SMT-Produktion bei Bitstream Polen nutzt die neuen Atom-Fähigkeiten

Bitstream mit Sitz in Lublin (Polen) ist ein führender Hersteller von Zeitsynchronisations- und zuverlässigen Übertragungslösungen für die Energie-, Telekommunikations-, Automatisierungs- und andere Industriebranchen. Das Unternehmen fertigt Elektronik in kleinen bis mittleren Stückzahlen mit einem hohen Komplexitätsgrad, bei dem einzelne Produkte aus mehreren verschiedenen elektronischen Modulen zusammengesetzt werden. Im Jahr 2019 begann Bitstream mit der Prüfung von Möglichkeiten zur Steigerung des Produktionsdurchsatzes bei gleichzeitiger Beibehaltung der Flexibilität, die für häufige Produktwechsel bei der Oberflächenmontage erforderlich ist.

Da die Produkte in seinem Sortiment viele Varianten und wählbare Optionen aufweisen, fertigt Bitstream auf Bestellung, wobei die Anpassung während des Montageprozesses erfolgt, um die vom Kunden gewünschten Funktionen aufzunehmen. Die Unterbringung dieser Optionen auf den Leiterplatten wirkt sich auf den Ablauf der Oberflächenmontage aus und erfordert regelmäßige Umrüstungen.

Als klar wurde, dass Bitstream seine Oberflächenbestückung modernisieren musste, kamen Dariusz Pietrzyk, CEO von Bitstream, und sein Team zu dem Schluss, dass es an der Zeit war, ein effizienteres SMT-Bestückungssystem zu suchen. Das Team zog mehrere Pick & Place-Anbieter in Betracht und ging zunächst davon aus, dass zwei SMT-Bestückungsautomaten mit komplementären Parametern – aus Gründen der Software- und Hardwarekompatibilität von einem einzigen Anbieter – die optimale Inline-Lösung für die Herausforderung der kundenspezifischen Produktion in Echtzeit sein würden. Sie würde eine effiziente Bestückung mit einem hohen Grad an Komplexität und Miniaturisierung ermöglichen und gleichzeitig eine schnelle Umstellung der Produktion von einem Modul auf ein anderes erlauben.

Die Idee war, die SMT-Linie auszugleichen, indem eine Bestückungsmaschine schnelle Bestückungsgeschwindigkeiten bietet (typischerweise bei Chips und kleinen Bauteilen) während die andere Maschine die nötige Flexibilität für die Verarbeitung größerer Komponenten bietet. Daraufhin wurde eine Spezifikation wurde ausgearbeitet. Bitstream bewarb sich erfolgreich um europäische Fördermittel zur Finanzierung des Kaufs. Die Voraussetzung hierfür war, dass bestimmte Parameter für das „Produktionsupgrade“ Gegenstand einer starren Anforderungsspezifikation sein mussten. Diese konnten dann während des Genehmigungsverfahrens für die Finanzierung nicht mehr geändert werden.

Einige untersuchte Bestückungssysteme boten zwar schnelle Montagegeschwindigkeiten, aber keine kurzen Umrüstzeiten. Während seiner Marktrecherche stieß das Produktionsteam durch den Vertreter des Unternehmens in Polen, Lukasz Kazmierczak von PAKT Electronics, auf Europlacer.

Kazmierczak erkannte, dass die von Bitstream veröffentlichte Anforderungsspezifikation potenziell von einer einzigen Europlacer-Bestückungsplattform erfüllt werden könnte, und stellte dem Team die iineo+ Maschine vor. Mit dem branchenweit größten Bestand an Bauteilen auf der Maschine und der legendären Flexibilität konnte der iineo+ die Umstellungen zwischen den Chargen und die kundenspezifischen Produktvarianten während der Montage in Echtzeit problemlos bewältigen. Das Modell iineo+ II ist mit zwei Tornado-Revolverköpfen ausgestattet und konnte die von Bitstream geforderten Spitzenbestückungsgeschwindigkeiten nahezu erreichen.

Dann evaluierte das Bitstream-Team die Europlacer Atom 3, eine Bestückungsmaschine mit einem Tornado-Revolverkopf, der die Flexibilität besitzt, große Bauteile zu verarbeiten und zwei Pulsar-Pipettenköpfe, die für die Hochgeschwindigkeits-Bestückung von Chips und kleineren Bauteilen ausgelegt sind. Mit einer Leistung von 65.000 Bauteilen pro Stunde (cph) übertrifft die Atom 3 die Anforderungen von Bitstream.

