Die Ekra Automatisierungssysteme GmbH ist Teil der schwäbischen Unternehmensgruppe, seit über 50 Jahren im Bereich der Elektronikbranche tätig und kann auf über 30 Jahre Erfahrung im Sieb- und Schablonendruck zurückgreifen. Das Produktspektrum deckt die komplette Bandbreite für unterschiedlichste Applikationen in den Bereichen SMT, Hybrid-Thickfilm und Advanced Packaging ab. Eines der Highlights des Unternehmens war die Markteinführung der X5 Professional vor ca. drei Jahren, die sich in kurzer Zeit zum Vorzeigeprodukt entwickelt hat.

Neue Technologien im Einsatz

Der automatisierte Sieb- und Schablonen- drucker basiert auf mehr als 30 Jahren Entwicklung und Gestaltung von Drucksystemen in Verbindung mit Kundennachfragen sowie internem Benchmark. Die Konzepte verschiedener Maschinen wurden analysiert, zusammengefasst und optimiert, um daraus die X5 Professional zu erschaffen. Der Einsatz neuer Technologien wie Servomotoren verhilft neben mehr Geschwindigkeit bei höherer Genauigkeit auch zur Energieeinsparung, ein nicht unwesentliches Thema bei steigenden Energiepreisen und dem Ruf nach Umweltschutz. So weist das System eine Vielzahl Besonderheiten auf, die nach und nach als Verbesserungen eingeflossen sind und ihm zu diesem Ruhm verhalfen. Der Produktmanager Torsten Vegelahn verdeutlicht: „Wir haben in die Maschine all die sinnvollen Optionen eingebaut, die der Kunde benötigt, um seine Elektronikfertigung abzurunden. Dazu hören wir stets die Forderungen unserer Kunden, entwickeln das System weiter und lassen die Neuerungen schnellstmöglich einfließen. Insofern sind unsere Kunden immer auf dem neuesten Stand und dem Wettbewerb einen Schritt voraus."

Den Anfang machte der iPAG, den wir 2007 erstmals vorstellten und innerhalb weniger Monate zur Serienreife zum Dispensen von Pasten und Kleber weiterentwickelt haben. Damit erweiterte sich das Einsatzgebiet des Druckers erheblich, denn durch den Einbau des Tools können direkt im Anschluss an den Sieb- und Schablonendruck zusätzliche Kleber- oder Lotpastendepots aufgebracht werden. Am XY-Achssystem der Inspektionseinheit befestigt, erlaubt der iPAG das Anfahren jeder beliebigen Position der Leiterplatte. Die Inspektion der applizierten Depots macht den iPAG zum Marktführer.

Es kam die Reinigung der Schablone dazu, deren vollautomatischer Prozess gleichzeitig die Schablonenunterseite von Pasten oder Kleberresten befreit sowie die Aperturen der Schablone frei saugt. „Das spart viel Zeit", so der Produktmanager, „denn hatten wir vorher einen Reinigungsprozess von 50 Sekunden, so sind es heute gerade noch 20 Sekunden. Auch gewährleistet die vollautomatisch programmierbare Tuchbefeuchtung mit Füllstandsüberwachung eine gleichmäßige und verbrauchsoptimierte Befeuchtung des Reinigungsvlies, das übrigens während des normalen Druckbetriebs austauschbar ist. Ein oszillierender Reinigungsprozess optimiert das Freisaugen von verstopften Schablonenöffnungen."

Dem bei weitem nicht genug, wurde auf der letzten productronica 2009 eine neue Lotpastenhöhenkontrolle präsentiert. Hier wird die Pastenrolle zwischen den Rakeln gemessen, was viele Vorteile bei großen Layouts in kleinen Schablonenrahmen bringt und in Kombination mit einem automatischem Lotpastendispenser für einen sehr langen unterbrechungsfreien Betrieb sorgt.

