkeit der AIMEXIIIc. Die hohe Flexibilität der DX-Köpfe und die bei der Konfigu­ration berücksichtigten Optionen bringen für uns effiziente Prozesse. Auch die hohe Anzahl an freien Stellplätzen ist hier mit 390 bzw. 8mm für die Flexibilität äußerst positiv zu bewerten“, erklärt Massimiliano Redaelli, Operations Manager, Elemaster Romania.