Automatisiertes Highspeed-Lasertrennen
Dr. Julia Traut • 7. März 2022
SmartRep errichtet für Canastra eine Laser-Trenninsel mit Cobot und integriertem Testsystem
Hoher Linientakt, keine Stege und eng platzierte Module: Canastra electronics aus der Schweiz investiert in einen CuttingMaster von LPKF und baut mit SmartRep und einer ICT-Lösung von Teradyne eine vollautomatische Cobot-Insellösung zur Realisierung eines Großprojekts.
Christian Bräm und Andreas Keller freuen sich über die erfolgreiche Realisierung im Eiltempo: Eine komplett autonome Highrunner-Laser-Trenninsel mit Cobot-System und integriertem Testsystem. © SmartRep
Ob intelligentes Abfallmanagement oder induktionsbasierte Sous Vide Kochgeräte – der Engineering und Produktions-Dienstleister Canastra AG aus der Schweiz produziert Baugruppen für unterschiedlichste Anwendungen und ist deswegen flexibel aufgestellt. 2021 jedoch kam ein Kunde mit einer speziellen Anforderung auf Canastra zu: ein Großauftrag mit hohem Linientakt. Die besondere Herausforderung: „Eine fix definierte Taktzeit musste eingehalten werden können, und die Abstände zwischen den einzelnen Modulen auf dem Nutzen waren relativ eng“, erinnert sich CEO Christian Bräm, wie er sich auf die Suche nach einem passenden Trennsystem für seinen Maschinenpark gemacht hat.
Das Großprojekt stand von Beginn an unter großem Zeitdruck, schnell sollte mit der Produktion gestartet werden. Deshalb setzte sich Christian Bräm mit Andreas Keller von SmartRep in Verbindung und gemeinsam analysierten sie den genauen Bedarf: „Nicht nur ein schnelles Trennverfahren wurde gesucht, sondern es sollte eine vollautomatisierte Trenn-Insel mit integriertem Testsystem geschaffen werden“, erinnert sich Andreas Keller, CEO von SmartRep. Er aktivierte dafür seine Partner LPKF und Teradyne und entwickelte ein speziell zugeschnittenes Konzept mit Cobot-System.
Für dieses spezifische Projekt benötigte Canastra ein genaues und schnelles Trennverfahren: „Wir haben alle Verfahren betrachtet und bewertet“, sagt Bräm, darunter natürlich auch verschiedene Frässysteme. „Beim Laser-Nutzentrennen hat uns vor allem der Werkzeug-Verschleiß, die Flexibilität und Genauigkeit überzeugt“, erklärt der CEO, warum er sich gegen eine Fräse und für einen Laser-Nutzentrenner von LPKF entschieden hat.
Der Nutzen wird vollautomatisch ICT-geprüft und anschließend inline mit einem CuttingMaster von LPKF getrennt © SmartRep
Pro Tag fertigt Canastra ca. 8000 Module ohne Trennstege, dabei werden die Teile aus dem FR4-Material mit einem Vollschnitt getrennt. Die Taktzeit liegt bei knapp 4 Sekunden pro Stück. Ziel war es, das System autonom, parallel zur SMD-Bestückung, mit hohem Linientakt zu betreiben. „Da in der Schweiz der Personalaufwand sehr teuer ist, müssen wir den Automatisierungsgrad entsprechend hoch halten, was wir mit einer vollautomatischen Lösung erreichen“, sagt Bräm.
„SmartRep und LPKF haben einen großen Einsatz zur Zielerreichung geleistet. Die Teileverfügbarkeit hat in dieser Zeit noch zusätzliche Schwierigkeiten hervorgebracht. Trotz dieser Schwierigkeiten hat alles in letzter Sekunde geklappt, sodass innert einer Woche die Inbetriebnahme und der Produktionsstart durchgeführt werden konnten“, ist Christian Bräm zufrieden.
Wie sieht nun diese komplett autonome Highrunner-Laser-Trenninsel mit Cobot und integriertem Testsystem aus?
Der Nutzen wird vollautomatisch ICT-geprüft und anschließend inline getrennt und verpackt: Die integrierte ICT-Lösung von Teradyne kontrolliert vollautomatisch und inline alle Baugruppen. Der Cobot platziert anschließend den Mehrfachnutzen auf einem Frame, dann lasert der CuttingMaster von LPKF in 4 Sekunden pro Einzelnutzen die Module aus der Leiterplatte, und der Cobot entnimmt die gelaserten Teile, um sie automatisch zu verpacken. Verbunden sind die Systeme durch Handling-Lösungen von YJ Link aus dem Hause SmartRep.
Bei Canastra habe man die gesamte Insel auf ein Produkt ausgelegt. Da die zur Trennung zur Verfügung stehenden Abstände auf dem Nutzen jedoch allgemein immer kleiner werden, seien die Möglichkeiten beim Lasertrennen wesentlich besser gegenüber der klassischen Fräsung: „Grundsätzlich macht der CuttingMaster überall dort Sinn, wo Modulabstände sehr gering sind und hohe Genauigkeiten erfordert werden. Zudem haben uns die geringeren Wartungskosten überzeugt“, sagt Bräm und sieht damit seinen Maschinenpark durch den Lasernutzentrenner auch unabhängig von der Großserie für die Zukunft gut aufgestellt.
Das Cobot-System zur Automatisierung des Laser-Nutzentrenners wurde von LPKF und SmartRep entwickelt. © SmartRep
