Prozessoptimierung bei Turck Mit Pick-to-Light bei Leiterplattenbestückung alles im Griff behalten

Turck hat am Standort Halver die Prozesse für die manuelle Bestückung von Elektronikplatinen optimiert. Statt wie bisher an Royonic-Tischen bestücken die Mitarbeiterinnen die Leiterplatten jetzt an zwei Pick-to-Light-Arbeitsplätzen. Das Ergebnis: Mehr Ergonomie, schnellere Prozesse und weniger Kosten.

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Bei der Bestückung von Leiterplatten setzen viele Hersteller auf die SMD-Technik (Surface-Mounting Technology), da dieses Verfahren vollautomatisch funktioniert. Doch gibt es auch manuelle Montagevorgänge, die nicht durch Maschinen automatisierbar sind. Gerade in der Elektronikfertigung ist häufig ein manuelles Bestücken notwendig. Allerdings können diese manuellen Vorgänge, insbesondere bei großer Modellvielfalt, fehleranfällig sein. Leicht können Einzelteile vergessen werden. Eine Möglichkeit für bedrahtete elektronische Bauelemente bietet das THT-Verfahren (Through Hole Technology). Dabei werden die Komponenten durch Kontaktlöcher in der Leiterplatte gesteckt. Mitarbeiter platzieren dazu die einzelnen Elektronikbauteile auf den Leiterplatten, die im Anschluss von einer Lötwelle gelötet und dadurch fest mit der Leiterbahn der Leiterplatte verbunden werden. Je nach Größe einer Leiterplatte und der Anzahl der zu bestückenden Bauteile kann dieser Bestückungsvorgang sehr komplex werden. Zur Prozess- und Qualitätssicherung werden in der THT-Bestückung von Leiterplatten daher häufig so genannte Royonic-Tische eingesetzt. So auch in der THT-Bestückung bei Werner Turck in Halver. Der Royonic-Tisch zeigt der Mitarbeiterin per Lichtzeiger die Stelle auf der Leiterplatte an, auf die das jeweilige Bauteil bestückt werden muss. In der Regel liegen 8 bis 15 gleichartige Leiterplatten in einem Transportrahmen. Nach jedem Einsetzen eines Bauteils drückt der Mitarbeiter einen Bestätigungsknopf am Tisch.

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240 Stunden im Jahr für Knöpfe drücken

Bei Turck kam man im Fall der THT-Bestückung mit Royonic-Tischen zu dem Ergebnis, dass diese Art der Bestückung eine Kosten- und Prozessoptimierung benötigt. Die Prozessfachleute in Halver errechneten, dass Mitarbeiter in Summe allein 240 Stunden im Jahr damit verbringen, den Bestätigungsknopf zu drücken. Nicht effizient war auch, dass die Rahmen mit den Leiterplatten von den Mitarbeiterinnen manuell auf ein Transportband zur Lötwelle gehoben werden mussten. Für Alexander Kohlhaas, Experte für Fertigungstechnik in Halver, stand fest, dass die Royonic-Tische für Leiterplatten mit bis zu 15 Bauteilen nicht optimal sind. Erste Ideen ließen die Wahl auf eine Pick-to-Light-Lösung mit Systemkomponenten aus dem Hause Turck fallen. Außerdem sollte der Rahmentransport automatisiert laufen. Die Mitarbeiter werden so vom Tragen der Rahmen entlastet und die Fertigung optimiert. Der Prozess läuft flüssiger, auch die Logistikprozesse, wie etwa das Befüllen von Bauteilen, sollten nicht mehr den Bestückungsvorgang unterbrechen, sondern von den Mitarbeitern der Logistik erledigt werden. Kohlhaas entwickelte in Zusammenarbeit mit Natalie Krumme, damals Auszubildende zur Mikrotechnologin, die Idee für einen THT-Arbeitsplatz auf Basis eines Pick-to-Light-Systems. Nachdem die Fertigungsplaner die Anforderungen an Funktionalität und Ergonomie der Applikation definiert hatten, kam die Turck-Tochter Mechatec ins Boot. Turck Mechatec bietet komplette elektrotechnische Systemlösungen nach Kundenvorgabe. Die Spezialisten haben aus dem Anforderungsprofil eine Systemlösung erarbeitet und diese sowohl ergonomisch als auch kostenoptimiert umgesetzt. Die Software von Mechatec steuert nicht nur den Prozess, sondern kann auch die Produktivität der THT-Bestückung erfassen und über einen separaten Monitor visualisieren. Die Daten werden erfasst, sodass sich bei einer späteren Analyse gegebenenfalls weitere Ansatzpunkte für Optimierungen identifizieren lassen. Hardwareseitig kommen an den neuen Bestückungsplätzen unter anderem zwei HMI/PLC-Systeme zum Einsatz, eine BL67-I/O-Station sowie diverse Sensoren und Leuchttaster samt Anschlussleitungen. Die Mitarbeiter stehen heute vor zwei ergonomisch gestalteten Pick-to-Light-Regalsystemen, die mit bis zu 48 Fächern für zu verbauende Komponenten versehen werden können.

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