Construire un monde plus intelligent
: les objets connectés s’intègrent de plus en plus à notre quotidien. Une production hautement automatisée est essentielle pour fabriquer les grandes quantités d’unités nécessaires à un prix abordable, afin de les intégrer dans des équipements tels que les appareils électroménagers, les bâtiments, les véhicules et les systèmes de contrôle industriels.
Minimiser l'intervention humaine lors de la configuration et du changement de format des chaînes d'assemblage à grande vitesse est essentiel pour éliminer les erreurs, les retards et les temps d'arrêt machine improductifs. En Europe, où les fabricants produisent généralement une grande variété de produits destinés aux secteurs industriel, des communications, médical et automobile de pointe, la réduction de la charge de travail liée aux changements de format peut accroître significativement la productivité.
Plusieurs approches peuvent s'avérer efficaces, notamment l'utilisation conjointe d'un logiciel de gestion de production pour minimiser les réglages nécessaires lors des changements de produits et de fonctionnalités intégrées à l'équipement lui-même. Ces approches permettent de réaliser des économies de main-d'œuvre considérables, par exemple en éliminant les tâches fastidieuses telles que le changement des têtes de placement, en automatisant des procédures comme le réglage des goupilles et en proposant des innovations permettant d'effectuer en continu, sans interruption, des tâches de routine comme le réapprovisionnement des bobines de composants.
Réduction de la charge de travail liée aux changements de série :
L’utilisation d’outils logiciels pour créer des plannings de production et optimiser l’utilisation des équipements est essentielle. Les outils fournis par un fournisseur d’équipements peuvent s’avérer particulièrement utiles si le contrôle des machines clés de la ligne, telles que les équipements de sérigraphie, d’assemblage et de contrôle, peut être centralisé. Ces outils prennent en compte les exigences globales de production et les capacités des lignes et machines individuelles afin de créer des configurations d’alimentation adaptées à la fabrication de plusieurs produits différents. Une planification adéquate permet de minimiser le nombre de changements de série nécessaires par poste, évitant ainsi les temps d’arrêt et les interventions humaines. Plusieurs solutions sont disponibles, comme les outils de planification et d’ordonnancement, l’assistance à la production et la collaboration M2M inclus dans le logiciel de fabrication intelligente YSUP de Yamaha.
Cependant, les fabricants ont besoin d'outils supplémentaires pour minimiser les temps d'arrêt machine et accroître leur productivité. Lorsqu'une nouvelle configuration nécessite l'installation d'une tête de placement différente sur une machine d'assemblage pour la manutention de composants spécifiques, ou lorsque les alimentateurs doivent être changés ou simplement remplacés, la machine concernée – et souvent la ligne entière – doit être arrêtée pour permettre à des opérateurs qualifiés d'effectuer l'opération.
Plusieurs solutions existent pour résoudre ce problème. On peut installer plusieurs lignes d'assemblage, chacune configurée de manière optimale pour traiter des types de composants spécifiques ; un lanceur de puces dédié aux petites pièces fréquemment utilisées, comme les composants passifs CMS, peut être installé en parallèle d'une ligne d'assemblage flexible capable de traiter une gamme plus étendue de composants.
Lorsque le budget et l'espace sont limités, les fabricants ont tout intérêt à utiliser une seule machine de montage flexible capable de répondre à tous leurs besoins de placement. Yamaha a développé la machine de montage nouvelle génération YRM20, dotée de nouvelles fonctionnalités qui améliorent la flexibilité et automatisent les processus qui nécessitaient traditionnellement de longues interventions manuelles.
Cette machine de placement de composants exploite le concept de tête unique de Yamaha, qui permet désormais une productivité encore plus grande grâce à la tête rotative haute vitesse RM (Figure 1). Cette tête fonctionne à 115 000 composants par heure et peut placer des composants allant de 0,201 mm (puces CMS) à des composants jusqu'à 12 mm x 12 mm et 6,5 mm de hauteur. Elle permet ainsi le placement à très grande vitesse de composants tels que de grandes LED et des circuits intégrés courants, notamment les boîtiers CSP, QFP et TSOP. De nouveaux alimentateurs optimisés pour la tête RM assurent également une manipulation rapide des composants et un prélèvement précis.
