FőoldalGyártósorSMT gépek közti kommunikáció a flexibilis gyártás szolgálatában, I 4.0
2018. szeptember 17., hétfő ::

SMT gépek közti kommunikáció a flexibilis gyártás szolgálatában, I 4.0

Az utóbbi időben egyre többet hallunk a gépek közti kommunikációról. Különböző konzorciumok dolgoznak egymástól egyelőre független szabványok (pl. IPC 2-17, CAMX, Hermes) kialakításán és ezzel párhuzamosan a legnagyobb SMT berendezésgyártók a saját rendszereiken. A legnagyobb vevők kész tények elé állítják a berendezésgyártókat. Megkövetelik, hogy minden egyes berendezés a gyártótól függetlenül képes legyen a saját rendszerükkel kommunikálni. Az látszik, hogy ezen a területen nem lesz egyhamar homogén, egységes szabvány, mint például az elektronikai szerelvények elfogadhatósági követelményeiről szóló szabvány

A nehéz megegyezésnek egyik oka, hogy már az igény pontos megfogalmazása is igen nehéz feladat. A gyártás különböző oldalról más-más feladatot kap. A vezetőség a gyártási kapacitások kihasználásáról, kihozatalról vár azonnali, de jól átlátható adatot. A minőségbiztosítást a minőségi paraméterek mellett a nyomon követhetőség kérdése foglalkoztatja. A folyamatmérnököt az érdekli, hogy a gyártósor valóban optimális beállításokkal, a lehető legjobb minőségben, minimális beavatkozással üzemeljen. A fenti felvetésekre egységes megoldás még nem létezik. A YAMAHA teljes gyártósori megoldása azonban előnyben van más SMT berendezés gyártóhoz képest, több okból is: egyfelől a YAMAHA az egyetlen gyártó a piacon, aki a beültetőgépek mellett pasztanyomtatót, SMT ragasztóadagoló gépet és AOI/AXI berendezést is évek óta gyárt. Ezen berendezései eleve azonos szoftverplatformon működnek, egymás közötti kommunikációra tervezték. Másrészt a YAMAHA a nagy vevők mellett nagyon sok kis és közepes vevővel rendelkezik. Biztos vagyok benne, hogy vevőik számát tekintve a világ legnagyobb gyártója, így a megoldása rengeteg vevőnek meg kell feleljen. Igen átgondolt szoftverrendszert kellett alkossanak ahhoz, hogy ennyi vevői igénynek folyamatosan meg tudjanak felelni.

Lássunk konkrétumot! Mi az, ami napi szinten segíti a hatékony, gyors és flexibilis gyártást a YAMAHA teljes gyártósori megoldás esetén?

A gyártásban az egyik legnagyobb kihívás az AOI berendezés használata. Ugyebár ez egy szükséges rossz. Valójában, ha minden tökéletes, akkor nincs is rá szükség, a valós életben viszont mégis egyre több szükség van rá, mivel a hibázás költsége egyre nő (drága alkatrészek, drága javítóvagy ellenőrző operátorok stb.). Ezzel szemben az AOI sok esetben nagyobb odafigyelést, a fals hibák kezelését, paraméterek utánállítását igényli. Közepes kapacitású gyártósorban, ha ez a folyamat automatikus és gyors, akkor rengeteg állásidőt és operátori munkaórát tudunk megtakarítani. A YAMAHA rendszer egyik előnye, hogy az AOI program közvetlenül a legfrissebb, legaktuálisabb beültetőprogramból generálódik. Így biztosak lehetünk abban, hogy az AOI nem keres ott alkatrészt, ahová nem is szántunk, illetve megtalálja az összes „nem odavaló” tárgyat (FOD). Másrészt a YAMAHA AOI összeköthető egy mobileszközzel, ahol a sor bármelyik pontján lévő operátor gyorsan minősíteni tudja a hibát, és valós hiba esetén a további panelek beültetése azonnal megáll. Az persze nem mindegy, hogy ez az AOI-> beültetőgépvisszacsatolás milyen módon történik. A YAMAHA saját berkeken belül – mely több mint 10 év – ezen funkcióval kapcsolatos tapasztalat és vevői visszajelzések alapján egy igen okos rendszert hozott létre. Kiemelt figyelmet fordít arra, hogy nem minden valós hibát csatol vissza, csak azokat, amelyekre szeretnénk, hogy a sorkezelő operátor azonnal beavatkozzon. Mondhatjuk például, hogy felemelkedett lábú alkatrész miatt ne álljon meg a gyártósor. Ez valószínűleg egyedi, akár alkatrész-beszállítói vagy tárolási hiba. Nem a beültetőgép vagy a nyomtató felel érte, a sorkezelő operátor nem tud vele mit kezdeni. De ha például rossz polaritású beültetést találunk, akkor jó, ha azonnal abbahagyjuk a gyártást. Várhatóan a beültetőgép és az AOI közti paneleken is ugyanezen hiba fenn fog állni, és a selejtszámunkat drasztikusan csökkenthetjük, ha nem ültetünk be több ilyen alkatrészt. A visszacsatolás persze intelligens. Mivel egy rendszerből dolgoznak a gépek, a sor tudja, hogy pontosan azon alkatrész beültetéséért melyik beültetőgép melyik alkatrészadagolója, melyik beültetőfeje, azon belül pedig melyik pipetta volt felelős. Működését tekintve jelzett valós hiba esetén a beültetőgép megáll, feldobja az operátornak az AOI által készített képet, és felajánlja, hogy ellenőrizze az adott feedert, beültetési pozíciót és alkatrész-paramétereket.

