Costruire un mondo più intelligente
: gli "oggetti" intelligenti si stanno integrando nel tessuto della vita quotidiana. La produzione altamente automatizzata è fondamentale per realizzare le grandi quantità di unità necessarie a un prezzo accessibile per l'integrazione in apparecchiature come elettrodomestici, edifici, veicoli e sistemi di controllo industriale.
Ridurre al minimo l'intervento umano nelle fasi di impostazione e cambio formato delle linee di assemblaggio ad alta velocità è fondamentale per eliminare errori, ritardi e tempi improduttivi dovuti all'arresto delle macchine. In Europa, dove i produttori realizzano in genere un'ampia varietà di prodotti per applicazioni industriali, di telecomunicazione, medicali e automobilistiche avanzate, la riduzione del carico di lavoro associato ai cambi di prodotto può aumentare significativamente la produttività.
Diversi approcci possono rivelarsi efficaci, combinando software di gestione della produzione per ridurre al minimo le regolazioni necessarie durante i cambi di prodotto e funzionalità aggiuntive integrate nelle apparecchiature stesse. Queste soluzioni possono generare diversi risparmi di manodopera, come l'eliminazione di attività ripetitive quali la sostituzione delle teste di posizionamento, l'automazione di procedure come la regolazione dei perni di fissaggio e innovazioni che consentono di eseguire attività di routine, come il rifornimento delle bobine di componenti, in tempo reale e senza interruzioni.
Riduzione del carico di lavoro per i cambi di produzione:
l'utilizzo di strumenti software per creare programmi di produzione e ottimizzare l'utilizzo delle apparecchiature è fondamentale. Gli strumenti forniti dal fornitore delle apparecchiature possono essere particolarmente utili se è possibile consolidare il controllo delle macchine chiave della linea, come quelle per la serigrafia, l'assemblaggio e il controllo qualità. Questi strumenti possono tenere conto dei requisiti di produzione complessivi e delle capacità delle singole linee e macchine per creare configurazioni di alimentazione che consentano la produzione di diversi prodotti. Una pianificazione adeguata può ridurre al minimo il numero di cambi di produzione necessari in un dato turno, evitando così tempi di inattività e interventi umani. Sono disponibili diversi pacchetti, come gli strumenti di programmazione e pianificazione, l'assistenza alla produzione e la collaborazione M2M inclusi nel software di produzione intelligente YSUP di Yamaha.
Tuttavia, i produttori necessitano di strumenti aggiuntivi per ridurre al minimo i tempi di fermo macchina e continuare ad aumentare la produttività. Ogni volta che una nuova configurazione richiede che una macchina di assemblaggio sia dotata di una testa di posizionamento diversa per gestire componenti speciali, o che sia necessario modificare o semplicemente sostituire gli alimentatori, la macchina interessata – e spesso l'intera linea – potrebbe dover essere fermata per consentire agli operatori specializzati di completare l'operazione.
Esistono diversi approcci per risolvere questo problema. È possibile installare più linee di assemblaggio, ciascuna configurata in modo ottimale per gestire specifici tipi di componenti; un sistema di lancio di chip dedicato per componenti piccoli e di uso frequente, come i componenti passivi SMD, può essere installato accanto a una linea di assemblaggio flessibile per gestire una gamma più ampia di componenti.
Quando budget e spazio sono limitati, i produttori possono trarre vantaggio dall'utilizzo di un'unica macchina di montaggio flessibile in grado di gestire tutte le esigenze di installazione. Yamaha ha sviluppato la macchina di montaggio di nuova generazione YRM20 con nuove funzionalità che migliorano la flessibilità e automatizzano processi che tradizionalmente richiedevano lunghi interventi manuali.
Questo sistema di posizionamento componenti utilizza il concetto di soluzione a testa singola di Yamaha, che ora consente una produttività ancora maggiore grazie alla testa rotante ad alta velocità RM (Figura 1). Questa testa opera a 115.000 cph e può posizionare componenti che vanno dai chip SMD da 0,201 mm a componenti fino a 12 mm x 12 mm e 6,5 mm di altezza. Ciò consente il posizionamento di componenti come LED di grandi dimensioni e i tipi di circuiti integrati più diffusi, inclusi i package chip-scale (CSP), quad flat package (QFP) e small line fine package (TSOP), a velocità estremamente elevate. I nuovi alimentatori ottimizzati per la testa RM gestiscono i componenti ad alta velocità e garantiscono un prelievo preciso.
