Ein führender Elektronikhersteller in den USA hat sich mit JOT Automation zusammengetan, um seine BEV-Steuergeräte-Montage- und Testlinie zu automatisieren. Das Ergebnis: eine kompakte, voll integrierte Mikrofabriklösung, die 14 komplexe Anwendungen auf kleinstem Raum bewältigt.
Die Herausforderung - Automatisierung der komplexen Steuergeräte-Montage auf kleinstem Raum
Unser Kunde musste den kompletten Montage- und Testprozess für sein Steuergerät für batterieelektrische Fahrzeuge (BEV ECU) automatisieren. Der Fertigungsprozess umfasste mehrere komplizierte Schritte, die eine hohe Präzision erfordern, von der Zuführung und Montage der Komponenten bis hin zum Schreiben der ROMs, der Lasermarkierung und den umfassenden elektrischen Tests.
Die wichtigsten Herausforderungen waren:
- Komplexe Mehrkomponentenmontage, die eine präzise Platzierung und Überprüfung von Clips, Gehäusen, Abdeckungen und PWBs erfordert
- Begrenzter Platz in der Fabrik, der eine kompakte Automatisierungslösung erfordert
- High-Mix-Produktion mit mehreren Produkttypen, die unterschiedliche Clip-Konfigurationen und PWB-Kombinationen erfordern
- Strenge Tier-1-Qualitätsanforderungen, einschließlich Sichtprüfung, elektrische Prüfung und Rückverfolgbarkeit
- Integration mit Kundensystemen für MES-Kommunikation und ROM-Schreiben
Die manuelle Produktion dieser Steuergeräte erwies sich als ineffizient, da die Ergonomie durch sich wiederholende Montageaufgaben beeinträchtigt wurde, komplexe Anforderungen an die Montage- und Testanwendungen gestellt wurden und eine gleichbleibende Qualität bei den geforderten Produktionsmengen nicht gewährleistet werden konnte. Der Kunde benötigte eine vollautomatische Lösung, die den gesamten Prozess abwickeln und gleichzeitig die Flexibilität für Produktvariationen erhalten konnte.
Die Lösung - ANT Plant modulare Mikrofabrik
JOT Automation lieferte eine schlüsselfertige Komplettlösung, die auf unserer ANT Plant Mikrofabrik-Plattform basiert. Das System integriert fortschrittliche Robotik, Bildverarbeitung und flexible Bauteilzuführung in einem kompakten, modularen Zellendesign.
Kernkomponenten des Systems:
- 2 ABB IRB1300-Roboter, die mehrere Montage- und Prüfvorgänge durchführen
- Beckhoff PC/PLC-Steuerungssystem
- Keyence MDX2520A Laserbeschriftungssystem
- Moderne Bildverarbeitungssysteme für die Qualitätsprüfung
- 2 flexible Zuführungen für die Zuführung von Schüttgut und Deckeln
- 2 Schalenförderer für die Clipzuführung
- JOT-Schalenförderer für PWB-Handling
- Kundenspezifische ROM-Schreibvorrichtung, integriert in das System des Kunden
- Mehrere kundenspezifische elektrische Funktionstestköpfe
Der komplette Herstellungsprozess:
Die ANT Plant Zelle verwaltet den gesamten Produktionsfluss von der Bauteilzuführung bis zur Endkontrolle:
- Zuführung der Komponenten - Zuführung von schwarzen und weißen Clips über Schalenförderer mit Farbprüfung, Zuführung von Gehäusen und Abdeckungen über flexible Förderer und Zuführung von PWBs aus Trays mit Barcode-Lesung
- Clip-Montage - Roboter montieren je nach Produkttyp die richtige Clip-Kombination an den Gehäusen, wobei der Sitz und die Positionierung der Clips per Bildverarbeitung überprüft werden
- ROM-Schreiben - PWBs werden in einem benutzerdefinierten Nest automatisch mit der Software geflasht, was etwa 6-7 Sekunden pro Einheit dauert.
- PCB-Bestückung - Erfolgreich geflashte PWBs werden in das Gehäuse eingesetzt, wobei der Hub-Sensor überprüft wird.
