Automatisierungsspezialist Turck Pick-to-Light-Sensorsysteme optimieren die THT-Bestückung

An den neuen Pick-to-Light-Arbeitsplätzen arbeiten die Anwender ergonomischer und konzentrierter.

Mehr Ergonomie, schnellere Prozesse, weniger Kosten – das sind die Ergebnisse einer Prozessoptimierung, die Turck an seinem Standort Halver für die manuelle Bestückung von Leiterplatten realisiert hat.

Statt wie bisher an Royonic-Tischen bestücken die Mitarbeiter die Leiterplatten jetzt an zwei Pick-to-Light-Arbeitsplätzen. Geplant und umgesetzt wurde die neue Lösung von der Turck-Tochter Mechatec.

Von: Rudolf Wolany, Leiter Vertrieb & Projekte, Turck Mechatec

Bei der Bestückung von Leiterplatten setzen Hersteller meist auf die SMD-Technik, weil dieses Verfahren vollautomatisch funktioniert. Doch sobald bedrahtete elektronische Bauelemente verbaut werden sollen, sind Alternativen wie das THT-Verfahren (Through-Hole-Technology) gefragt. Dabei werden die Komponenten durch Kontaktlöcher in der Leiterplatte gesteckt, was auch heute noch manuelle Bestückungsarbeiten erfordert. 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 allerdings sehr komplex werden. Zur Prozess- und Qualitätssicherung werden in der THT-Bestückung von Leiterplatten daher häufig sogenannte Royonic-Tische eingesetzt. So auch bei der Werner Turck GmbH in Halver. Der Royonic-Tisch zeigt dem Anwender 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 Anwender manuell einen Bestätigungsknopf am Tisch. Die Prozessfachleute in Halver errechneten, dass die Anwender 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 Mitarbeitern manuell auf ein Transportband zur Lötwelle gehoben werden mussten. Insgesamt also viel Potenzial, um die Effizienz der THT-Bestückung zu steigern.

Erste Überlegungen zur Prozess- und Kostenoptimierung

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 Anwender werden so vom Tragen der Rahmen entlastet und die Fertigung optimiert. Der Prozess läuft flüssiger und auch die Logistikprozesse, wie etwa das Befüllen von Bauteilen, sollten den Bestückungsvorgang nicht mehr unterbrechen, sondern von den Mitarbeitern der Logistik erledigt werden.

Kohlhaas und sein Team entwickelten die Idee für einen THT-Arbeitsplatz auf Basis eines Pick-to-Light-Systems. Hier kam die Turck-Tochter Mechatec ins Boot. Turck Mechatec bietet komplette elektrotechnische Systemlösungen nach Kundenvorgabe, von der Planung bis zur schlüsselfertigen Übergabe. Aus dem Anforderungsprofil der Prozessfachleute aus Halver haben die Mechatec-Spezialisten eine Systemlösung erarbeitet und diese sowohl ergonomisch als auch kostenoptimiert umgesetzt.

Systemlösung von Turck Mechatec

Resultat war ein System, das die für die spezielle Anwendung optimalen Einzelkomponenten mit einer speziell für die THT-Applikation in Halver entwickelten Software kombiniert. Die Software steuert nicht nur den Prozess, sondern kann auch die Produktivität der THT-Bestückung erfassen und über einen separaten Monitor visualisieren. Über die erfassten Daten lassen sich bei einer späteren Analyse gegebenenfalls weitere Ansatzpunkte für Optimierungen identifizieren. Hardware-seitig 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. Heute stehen die Anwender vor zwei ergonomisch gestalteten Pick-to-Light-Regalsystemen, die mit bis zu 48 Fächern für zu verbauende Komponenten versehen werden können.