1. ábra. SMT beültetőgép képernyője AOI-ból érkező valós hibainformáció esetén Magyarázat: A: AOI-ból érkező hibakép, B: beültetési pozíció ellenőrzése, C: Feeder és felvételi pozíció ellenőrzése, D: Alkatrész-könyvtár elérése

A sorkezelő operátor gyors beavatkozásával – amihez a rendszer teljes segítséget nyújt – minimalizálható az állásidő. Hasonló módon tud az AOI akár a sorban lévő nyomtatónak is visszajelezni, például rövidzár vagy hiányos forrasztás esetén. De a gépek közti kommunikáció nem merül ki ennyiben. Érdekes funkcióval segíti a YAMAHA az AOI falshiba-ráta-csökkentését. Reflow utáni AOI esetében elég nehéz lehet megbízható módon, karakterek olvasásával (OCR) ellenőrizni a helyes IC típust. A feliratok megváltoznak a hő hatására, és akár fluxszal szennyezetté válhatnak. Sok esetben ezért a folyamatmérnök nem használja ezt a funkciót, holott egy tálcába helyezett alkatrészt elcserélni nem túl nehéz. Erre a problémára kínál megoldást a YAMAHA QA szoftverének másik opciója. Mivel a beültetőgép pontosan tudja, hogy mikor kezd új tekercset vagy tálcát, szól az AOI-nak, hogy „ezt a panelt jobban nézd meg, mert új tálcából tettem bele alkatrészt!” Az AOI ekkor a normál ellenőrzéseken felül az OCR algoritmusokat is lefuttatja, ellenőrzi, hogy jó alkatrész került-e a panelra. De csak az első panelen, mivel a tálca nagy valószínűséggel ugyanazon alkatrészeket tartalmazza. Így az OCR falshibák száma nagyságrendekkel csökkenthető.

Nincs tudomásom arról, hogy bármely fent említett gépek közti kommunikációs szabványba ilyen vagy ehhez hasonló funkciók beépítését terveznék. A YAMAHA teljes gyártósori megoldásaival ezek már most (sőt már 10 éve) elérhetőek, és természetesen a YAMAHA is bővíti az ilyen jellegű funkcióit. Nagy várakozással tekintünk az új YSi-SP nevű forraszpaszta-nyomtatást ellenőrző berendezés teljes YAMAHA-integrációjára. Jelenleg az SPI berendezés a stencilnyomtatóval tud „csak” kommunikálni, de természetesen további funkciók várhatóak. Ezen berendezéssel kiegészülve a YAMAHA marad az egyetlen olyan beültetőgép-gyártó, aki saját kézből kínál teljes gyártósori megoldást. Nyomtató, SPI, beültetőgép, AOI. Büszkék lehetünk arra, hogy nemrégiben Magyarországon került installálásra az első olyan gyártósor, amelyben valóban mindezen berendezések megtalálhatóak. Remélhetőleg sok ilyen követi majd!

Hogyan segíti a valódi „teljes gyártósor egy kézből” koncepció a flexibilis gyártási igényt? Sok problémára találunk egyszerű választ a YAMAHA megoldásában. Például nagy könnyebbség a programozóknak, hogy egyazon szoftverfelületen megírhatják a nyomtató, beültetőgép és AOI programját. Természetesen mindhárom berendezéstípusnak némileg más adatokat is meg kell adni. A nyomtatónál például a forraszpaszta 2D inspekcióját stencil gerberből kiindulva érdemes betanítani. De a helyezőpontokkal nem kell bajlódni. AOInál természetesen más az alkatrészkönyvtár, mint a beültetőnél. Itt az alkatrészméreteken túl a vizsgálati algoritmusokat kell meghatározni. De ha az alkatrészkönyvtárunk kész, akkor a programgenerálás egy mozdulat. A YAMAHA gépek előnye még, hogy több AOI ugyanazon könyvtár használatára képes. A gépek precízen kalibrálva vannak, és a gép adott időnként egy etalon segítségével ellenőrzi saját pillanatnyi optikai paramétereit. Így nincs szükség sorok közötti programátvitelkor egyedi finomhangolásra.

