Vollautomatische Bestückung von Leiterplatten mit Kabelzungen
Im Auftrag der Firma Aafag AG hat das Automationsunternehmen Bachmann Engineering AG eine Anlage für die vollautomatische Bestückung von Leiterplatten mit Kabelzungen entwickelt. Dabei kommen zwei Exemplare der Modullösung Bachmann MovingDevice (BMD) zum Einsatz, die kundenspezifisch ergänzt und mit einem kollaborativen Roboter des Typs UR16e ausgerüstet wurden.
Das in Kleinandelfingen (ZH) ansässige Elektronikunternehmen Aafag AG übernimmt für seine Kunden das auftragsspezifische Bestücken von Leiterplatten. Dazu gehört auch die THT-Montage von Kabelzungen. Um diese Montage effizienter durchführen zu können, entschied sich die Aafag für eine Automatisierung des gesamten Prozesses. Zu diesem Zweck beauftragte sie das auf Automation und Robotik spezialisierte Unternehmen Bachmann Engineering AG aus Zofingen.
Umgang mit unterschiedlichen Toleranzen
«Eine Herausforderung bei diesem Projekt war, die Anlage so zu konzipieren, dass der Roboter die Kontaktlöcher jederzeit exakt lokalisieren und die Kabelzungen verlässlich mit einem bestimmten Kraftwert einpressen kann», sagt Tim Nützi, der bei der Bachmann Engineering AG für die Elektroplanung und Softwareentwicklung verantwortlich war. Eine weitere Herausforderung stellte die Automatisierung der vorgelagerten Prozesse dar. So entnimmt der Roboter die zu bestückende Leiterplatte einem vorgegebenen Leiterplatten-Rack und legt diese positionsgenau ab; nach erfolgreicher Bestückung greift der Roboter die Leiterplatte und deponiert sie wieder im Rack. «Da die Racks fertigungstechnische Toleranzen aufweisen, muss der Roboter so programmiert werden, dass er diese Aufgabe verlässlich meistert», sagt Lukas Kageyama, Leiter Technik und Projektleitung bei der Aafag.
Gesamtlösung mit hoher Autonomie
Schliesslich musste auch das Abstanzen der Kabelzungen ab Rolle so automatisiert werden, dass der Roboter die Kabelzungen greifen, lagerichtig positionieren und dann in die Leiterplatte einpressen kann. Nützi: «Unsere Aufgabe war also die Konzeption einer Gesamtlösung, die eine möglichst hohe Autonomie ermöglicht». Zu diesem Zweck griff das Unternehmen auf zwei Exemplare der selbst entwickelte Modullösung Bachmann MovingDevice (BMD) zurück. Auf einem BMD «Large» wurden die Kabelrollanlage und Einrichtungen zum Platzieren der Racks montiert. Ein BMD «Mini», das in unmittelbarer Nähe des grossen Bruders positioniert ist, wurde mit einem Roboterarm des Typs UR16e von Universal Robots ausgerüstet. Um die Anlage herum wurde ein Schutzzaun mit Zutrittsöffnung errichtet. Dank eines Sicherheitssystems mit Lichtschranke kann dabei auf eine Türe verzichtet werden: Sobald ein Mitarbeitender durch die Öffnung tritt, erfolgt ein kontrollierter Stopp des Roboters.
Automatisierung von anderen Prozessen möglich
Der UR 16e, ein Cobot der neusten Generation mit einer Reichweite von 900 mm und einer Nutzlast von 16 kg, kann einfach und schnell programmiert werden. Dies ist ein grosser Vorteil, denn das BMD «Mini» kann dank Rollen und Schnellkoppelung leicht verschoben und zur Automatisierung von anderen Prozessen verwendet werden. «Diese Option hat beim Entscheid für die Anlage von Bachmann Engineering eine wichtige Rolle gespielt», sagt Lukas Kageyama. Und wie zufrieden ist die Aafag mit der Anlage? Kageyama: «Wir sind sehr zufrieden. Zwar gab es einige Anfangsschwierigkeiten, diese konnten jedoch dank der guten Unterstützung durch Bachmann Engineering gelöst werden.» Zur Zufriedenheit trägt auch die Tatsache bei, dass die Anlage eine Autonomie von rund 8 Stunden erreicht. «So können wir bei Bedarf auch Nachtschichten fahren», sagt Kageyama.