„Wir haben uns natürlich sehr gefreut, dass wir die europäische Förderung erhalten haben“, sagt Pietrzyk. „Die iineo-Plattform war sicherlich interessant und ein Anwärter für unsere Leistungsherausforderung. Dadurch wurde uns klar, dass eine einzige Maschine vielleicht tatsächlich ähnliche Ergebnisse erzielen könnte, wie wir sie uns gewünscht hatten. Darüber hinaus würde eine einzige Maschine auch Vorteile bei der Geschwindigkeit der Programmierung und beim Platzbedarf in der Fabrikhalle bringen. Da wir jedoch bereits einige Aspekte der Ausrüstung spezifiziert hatten, bevor wir mit Europlacer zusammenarbeiteten, war es schwierig, unser Pflichtenheft während des Evaluierungsprozesses anzupassen, um das Beste aus den Pick & Place-Plattformen von Europlacer herauszuholen“, erklärt er.

Der maschinelle Komponentenbestand mit einer großen Anzahl von Feederplätzen war für Bitstream ein kritisches Kriterium, da viele seiner Produkte komplex sind. Die Atom 3 bietet das gleiche Inventar wie die iineo-Plattform und darüber hinaus höhere Geschwindigkeiten für die Platzierung von Chipteilen. „Das gibt uns wertvolles Zukunftspotenzial für unsere Produktion. Vielleicht brauchen wir diese Geschwindigkeiten in einem Jahr“, betont Pietrzyk.

Die europäische Finanzierung umfasste etwa ein Jahr bürokratischen Aufwand, um die Finanzierung abzuschließen, und es folgten weitere sechs Monate für das Anforderungsverfahren. Insgesamt dauerte der Kaufzyklus fast zwei Jahre. In der Zwischenzeit ist ein weiterer Aspekt der Maschinenflexibilität zu Tage getreten und zwar die Verknappung von Komponenten aufgrund der Auswirkungen des Coronavirus in der ganzen Welt. Die Produktionsingenieure von Bitstream erhielten die Bauteile bereits in Schalen, Stangen und Rollen, was für einen modernen Bestückungsautomaten kein Problem darstellt. „Die Fähigkeit, einen großen Bestand an Bauteilen zu verwalten und mit verschiedenen Typen umzugehen, ist ein unerwarteter Bonus der Atom-Flexibilität“, erklärt Pietrzyk.

Die Atom-Plattform wurde als Ergebnis eines strengen Ausschreibungsverfahrens ausgewählt, wie es die EU-Förderprotokolle vorschreiben. Bitstream ist erfreut, dass das Angebot von PAKT Electronics, das sich auf die Atom 3 konzentrierte, das beste im Beschaffungsverfahren war. Nach der Schulung und einer gewissen Systemoptimierung sind die Ingenieure nun in der Lage, genau das zu tun, was sie erwartet haben.

Ein Bediener, der 20 Jahre Erfahrung mit den früheren Bestückungsplattformen des Unternehmens hat, sagt, dass die Europlacer-Maschine sowohl schneller als auch besser ist. Wie Pietrzyk bemerkte: „Die Geschwindigkeit des Pulsar-Kopfes ist wirklich beeindruckend. Und ja, wir haben ein paar Funktionen entdeckt, die nicht so funktionierten, wie wir es erwartet hatten, aber wir geben gerne zu, dass wir vielleicht versucht haben, Techniken anzuwenden, die auf unseren älteren Maschinen verwendet wurden und die für Atom 3 nicht relevant sind. Es ist verständlich, dass es sich bei einer solchen High-End-Technologie um eine anspruchsvolle Maschine handelt und daher ist eine gute Schulung wichtig, um das Beste aus ihren Möglichkeiten zu machen. Wir sind jetzt voll mit dem System vertraut und können davon ausgehen, dass es unseren Produktionsbedarf bis mindestens Ende nächsten Jahres decken wird, denn dann müssen wir mehr Platz für eine weitere Europlacer-Maschine finden!

Auf die Frage, was er anders machen würde, wenn er den Prozess der Anforderungsspezifikation wiederholen würde, stellt Pietrzyk fest, dass er sich weniger auf die Notwendigkeit von Geschwindigkeit konzentrieren würde. „Es hat sich herausgestellt, dass Flexibilität viel wichtiger ist“, sagt er. „Die Kombination aus einer großen Anzahl von Feedern und einer hohen Arbeitsgeschwindigkeit hat die Atom 3 als die für unsere Bedürfnisse am besten geeignete Lösung zum Sieger gemacht. Er hat unsere Produktionsweise verändert“.