Fertigungsleiter verstehen auch den Wert der Optimierung von Maschinenprogrammen, wie z. B. Bestückungsprogrammen, sowie den Ausgleich der Anforderungen einzelner Monteure an jeder Linie und im gesamten Werk, um die verfügbaren Ressourcen bestmöglich zu nutzen.
Lösung von Programmierproblemen:
Traditionelle Programmiermethoden erforderten bisher einen erheblichen manuellen Aufwand, um Informationen aus verschiedenen Quellen – wie CAD/CAM-Daten, Gerber-Daten, Stücklisten (BOM) und Leiterplattenabbildern – zusammenzutragen und daraus ein Arbeitsprogramm zu erstellen. Die Kreativität des Programmierers war unerlässlich, damit die Programmierwerkzeuge die Unterschiede zwischen den Daten verschiedener Quellen ausgleichen, mit den unterschiedlichen Datenformaten der Maschinenhersteller arbeiten und Hindernisse wie fehlende Bauteilbibliotheken überwinden konnten.
Mit jeder neuen Softwaregeneration werden die Möglichkeiten der Software immer besser, sodass sich immer mehr dieser Herausforderungen automatisieren lassen. Dadurch werden die häufigsten Konfliktpunkte, die die Maschinenprogrammierung bisher erschwert haben, beseitigt. Die Produktion kann so schneller anlaufen, und die Fertigung fertiger Leiterplatten kann nahezu sofort beginnen. Dies spart die Zeit, die sonst für die Erstellung von Testplatinen benötigt wird, welche üblicherweise zur Optimierung des Montageprogramms dienen.
Yamaha hat Werkzeuge zur Automatisierung zeitaufwändiger und mühsamer Programmieraufgaben zusammengeführt und so die Programmerstellung und -anpassung beschleunigt. Die Konsolidierung dieser Werkzeuge auf einer einzigen Plattform namens YsUP (Yamaha's Unique and Proven Solutions) ermöglicht den Zugriff auf alle programmierbezogenen Anwendungen. YsUP nutzt modernste Maschinensoftware und wird mit Yamahas neuer Generation von YRM20-Bestückungsautomaten eingeführt. Die integrierten Materialinformationsanwendungen umfassen Überwachungs-, Konfigurations- und Rückverfolgbarkeitstools sowie Konfigurationsprüfung, Restteilzählung, MSD- und BIN-LED-Code-Management. Zudem bietet es benutzerfreundliche und hochautomatisierte Programmierwerkzeuge und bildet so ein einheitliches Portal mit zentralisierter Datenverwaltung und Materialhandhabung, das den Anwendern einen einfachen Wechsel zwischen Anwendungen ermöglicht.
Dank der 3D-Visualisierung der Leiterplattenabbildung und der Komponenten können Anwender die Baugruppe nahezu wie ein physisches Modell visualisieren (Abbildung 1). So lässt sich die korrekte Anordnung aller Teile sowie die Koordinaten- und Winkeldaten der Komponenten genau nachvollziehen.
Abbildung 1. Die 3D-Visualisierung erweckt die Platinen zum Leben und hilft dabei, schnell hochwertige Programme zu erstellen.
Datenbearbeitung und -konvertierung:
Dank der YsUP-Anwendungen können Produktionsteams die Programmerstellung beschleunigen und die Produktionsqualität verbessern, indem sie die benötigten Bauteildaten generieren und die korrekte Bauteilbestückung überprüfen, bevor sie mit der Fertigung einer Platine beginnen. Die Echtzeit-Zeichenfunktion ermöglicht es dem Benutzer, Bauteildaten zu generieren und diese gleichzeitig mit grafischen Darstellungen zu vergleichen (Abbildung 2). Dies vereinfacht die Aufgabe erheblich und hilft, Fehler zu vermeiden.
Abbildung 2. Echtzeitzeichnung erhöht die Qualität der Datenerzeugung.
In einer Phase vor der herkömmlichen virtuellen Bandanalyse nutzt die Prüfmontage Gerber- und CAM-Daten, um zu überprüfen, ob die Bauteile korrekt im Verhältnis zu ihren Zeichnungen positioniert sind (Abbildung 3). Die Fehlererkennung in dieser Phase ermöglicht die Durchführung notwendiger Korrekturen vor der Leiterplattenproduktion, was zu höherer Qualität und Produktionseffizienz führt.
Abbildung 3. Eine frühzeitige Überprüfung der Bauteilplatzierung vom Desktop-Computer aus verbessert Qualität und Effizienz.
Automatische Konvertierungswerkzeuge ermöglichen einen schnellen Einstieg in die Leiterplattenproduktion. Standard-CAM-Daten in Formaten wie ODB++, GenCAD oder FABmaster liefern wichtige Informationen wie Bestückungskoordinaten, Bauteilinformationen und ein Leiterplattenbild. Das Bestückungsprogramm lässt sich anschließend mit einem Klick mithilfe des Standard-CAM-Konverters erstellen. Dieser berücksichtigt auch Details wie die Panelisierung der Leiterplatte und kann ein Bauteillayout generieren. Abschließend wird das Programm automatisch für die Linienkonfiguration optimiert, und Bauteile sowie Düsen können visuell auf Kollisionen geprüft werden. Vorlagen unterstützen die Konfiguration der Anlieferungsanlage.
Wie man fehlende Daten kompensiert:
In der Vergangenheit wurde die Programmierung durch fehlende Daten über die zu fertigende Leiterplatte erschwert. Dies kann so einfach sein wie das Fehlen geeigneter CAM-Daten und der Stückliste in einem mit dem CAM-Konverter kompatiblen Format. Dateien können Daten wie Montagewinkel oder Bauteilkoordinaten in einer inkompatiblen Weise darstellen. YsUP bietet nun Standardwerkzeuge, die Textdaten in ein für die Programmgenerierung geeignetes Format konvertieren können.
