Automatyzacja montażu przewlekanego – robot lutowniczy REECO

Pomimo powyższego, obecny poziom technologii nie pozwala tworzyć wszystkich pakietów elektronicznych w oparciu wyłącznie o technologię montażu powierzchniowego. Cały czas potrzebujemy złączy zasilających, dużych kondensatorów czy tranzystorów mocy, które ze względu na gabaryty bądź wartości prądów nie mogą być lutowane w ten sposób. Dla tych komponentów konieczne jest stosowanie starszej technologii – montażu przewlekanego (THT).

W standardowym procesie produkcji lutowanie komponentów przewlekanych odbywa się na tzw. fali ze względu na bardzo dużą wydajność tych maszyn, jednak ma to też swoją cenę. Proces lutowania na fali wymaga skomplikowanych przenośników (carrier) wykonywanych z bardzo drogich materiałów. Przenośniki muszą też być indywidualnie wykonywane do każdej aplikacji, która będzie poddana procesowi lutowania na fali. Dodając do tego znaczące koszty energii elektrycznej potrzebnej do roztopienia całego tygla spoiwa, proces ten jest opłacalny tylko dla dużych i bardzo dużych partii produktów. Ze względu na rosnącą miniaturyzację stosowany jest również proces lutowania selektywnego, w którym wyprowadzenia komponentów montowanych technologią przewlekaną są ustawiane na wąskiej dyszy ze spoiwem, tak aby lutowaniu zostały poddane tylko interesujące nas miejsca, niestety proces ten jest znacznie wolniejszy i dużo bardziej skomplikowany niż lutowanie na fali. Istnieje jeszcze oczywiście możliwość lutowania ręcznego komponentów THT, co może być opłacalne dla niewielkich partii produktów, jednak przy rosnących kosztach pracowniczych jest nieopłacalne w produkcji wielkoseryjnej.

ROBOT LUTOWNICZY REECO

Alternatywę dla tych standardowych procesów przynosi jednak w ostatnim czasie gwałtowny postęp w dziedzinie robotyki i automatyki. Coraz bardziej przystępne cenowo urządzenia wdrażane są w niemalże wszystkich branżach. Urządzeniem wpisującym się w ten trend jest robot lutowniczy REECO, opracowany przez RENEX Group. Został on zaprojektowany z myślą o średnioseryjnej produkcji w technologii THT – nieopłacalnej z powodów wymienionych wcześniej – zarówno z użyciem fali lutowniczej, jak i w lutowaniu ręcznym.

Unikatową cechą Robota Lutowniczego REECO jest transport krawędziowy i pełne przystosowanie go do pracy w linii produkcyjnej. Dwa roboty i więcej mogą tworzyć współdziałające zespoły, np. kiedy proces wymaga zastosowana kilku rodzajów grotów, lub współpracować z innymi urządzeniami i stacjami załadowczymi (loader) i rozładowczymi (unloader).

Zastosowany sterownik PLC steruje wszystkimi urządzeniami pomocniczymi, takimi jak transport, generator lutownicy, podajnik drutu, stacja do czyszczenia grotów oraz prezentuje bieżący stan maszyny zarówno na 7-calowym panelu operatorskim jak i za pomocą wieży sygnalizacyjnej. Robot eliminuje konieczność stosowania drogich przenośników używanych w procesie falowym.

ROBOT W DZIAŁANIU

Przedstawiamy wywiad z Andrzejem Szymańskim, właścicielem LARS – uznanej na świecie, polskiej firmy z branży elektronicznej, która produkuje najwyższej jakości oświetlenia.

• Jakie problemy czy potrzeby sprawiły, że szukali Państwo rozwiązań z dziedziny automatyzacji procesów produkcji THT?

Mamy kontrakt z odbiorcą zagranicznym, gdzie w procesie produkcyjnym musimy lutować 5 łączników przewlekanych w formie drucików pod kątem 8,5°. Oczywiście wykonaliśmy odpowiednie przyrządy, ale wykonywanie dziesiątek tysięcy lutów ręcznie nie gwarantowało powtarzalności, a co za tym idzie jakości.

• Jakie czynniki sprawiły, że wybrali Państwo rozwiązanie w postaci robota lutowniczego REECO?

