Selektiv lödning av komponenter med roboten KUKA KR AGILUS

Med styrningssystemet ALNEA-ZEUS bidrar robotens precision till en nollfelsproduktion.

Minskning av produktionstiden med 50 procent

ALNEA Sp. z.o.o. med huvudsäte i Warszawa erbjuder sina kunder individuell utveckling och produktion av mekanisk, elektrisk eller pneumatisk, halv- eller helautomatisk testutrustning. Det polska företaget är specialiserat på selektivlödning. Den flera år gamla styrningen ALNEA-ZEUS från ALNEA var dock i behov av en omfattande förnyelse för att även i framtiden kunna uppfylla standarderna som bestämts av den internationella fackorganisationen för kretskorts- och elektronikindustrin (IPC).

Den nya versionen av lödstyrdonet behövde ha åtkomst till samtliga processparametrar, t.ex. att tillhandahålla relevanta material för lödning, ange deras exakta positionering eller förhindra att droppar av lod hamnar utanför arbetsområdet. ALNEA implementerade den nya versionen i nära samarbete med KUKA Robotics från Augsburg. Tack vare en KUKA KR AGILUS-roboten kunde lödningsprecisionen förbättras avsevärt, felkällor elimineras och produktionstiden minskas med 50 procent.

Lödtekniken i den så kallade Trough-Hole-Technology (THT) kräver största möjliga precision. De variabla parametrarna som flussmedelsmängd, förvärmningstid och -temperatur, fuktningstid eller lödtemperatur påverkar materialet på olika sätt. Dessutom måste man ta hänsyn till påverkande faktorer som utgår från materialet. De små strukturerna och minimala avstånden till komponenter som inte får blir fuktiga lämnar inget utrymme för fel. Reparationsprocesser i THT är tidskrävande, kostsamma och ofta inte repeterbara, ibland inte ens tillåtna.

Elektronikbranschen siktar därför på nollfelsprocessen. ”En pålitligt kontrollerad selektivlödning är det avgörande första steget mot en nollfelsproduktion hos våra kunder”, förklarar Krzysztof Kamiński, ordförande på ALNEA Sp. Z.o.o.

Fel undviks genom processövervakning och korrigering

En väsentlig orsak till fel i selektivlödningen är lödbryggor som uppstår t.ex. vid blyfri lösning i och med lödlegeringens låga vikt eller på grund av otillräcklig tillförsel av flussmedel. Alla involverade steg i processen kan på så sätt övervakas tillförlitligt. Felaktigt eller oprecist placerade komponenter kan också leda till problem under selektivlödningen. Även övervakningen av deras position och eventuell korrigering är då avgörande.

Precisionen som krävs för denna lödprocess kan endast garanteras av en modern robot

Krzysztof Kamiński, ordförande på ALNEA Sp. Z.o.o.

Ut?ver vidareutvecklingen av styrningen beh?vde ALNEA d?rf?r installera en robot som utf?rde l?dningen och placerade komponenterna i exakt r?tt l?ge. ALNEA letade efter en l?mplig modell och best?mde sig s? sm?ningom f?r att samarbeta med KUKA. ”Det goda f?rh?llandet mellan pris och prestanda var utslagsgivande f?r oss, liksom det tekniska st?det fr?n KUKAs team”, f?rklarar han.

KUKAs KR C4-styrning uppfyllde dessutom ALNEAs krav om att processen m?ste kunna kontrolleras via en enkel man?verenhet. Dess ?ppna arkitektur st?djer felfri, teknisk integrering i befintliga maskinmilj?er.

Liten, snabb och precis: KUKA KR 6 R900

ALNEA best?mde sig f?r en KR 6 R900 fr?n KR AGILUSserien som prototyp. Serien ?vertygar med extrema hastigheter samtidigt som repeternoggrannheten och precisionen ?r p? topp. Tack vare en symmetriska konstruktionen anv?nder sig KR AGILUS-robotarna av hela arbetsvolymen p? ett optimalt s?tt. De extremt slanka konturerna f?r anv?ndning i tr?nga utrymmen m?jliggjordes av KUKA genom en energif?rs?rjning p? insidan.

KR 6 R900 garanterar inte bara h?gsta precision och arbetshastighet med sin platssn?la konstruktion. Med en b?rlast p? upp till 6 kg och en max. r?ckvidd p? 900 mm klarar roboten dessutom en repeternoggrannhet p? mindre ?n ± 0,03 mm och l?mpar sig d?rmed mycket v?l f?r de krav som st?lls vid l?dning. Ut?ver KR 6 R900 kan i regel ?ven andra robotmodeller fr?n KUKA kombineras med det nya styrsystemet ALNEA-ZEUS.

Kommandon direkt via man?verenheten

”Vid integreringen av den robotbaserade automatiseringsl?sningen m?ste kommunikationen mellan l?dapparatens styrdon och robotens styrdon vara perfekt anpassade efter varandra”, ber?ttar Kamiński om utmatningen. F?r detta ?ndam?l har man laddat ett programvarupaket i robotens minne f?r att kontrollera selektivl?dningens parametrar. ALNEAs kunder kan d?rmed styra roboten direkt i produktionsprocessen med hj?lp av KUKA smartPAD.

Via ethernet-kommunikation skickas kommandon till ALNEA-ZEUS styrdon. Kontrollenheten utf?r sedan kommandot utifr?n respektive kunds egen maskin- och programvara. L?sningen genomf?rs utan PLC- eller HMI-panel och beh?ver heller inga ytterligare gr?nssnitt.?

Resultatet: 50 procent kortare processtid och minskad felminimering

KUKA KR 6 R900 uppfyller noggrant de uppgifter som ing?r i selektivl?dning: Dels styr den l?dkolvens r?relser, dels h?ller den fast kretskortet. Tack vare ALNEAs robotbaserade automatiseringsl?sning kan idag alla parametrar i selektivl?dningen ?vervakas via man?verpanelen p? ett tillf?rlitligt s?tt. Samtliga data som KUKA-roboten levererar matas dessutom in och anv?nds i systemet.

Hit r?knas bland annat ?vervakning och tillf?rsel av komponenter samt deras placering, liksom styrning av extern utrustning. Detta har inte bara inneburit en m?rkbar minskning av fel, utan ?ven lett till en tydlig produktivitets?kning. ”Med den nya l?sningen har vi f?rkortat processtiden med 50 procent”, understryker Kamiński.

Tack vare ?vervakningen av processen via man?verenheten f?r man dessutom en ?verblick ?ver vilka tr?ningsbehov som finns hos kundernas medarbetare. Nu beh?vs inte l?ngre tre olika specialister f?r processen, roboten och styrningen. Efter en kort utbildning kan ?ven en vanlig operat?r styra processen och l?droboten.

Roboten håller kretskortet på plats och styr lödkolvens rörelse.

KUKA systempartner finns ?ver hela v?rlden

H?r hittar du r?tt partner f?r din bransch eller ditt problem.