Gerber-Image-Tool:
Die vorherige Überprüfung von Details wie Montagekoordinaten, Polarität und Bauteilwinkeln hilft Anwendern, die direkte Produktion hochwertiger Leiterplatten sicherzustellen. Mit dem Gerber-Image-Tool von YsUP können Anwender schnell hochwertige PCB-Bilder aus den Gerber-Daten der Leiterplatte generieren. Sind sowohl das Leiterplattenbild als auch die Gerber-Daten verfügbar, ermöglicht das Tool einen einfachen Vergleich, um etwaige Abweichungen aufzuzeigen, die zu Problemen bei der Bauteilplatzierung in der Produktion führen könnten (Abbildung 4).
Abbildung 4. Das Gerber Image Tool hilft dabei, Platzierungsprobleme im Voraus am Computer zu korrigieren.
Darüber hinaus können die erfassten Gerber-Daten auch zur Generierung von AOI-Daten verwendet werden, sodass Anwender mit der Erstellung von Inspektionsprogrammen beginnen können, ohne auf die Verfügbarkeit der physischen Platten warten zu müssen.
Scanner-Tool:
Es gibt Fälle, in denen die notwendigen Gerber-Daten für die Erstellung des Leiterplattenabbilds nicht vorliegen. YsUP unterstützt Anwender bei der Erstellung eines hochwertigen Leiterplattenabbilds, indem es die Rohplatine scannt und das Bild mithilfe eines Glasschiebers korrekt skaliert. Das Leiterplattenabbild kann anschließend mit dem konvertierten Bestückungsprogramm über einen visuellen Editor kombiniert werden.
In Extremfällen sind möglicherweise keine Daten auf der Original-Leiterplatte vorhanden. Um dies zu beheben, ermöglicht das YsUP-Scanner-Tool das Scannen der Leiterplatte und die automatische Erstellung aller benötigten Daten. In anderen Fällen liegt lediglich eine Teileliste in Papierform vor. Hier kann der YsUP-Editor die Programmerstellung unterstützen, indem die Bauteile per Drag & Drop auf das Leiterplattenabbild gezogen werden. Nachdem der Anwender die Bauteile manuell an den richtigen Positionen platziert hat, richtet das Tool jedes Bauteil automatisch korrekt aus. Dies geschieht mithilfe der Machine-Learning-Funktion des Tools.
Automatisches Lernen und Polaritätsprüfung
: Maschinelles Lernen vergleicht das Platinenbild mit den entsprechenden CAD-Koordinaten und Bauteilbibliotheksdefinitionen, um sicherzustellen, dass alle Bauteile korrekt mit ihren zugehörigen Planmustern ausgerichtet sind, einschließlich Pin-1- und Polaritätsmarkierungen.
Maschinelles Lernen korrigiert automatisch bis zu 1.000 Bauteile pro Minute auf Fehlausrichtungen, die durch fehlerhafte oder unvollständige Daten verursacht werden können. Dies kann beispielsweise vorkommen, wenn die CAM-Daten die Bauteilmitte und den Montagewinkel anders beschreiben als vom Bestücker erwartet. Dadurch kann die Maschine die Bauteile nicht an der korrekten Position und im korrekten Winkel auf der Platine montieren. Maschinelles Lernen korrigiert die Fehler und zeigt die fehlerhaften Winkeldaten in der Fehlerliste an. Eine Trace-Funktion hilft dabei, die Korrekturen zu überprüfen, ohne jedes Bauteil auf der Platine visuell prüfen zu müssen.
Komponentenbibliothek-Assistent:
Ein Komponentenbibliothek-Assistent hilft Ihnen beim Erstellen von Komponenten, die nicht in der Standard-Komponentenbibliothek enthalten sind. Der Assistent führt Sie durch die Eingabe der notwendigen Parameter für die Komponentenerkennung, wie z. B. Anzahl der Kontakte, Drahtstärke, Rastermaß, Komponentenmitte und weitere. Sie können der Bibliothek auch neue Komponenten hinzufügen, indem Sie ein gescanntes Bild der Komponente verwenden und dabei das integrierte Werkzeug zur Bauteilskalierung nutzen, um die korrekten Abmessungen zu überprüfen.
Stücklisten (BOM) zur Vermeidung von Varianten:
Eine zusätzliche Funktion in YsUP zur Vermeidung von Varianten unterstützt Anwender bei der Verwaltung mehrerer Produktvarianten auf Basis derselben Leiterplatte. Dies ist insbesondere in der Automobilindustrie üblich, wo aus Gründen der Geschwindigkeit und Effizienz verschiedene Optionen mit derselben Leiterplatte angeboten werden. Das Importtool für Montagevarianten vergleicht mehrere Stücklisten und generiert eine Variantenliste. Diese dient zur automatischen Erstellung eines Montageplans für jede Stückliste. Der Plan verwendet ein einheitliches Zuführungsdesign für alle Varianten und trägt so zur Optimierung der Produktionsabläufe in der Fertigung bei.
Fazit:
Jede nachfolgende Generation von Hochgeschwindigkeits-SMT-Bestückungsautomaten bringt bedeutende Innovationen mit sich, die die Montagegeschwindigkeit erhöhen, die Flexibilität verbessern und menschliche Eingriffe minimieren. Leistungsstarke Softwaretools, die Management- und Planungsanwendungen mit automatisierten Funktionen und dem zusätzlichen Komfort von 3D-Grafiken kombinieren, vereinfachen die Programmierung und verbessern die Programmqualität, was wesentlich zur Steigerung der Gesamtproduktivität beiträgt.