Poszukiwaliśmy rozwiązania zautomatyzowanego, które zapewni powtarzalność, wyeliminuje błędy ludzkie i dodatkowo nie będzie generowało oparów topnika na stanowiskach montażowych. Jako że firma RENEX jest nam dobrze znana (byli już dostawcą maszyn dla nas) i mamy jak najlepsze doświadczenia w obsłudze i serwisie, zdecydowaliśmy się na skierowanie zapytania właśnie do RENEX-u. Okazało się, że właśnie mają opracowane własne rozwiązanie w konkurencyjnej cenie w stosunku do ofert zagranicznych.

• Jakie były rezultaty wdrożenia rozwiązania w postaci robota lutowniczego REECO?

Osiągnęliśmy założone rezultaty, całość procesu dla ww kontrahenta jest realizowana na robocie RENEX, nie notujemy żadnych reklamacji jakościowych w tym procesie.

• Czy wprowadzenie rozwiązania w postaci robota lutowniczego REECO przełożyło się na wzrost wydajności produkcji?

Proces lutowania w robocie już w swojej specyfice nie jest wiele szybszy od lutowania ręcznego (tak samo musi trwać dogrzanie elementów i podanie lutu), niewątpliwie jednak jest dokładniejszy i wysoce powtarzalny. Z pewnością jednak zastępuje przynajmniej jedną osobę, co jest niezwykle istotne z punktu widzenia obecnego rynku pracy, gdzie trudno o wykwalifikowanych pracowników

• Czy któraś z funkcjonalności robota jest dla Państwa szczególnie istotna/pomocna?

Bardzo istotna jest dokładność transportera krawędziowego, aby grot zawsze trafiał dokładnie w oczekiwane miejsce. W trakcie eksploatacji trochę mało ergonomiczne okazało się programowanie robota. Wymagało ręcznego przepinania wtyczki złącza RS-232 pomiędzy trybami programowania i produkcyjnym. Rozwiązaniem było zamontowanie dodatkowego przełącznika, na co producent bez problemu wyraził zgodę bez utraty praw gwarancyjnych oraz obiecał przyjrzeć się problemowi i wprowadzić ułatwienie do przyszłych produktów.

Mamy jeden z pierwszych robotów, jakie wyprodukowała firma RENEX, uznaliśmy zatem, to za niewielką niedogodność, którą dało się łatwo usunąć.

• Czy mają Państwo dalsze plany rozwoju i współpracy z Grupą RENEX w zakresie robotów lutowniczych REECO (np. rozwój linii) lub innych urządzeń z oferty firmy?

Jak najbardziej, nie tylko planujemy, ale już prowadzimy rozmowy na temat zakupu kilku kolejnych maszyn dla uzupełnienia obecnie posiadanych linii i zwiększenia mocy produkcyjnych.

CZŁOWIEK VS ROBOT

Wydajność robota lutowniczego dobrze obrazuje ostatnia seria pojedynków człowiek vs robot. W ramach "Mistrzostw Polski w lutowaniu" – RSC 2019, targów Warsaw Industry Week oraz targów Productronica w Monachium. Robot lutowniczy REECO mierzył się m.in. z Mistrzem Europy 2017 i mistrzami z Polski, Chin, Wielkiej Brytanii oraz Niemiec. Zadanie polegało na stworzeniu 256 połączeń lutowniczych. Mistrzom pracującym w granicach ludzkich rąk zadanie to zajmuje od około 4 do około 7 minut. Robot Lutowniczy REECO zadanie to wykonuje przez niewiele ponad 5 minut. Przykład ten pokazuje, jak ogromy postęp automatyzacji jaki dokonał się w ostatnich latach i dokonuje nadal. Tempo pracy jakie jest osiągalne wyłącznie dla najlepszych lutujących na świecie i to wyłącznie przez krótki czas może być realizowane przez robota przez niemalże 24 godziny na dobę – bez przerwy.

Robot Lutowniczy REECO jest częścią rodziny robotów REECO – gotowych do użycia rozwiązań modułowych przeznaczonych dla szerokiego kręg branż. Pozostałe modele pozwalają na automatyzację takich procesów (etapów produkcji) jak etykietowanie, skręcanie, dozowanie i wiele innych. Wszystkich zainteresowanych zapraszamy do Centrum Technologicznego RENEX i demoroom, gdzie można zapoznać się z robotami lutowniczymi REECO oraz do kontaktu z doradcami techniczno-handlowymi firmy RENEX.

RENEX
www.renex.pl