- Lasermarkierung - Abdeckungen werden mit 2D-Codes lasermarkiert und durch ein integriertes Lesegerät verifiziert
- Datenzuordnung - PWB- und Deckel-Barcodes werden im MES-System für eine vollständige Rückverfolgbarkeit verknüpft
- Deckelmontage - Roboter setzen die lasermarkierten Deckel auf die montierten Gehäuse
- Bildverarbeitungsinspektion - Haken- und Klauenmontage wird durch ein Bildverarbeitungssystem verifiziert, wobei partielle Sätze für die Aufmerksamkeit des Bedieners gekennzeichnet werden
- Elektrische Prüfung - Mehrere parallele Prüfvorrichtungen ermöglichen 90-Sekunden-Funktionsprüfungen mit vom Kunden gelieferten Prüfkästen
- Abschließende Sichtprüfung - Die Prüfung der gebogenen Stifte gewährleistet die Qualität der Steckverbinder vor der Produktfreigabe
- Bedienerstation - Abschließende Sichtprüfung, Rütteltest und Qualitätskennzeichnung
Das modulare Design ermöglicht eine einfache Neukonfiguration und zukünftige Erweiterungen. Die an der Decke montierte Doppelroboterkonfiguration und die integrierten Ausschussförderer sorgen für einen reibungslosen Materialfluss in der gesamten Zelle und maximieren den Durchsatz auf kompakter Grundfläche.
Das Ergebnis - eine vollautomatische Mikrofabrikationslösung
Die ANT Plant-Lösung hat die Steuergeräteproduktion unseres Kunden umgestaltet und eine vollständige Automatisierungslösung geliefert, die alle Montage- und Testvorgänge auf einer bemerkenswert kompakten Fläche von nur 4,1 m² abwickelt. Das System verwaltet 14 verschiedene Anwendungen mit zwei an der Decke montierten Robotern und beweist damit die außergewöhnliche Raumeffizienz des Mikrofabrikkonzepts.
Zu den wichtigsten Errungenschaften gehören:
- Vollständige Automatisierung von der Bauteilzuführung bis zur Endprüfung
- Kompakte Grundfläche, die mehrere komplexe Vorgänge auf kleinstem Raum ermöglicht
- Flexible Produktion, die mehrere Produkttypen ohne Werkzeugwechsel aufnehmen kann
- 100%ige Rückverfolgbarkeit durch integriertes Barcode-Scannen und MES-Kommunikation
- Qualitativ hochwertige Produktion durch mehrere Sichtprüfungen und elektrische Tests
- Integrierte Sicherheit durch geeignete Schutzvorrichtungen und Systeme zur Behandlung von Ausschuss
Das modulare Plattformdesign bedeutet, dass unser Kunde das System problemlos an künftige Produktvariationen anpassen oder die Kapazität nach Bedarf erweitern kann. Die Kombination aus fortschrittlicher Robotik, flexiblen Zuführungssystemen und umfassender Qualitätsprüfung liefert die Konsistenz und Zuverlässigkeit, die für die Herstellung von Elektronik in Automobilqualität erforderlich sind.
"Das Konzept von ANT Plant entsprach unserem ursprünglichen Ziel, eine vollständig autonome Produktionszelle zu implementieren, die nur minimale Bedienereingriffe erfordert und gleichzeitig umfassende Qualitäts- und Leistungskontrollen gewährleistet. Die endgültige Lösung erfüllte unsere Anforderungen an die Montage, Teileprogrammierung, Lasermarkierungsidentifikation, Prüfung und Handhabung von OK- und NG-Produkten. Das sehr erfahrene und engagierte Projektteam von JOT unterstützte unsere Vision von Anfang bis Ende und übertraf die Erwartungen, wodurch sich eine starke Beziehung entwickelte, die zu aktuellen und zukünftigen Projekten geführt hat", so der Projektleiter des Kunden.
Über den Kunden
Der Kunde ist ein führender Elektronikhersteller in den USA, der fortschrittliche elektronische Steuergeräte für die Automobilindustrie liefert. Als Tier-1-Zulieferer muss er die höchsten Qualitätsstandards erfüllen und gleichzeitig eine wettbewerbsfähige Produktionseffizienz aufrechterhalten.
Wenn Sie komplexe Montage- und Prüfvorgänge in einer kompakten, modularen Lösung automatisieren möchten, kann Ihnen die ANT Plant Mikrofabrik-Plattform helfen. Setzen Sie sich mit uns in Verbindung, um Ihre Automatisierungsanforderungen zu besprechen.