Az alkatrészkönyvtárak létrehozása a flexibilis gyártás egyik legnagyobb kihívása. Több százféle termék, ezres nagyságrendű alkatrész-sokféleség. Persze ezek egy része méretben, színben stb. azonos, de a cikkszámaik különbözőek lehetnek. Mivel a YAMAHA vevőbázisa óriási, jó esélye van annak, hogy a világon előforduló legtöbb alkatrész már megfordult a kezei között. Ezt felismerve létrehoztak mind AOI-ra, mind beültetőre egy saját, kb. 2000 alkatrésztokozásból álló könyvtárat, ami minden berendezés részét képezi. Innentől kezdve, egy új alkatrésszel találkozva a mérnöknek nincs más feladata, mint ezen könyvtárból megkeresni az adott alkatrésznek megfelelőt és a saját cikkszámához hozzárendelni ezen alkatrészleírót. Ez a módszer nagy könnyebbség a beültető, de talán még jobb az AOI esetében. Hasznos, hogy a YAMAHA már a belépőszintű gépekhez, a legkisebb alkalmazáshoz is elérhetővé teszi ezt a tudásbázist.

Sok, flexibilis gyártással rendelkező felhasználónk nagy megelégedéssel használja a beültetőgépeken nemrégiben bevezetett, eVisionnek nevezett, új alkatrész-definíciós eljárást. Az alkatrész-betanítás ebben az esetben valamelyik beültetőgépen történik. Bármelyiken, bármelyik kamerával. Valamilyen módon fel kell vegye az alkatrészt a berendezést. Ez történhet feederből, tálcáról, de akár kézzel is fel tudjuk helyezni az alkatrészt a megfelelő pipettára. Az alkatrészfelvételt követően az automatikus felismerőrutint elindítva, a gép sok-sok képet készít az alkatrészről. Megpróbálja megsaccolni az alkatrész típusát, a kivezetések számát, azok elhelyezkedését. Optimalizálja a megvilágítást, megnézi az alkatrészmagasságot. Néhány másodperces rutin után felajánlja nekünk elfogadásra, amit talált. Ez a funkció különösen bonyolultabb alkatrészeknél nagyon hasznos. Pl. egy aszimmetrikus kivezetőelhelyezkedésű csatlakozó, egy BGA itt-ott elhagyott golyókkal. Ezeket nagy megbízhatósággal képes a berendezés beazonosítani és a hozzá megfelelő vizsgálati algoritmust felajánlani. Megmutatja, hogy mit tekint az alkatrész közepének, amit aztán a CAD fájlból ellenőrizhetünk. Pontos, precíz, megbízható, mint ahogy ez egy japán technológiától el is várható.

A flexibilis gyártás kihívásaival egyre több magyarországi nagy gyártó is találkozik. A közepes méretű gyártók pedig eleve ezen a területen mozognak. Megfelelő szoftveres támogatással lépésről lépésre csökkenthető ezen kihívásokból adódó mérnökségre háruló teher. A mai, sok esetben megfelelő munkaerő-hiányos világban egyre fontosabbá válik, hogy tehermentesítsünk, ahol lehet, automatizáljuk, egyszerűsítsük mérnökeink és operátoraink feladatát. Elsősorban azért, hogy a nagyobb, nem vagy csak részben automatizálható folyamatokra tudjanak koncentrálni. Lévén, hogy a YAMAHA mindig is a közepes gyártók piacán volt a legerősebb, Ő egy nagyon jó partner lehet ilyen jellegű kihívások megoldásában.

elas 18 5 2

YAMAHA berendezésekkel kapcsolatos kérdéseikkel keressék az ELAS Kft. szakembereit, a YAMAHA Motors Intelligent Machinery divíziójának hivatalos magyarországi képviselőjét!

Az ELAS Kft. honlapja

Legfrissebbek a szerzőtől: Szilassi Zoltán

Tudomány / Alapkutatás

tudomany

CAD/CAM

cad

Járműelektronika

jarmuelektronika

Led technológia

Led technológia

Rendezvények / Kiállítások

Mostanában nincsenek események
Nincs megjeleníthető esemény