Figure 1. La tête rotative haute vitesse RM étend le concept de tête unique pour un placement à grande vitesse d'une large gamme de composants.
De plus, la tête d'impression universelle HM de Yamaha étend la gamme de composants compatibles aux pièces plus volumineuses telles que les condensateurs électrolytiques, les circuits intégrés à matrice de billes (BGA) et divers types de connecteurs. Une troisième option, la tête d'impression ultra-flexible FM, prend en charge une gamme encore plus large, incluant les composants de formes irrégulières et ceux mesurant jusqu'à 55 mm x 100 mm x 30 mm de hauteur. La figure 2 illustre les types de composants généralement compatibles avec chaque tête d'impression.
Figure 2. La tête d'impression RM 115 000 cph et d'autres couvrent la gamme des types de composants montés en surface.
La machine de placement de panneaux YRM20 est disponible en configurations mono-faisceau et bi-faisceau, offrant ainsi aux utilisateurs la possibilité d'utiliser deux têtes simultanément. Pour optimiser le débit avec une configuration bi-tête, Yamaha a intégré la technologie de mouvement Overdrive éprouvée de sa gamme de machines de placement de panneaux haute vitesse Sigma. Cette technologie accroît la productivité en garantissant le fonctionnement simultané des deux têtes avec un minimum d'interférences (Figure 3). Également issu de la technologie Sigma, le convoyeur à deux étages de la YRM20 améliore le support des circuits imprimés et prend en charge des panneaux jusqu'à 510 mm de large à haute vitesse, réduisant ainsi considérablement le temps de changement de format.
Figure 3. Le système d'entraînement Overdrive de Yamaha, issu de la gamme Sigma, assure le fonctionnement indépendant et l'interaction efficace des deux têtes de placement.
Automatisation des changements de production
: L’automatisation de différents aspects de la séquence de changement de production permet de réduire l’intervention humaine, de gagner du temps et d’éliminer les erreurs. Le changement de programme automatique évite aux opérateurs de rechercher le programme à charger et le récupère directement auprès de la machine de placement en scannant le code-barres de la carte suivante à produire. Utilisé avec un outillage motorisé, le couplage du changement de programme automatique avec le système de levage automatique des broches (qui relève les broches nécessaires au support de la carte de circuit imprimé lors du placement des composants) élimine une autre tâche manuelle fastidieuse de la séquence de changement.
De plus, des chargeurs automatiques sont disponibles. Ils permettent aux opérateurs de changer rapidement les bobines de composants dès qu'elles sont vides, garantissant ainsi l'insertion correcte de la nouvelle bande porteuse sans arrêter la machine. Grâce aux chargeurs automatiques ALF de Yamaha, une nouvelle bande peut être insérée en seulement cinq secondes.
Avec la YRM20, Yamaha a étendu ce concept de changement continu aux composants généralement fournis sur plateaux, tels que les circuits intégrés et les connecteurs de grande taille. Le chargeur de plateaux eATS30 alimente ces composants en continu et offre un processus de réapprovisionnement simplifié. Une seule palette de composants en plateaux, ou un magasin complet contenant 10 palettes, peut être inséré sans arrêter la machine, ce qui accroît considérablement la productivité.
Conclusion :
En réduisant les réglages fastidieux des équipements, comme le changement des têtes de placement, et en étendant le réapprovisionnement continu des composants aux plateaux et bobines, l’intervention humaine dans les activités de routine peut être considérablement réduite. Il en résulte une diminution des erreurs et une augmentation du temps de fonctionnement des équipements, contribuant ainsi à une productivité accrue.
Décharger les opérateurs expérimentés de ces tâches répétitives leur permet de se concentrer sur des fonctions qui reposent fortement sur les compétences et le jugement humains, comme le diagnostic et la résolution rapides des causes de toute panne imprévue pouvant survenir à tout moment. À cette fin, des outils complémentaires existent, tels que le logiciel QA Option de Yamaha, qui combine les avantages de l'expertise humaine et de l'automatisation avancée dans le but ultime : accroître la productivité en continu.
