Inte bara i Europa och Amerika utan även i Asien efterfrågar kunderna mer flexibilitet från sina EMS-leverantörer. Som ett bevis på detta så investerar fler och fler kinesiska tillverkare i kvalitet och andelen av högprestandamaskiner har redan nått samma nivåer som på den västerländska marknaden. Hur kommer framtidens lösning för ytmontering att se ut?

Under många år bestod den ideala monteringsmaskinen av snabb maskin som skulle kunna montera allt mindre komponenter i stora kvantiteter. Tillverkare av utrustning försökte överglänsa varandra i termer om snabbhet och prestanda.
Men elektroniktillverkningen har förändrats. Med dagens tillverkning av mindre serier finns det inte längre tid för att gradvis ”rampa” upp sina processer. Framtiden innebär perfekt resultat från första kortet. Begreppet snabbhet har också förändrats. Tidigare avsåg det endast själva monteringstiden. Andra processteg ignorerades, eftersom de knappast räknades i ett övergripande sammanhang av massproduktion. I framtiden måste hela kedjan allt i från acceptans av ingående data, generering av monteringsprogram, planering av produktionslinor och slutligen leverans, utföras från början till slut med högsta hastighet. Eftersom den faktiska monteringstiden är så kort, med små serier så kommer uppströms- och nedströmsprocesser att stå för en mycket större andel i tid och pengar.

Optimala verktyg för NPI
Låt oss som exempel se på NPI-processen (new product introduction): När serierna blir allt mindre så blir NPI-processen betydligt viktigare i produktionen. Monteringsmaskiner som SIPLACE SX från ASM Assembly Systems erbjuder en serie innovativa mjukvaruverktyg som påskyndar nya produktlanseringar. De kan ta emot och visualisera produktdata i ett stort antal format.

Skissen visar hur SIPLACE SX kan se ut.

En speciell funktion: Eftersom att programvaran antar att indata kommer att behöva ändras för att vara användbar, så hjälper den användaren att upptäcka och korrigera fel. På så sätt kan saknade komponenter eller felaktiga positioner upptäckas med tillförlitlighet och korrigeras. Dessutom kan nya komponenter snabbt beskrivas – antingen offline eller i linan. Även placeringssekvenser som föranletts av kretskortets geometri (PoPs, stora komponenter som ger skuggeffekt etc) kan korrigeras och direkt utgöra en del av monteringsprogrammet. När monteringsprogrammet är klart, kan användaren verifiera det med ”SIPLACE virtual product build” för att upptäcka fel långt innan det första kortet kommer in i produktionslinan.
Eftersom alla dessa processteg kan utföras ”offline” kommer de inte att dra ner på monteringsmaskinens tillgänglighet.
Ett annat krav: Vid produktion av små serier ex. prototyper med ett begränsat antal komponenter så är det mycket viktigt att maskinen ger högsta kvalitet från det första kortet. För att åstadkomma det så måste maskinerna i framtiden tillhandahålla hjälpmedel som kan ge kunden bästa möjliga lösning för varje processteg.

Ställtiden avgör effektiviteten
Moderna elektroniktillverkare måste ständigt förändra sin produktion. Företag som använder enbart klassiska setup koncept, genom att ersätta flyttbara matarbord, utnyttjar inte fördelarna fullt ut som ges med moderna koncept.
SIPLACE SX erbjuder sådana fördelar. Exempelvis kan matarbord delas upp virtuellt för att reservera en fast del för ”familje-setup”. De återstående delen av matarbordet kan sedan användas för flexibla körningar, ex. små serier. Om så önskas så kan SIPLACE-mjukvaran även generera en delta setup som bara består av de komponenter som inte är tillgängliga vid fasta ”setup”. Och eftersom de nya SIPLACE X-feedrarna är av typen hot-swap (vilket innebär att de kan användas och tas bort utan att behöva stoppa linan), kan nya ”setuper” läggas till medan den tidigare produkten fortfarande körs.

Utformningen av portalen SIPLACE Gantry.

Allt detta minskar arbetet med ställ, påskyndar produktbyte och ökar den totala effektiviteten i linan. Högre flexibilitet kan också uppnås genom flera conveyers, vilket innebär att olika produkter kan tillverkas sida vid sida i samma SMT-lina.
”High-mix” fabriker kan även köra med ”SIPLACE Random Setup”, vilket innebär att operatörerna kan sätta en SIPLACE X-feeder för kommande körning i en tom plats på matarbordet. En fördel: Varje SIPLACE X-feeder registrerar sig själv genom sitt ID för att sedan automatiskt justera monteringsprogrammet.
Den här funktionen ger ett alternativ där operatören inte nödvändigtvis behöver följa maskinens setup förslag, utan kan sätta feedern på första lediga plats.