Figura 1. La testa rotante ad alta velocità RM estende il concetto di testa singola per fornire un posizionamento ad alta velocità per una vasta gamma di componenti.
Inoltre, la testina di stampa Universal HM di Yamaha amplia la gamma di componenti per includere parti più grandi come condensatori elettrolitici, circuiti integrati a matrice di sfere (BGA) e vari tipi di connettori. Una terza opzione, la testina di stampa Ultra Flexible FM, gestisce una gamma ancora più ampia, inclusi componenti di forma irregolare e componenti fino a 55 mm x 100 mm x 30 mm di altezza. La Figura 2 illustra le tipologie di componenti tipiche che ciascuna testina di stampa può gestire.
Figura 2. La testina di stampa RM da 115.000 cph e altre coprono la gamma di tipologie di componenti a montaggio superficiale.
La macchina per il montaggio di pannelli YRM20 è disponibile in configurazione a trave singola e a doppia trave, offrendo agli utenti la flessibilità di utilizzare due teste simultaneamente. Per massimizzare la produttività con una configurazione a doppia testa, Yamaha ha integrato la collaudata tecnologia di movimento Overdrive della sua famiglia di macchine per il montaggio di pannelli ad alta velocità Sigma. Ciò aumenta la produttività garantendo che le due teste possano lavorare insieme con interferenze minime (Figura 3). Sviluppato anch'esso a partire dalla tecnologia Sigma, il nastro trasportatore a doppio stadio della YRM20 migliora il supporto dei PCB e gestisce pannelli fino a 510 mm di larghezza ad alta velocità per ridurre significativamente i tempi di cambio formato.
Figura 3. Il sistema di azionamento Overdrive di Yamaha, della famiglia Sigma, garantisce che due teste di posizionamento possano operare in modo indipendente e interagire efficacemente.
Automazione dei cambi di produzione
: l'automazione di vari aspetti della sequenza di cambio di produzione è efficace anche per ridurre l'intervento umano, risparmiare tempo ed eliminare gli errori. Il cambio di programma automatico evita agli operatori di dover cercare il programma corretto da caricare, recuperandolo invece dalla macchina di posizionamento tramite la scansione del codice a barre della scheda successiva da produrre. Se utilizzato con un set di utensili motorizzati, il collegamento del cambio di programma automatico con lo scambio automatico dei pin di supporto (che solleva i pin necessari per sostenere il circuito stampato durante il posizionamento dei componenti) elimina un'altra operazione manuale laboriosa dalla sequenza di cambio di produzione.
Inoltre, sono disponibili alimentatori automatici. Questi consentono agli operatori di sostituire rapidamente le bobine dei componenti man mano che si svuotano, garantendo che il nuovo nastro di supporto venga inserito correttamente senza arrestare la macchina. Con gli alimentatori automatici ALF di Yamaha, è possibile inserire un nuovo nastro in movimento in soli cinque secondi.
Con la YRM20, Yamaha ha esteso questo concetto di cambio formato continuo per gestire componenti tipicamente forniti su vassoi, come circuiti integrati e connettori di grandi dimensioni. L'alimentatore continuo di vassoi eATS30 fornisce questi componenti in modo continuativo e presenta un processo di riempimento semplificato. È possibile inserire un singolo pallet di componenti su vassoio, o un intero magazzino contenente 10 pallet, senza arrestare la macchina, aumentando significativamente la produttività.
Conclusione:
Riducendo le lunghe operazioni di regolazione della configurazione delle apparecchiature, come la sostituzione delle teste di posizionamento, ed estendendo il rifornimento continuo dei componenti anche a quelli in vassoio e in bobina, è possibile ridurre notevolmente l'intervento umano nelle attività di routine. I vantaggi includono un minor numero di errori e un aumento del tempo di funzionamento delle apparecchiature, che contribuiscono a una maggiore produttività.
Sollevare gli operatori esperti da queste mansioni ripetitive consente loro di concentrarsi su funzioni che si basano in larga misura sulle competenze e sul giudizio umano, come la diagnosi e la risoluzione rapida delle cause di eventuali fermi macchina imprevisti. A tal fine, esistono strumenti aggiuntivi, come il software QA Option di Yamaha, che combina i vantaggi dell'esperienza umana con l'automazione avanzata per raggiungere l'obiettivo finale: un aumento continuo della produttività.