Monteringshuvuden som kan göra allt
Ingenstans är paradigmskiftet mot flexibilitet tydligare än i tekniken för monteringshuvudet. Det främsta exemplet på det är det nya SIPLACE MultiStar-huvudet.
Medan traditionella maskinkoncept bygger på ett stort antal olika huvuden, avsedda för sitt individuella komponentsegment, har ASM Assembly Systems tagit fram ett helt nytt koncept. Genom mjukvara kan SIPLACE MultiStar inför varje ny placeringscykel växla mellan tre olika monteringslägen: collect-and-place, pick-and-place och ett som innebär en blandning av dessa alternativ. Den här unika lösningen ger det första monteringshuvudet på marknaden som kan hantera komponenter som varierar i storlek från 01005 till 50 × 40 mm, vilket innebär att linjekonfigurationen och/eller monteringshuvuden inte behöver ändras utan att ge avkall på kapacitet.

SIPLACE XFeeder komponentmatare.

En annan fördel är det faktum att tillverkarna kan hålla färre huvuden i lager. Och när det bara finns en huvudmodell att ta hänsyn till så sjunker också investerings- och underhållskostnaden.

”Feeder-anywhere” – på riktigt!
Setup processen har ytterligare en fördel: På linor med många olika monteringshuvuden kan traditionella koncept för ”feeder-anyware” snabbt nå sina begränsningar. Generellt kan inget höghastighetshuvud hantera stora komponenter. SIPLACE MultiStar fungerar annorlunda: Det kan hantera en 01005-komponent direkt bredvid en stor BGA eftersom det bara behöver byta monteringsläge, styrt av programvaran.

Anpassad till ekonomicykeln
Slutligen, vad är all denna flexibilitet i produktion och seriestorlek verkligen värd om kraven på grund av ekonomiska eller säsongsbetonade förändringar fluktuerar mycket mer? Kan en enda monteringsmaskin hjälpa en tillverkare att skala sin kapacitet upp och ned i takt med efterfrågan?
ASM Assembly Systems har av goda skäl positionerat sin SIPLACE SX som den första plattformen för kapacitet ”on-demand”: maskinens monteringskapacitet kan snabbt ökas eller minskas genom att lägga till eller ta bort en portal (inklusive monteringshuvudet). SIPLACE-teamet har å andra sidan utvecklat speciella, utbytbara portaler som en enda person kan lägga till eller ta bort på bara några minuter. Maskinen känner igen den nya konfigurationen omedelbart och justerar monteringsprogrammet automatiskt.

Monteringshuvudet SIPLACEMultiStar

Tack vare den här funktionen kan en tillverkare enkelt ändra monteringskapacitet från en ytmonteringslina med mindre beläggning till en annan lina där det behövs mer kapacitet. Att lägga till en annan portal nästan fördubblar maskinens prestanda. Ingen ytterligare golvyta behövs, och linan behöver inte konfigureras om fysiskt.
Men det är inte allt. ASM Assembly Systems erbjuder också dessa portaler för uthyrning. Under högsäsongen, eller när verksamheten går särskilt bra, kan en EMS-leverantör snabbt och enkelt öka sin kapacitet genom att hyra ett par portaler. När behovet minskar, återlämnas dessa. Den ekonomiansvarige kommer också att vara glad, eftersom inga investeringar eller fasta kostnader är inblandade.

framtidens monteringsmaskin
Sammanfattningsvis utgör kraftfulla allroundmaskiner såsom SIPLACE SX maskiner för framtiden.
Elektroniktillverkare som vill vara flexibla behöver självklart flexibel utrustning. EMS-bolag kommer att leta efter lösningar som helt kan anpassas till deras individuella behov. Maskinerna måste också vara robusta med avseende på i vilket skick produktdata ges. Plattformar måste kunna stödja alla möjliga setup strategier.
Med sina avancerade funktioner, så visar ASM att man har lyssnat på sina kunders krav och framtida behov.
Susanne Oswald, ASM Assembly Systems
 

Filed under: Produktion