Das patentierte Vision System prüft die Schablonenöffnungen und erkennt Blockierungen oder Verunreinigungen bevor diese zu Fehlern führen. Eine mögliche Schablonenreinigung erfolgt automatisiert.

Die 2,5D-Drucknachkontrolle dagegen bewertet die Pastenmenge auf den Pads und erkennt Kurzschlüsse zwischen den Lotdepots sofort. Das System EVA(Ekra Vision Alignment) ermittelt Position und Lage der Fiducials (Marken) und richtet danach die Leiterplatte aus. Durch automatisches Vermessen dieser Marken wird so ein Leiterplattenverzug erkannt und fehlerhafte Boards aussortiert.

Das Transportsystem wurde nochmals durch Softwareverbesserungen optimiert und die Taktzeit verkürzt.

Drucksystem für große Formate

Nachdem sich die X5 Professional auch im Einsatz bestens bewährt, hat man beschlossen, diese nach oben hin abzurunden. Das heißt, im 1. Quartal wird eine Large-Version verfügbar sein, die in der Lage ist, Druckformate bis zu 660 mm x 550 mm zu handeln. Modell Super Large mit einem maximalen Druckformat von 1000 mm x 770 mm ist für das 3. Quartal geplant. Beide Neuerungen werden sich lediglich in der fehlenden Option der Kassettenreinigung zur X5 Professional unterscheiden, die bei großformatigem Layout nicht handelbar wäre. Hingegen werden beide Versionen einen Schwerlasttransport haben, um eine optimale und reibungsfreie Beförderung der großen Boards zu gewährleisten. Dabei unterstützen Kugellager den Transportriemen und ermöglichen einen ruckfreien und gleichmäßigen Transport auch von schweren Lasten. Die Top- und Seitenklemmung ist im Standard enthalten und sorgt nicht nur für hohe Druckqualität, sondern vermeidet auch Durchbiegungen. Selbstverständlich werden die High-Performance Drucksysteme mit der neuesten Technik wie energiesparende Servomotoren und zusätzlichen linearen Messsystemen ausgestattet sein, dabei mit solidem Aufbau und guter Zugänglichkeit für wartungsfreundliche Bedienung punkten. Und genau deshalb fiel die Wahl für das neue User Interface auf eben dieses Drucksystem, das als Flaggschiff des Unternehmens gilt.

Fachübergreifend ans Ziel

Das wegweisende User Interface Simplex dient der Steuerung und Überwachung hochkomplexer Prozessanlagen zur Bedruckung von Leiterplatten. Dabei handelt es sich nicht nur um das Re-Design einer Bedienoberfläche. Karin Walter, die für das Interaktionsdesign im Simplex Team verantwortlich ist, erklärt: „ Wir sind ein Team aus Produktmanagern, Applikationstechnikern, Informatikern und Designern. Hier ist jeder aus seiner Perspektive gefragt. Wir haben die komplette Maschine betrachtet, Bedienabläufe untersucht sowie User und die Applikationsleute befragt, was benötigt ihr und unsere Kunden. Das war unsere Grundlage zur Entwicklung."

Tatsächlich hatte sich das bestehende Interface bei den Kunden voll etabliert und ist leicht zu bedienen. Doch das sollte nicht reichen. Auf Basis der Multi-Touch-Technologie wurde so, in einem interdisziplinären Team, eine praxisnahe Bedienoberfläche entwickelt, die keine Wünsche offen lässt. Durch Vereinfachung komplexer Setup- und Kalibrierprozesse wird eine Zeitersparnis sowohl in der Produktion als auch bei Schulungen erreicht. Die gestenbasierte Bedienung mit Realtime-Feedback der Kamerasysteme und der Lichtregelung ermöglicht eine benutzergerechte Interaktion, die je nach Benutzerlevel durch eine übersichtliche Darstellung, Icons und spezifischer Farbgebung unterstützt wird. Durch den Einsatz der Touch-Screen-Technologie konnten Eingabegeräte wie 10er-Block, Tastatur und Trackball entfallen, bisher virtuelle Objekte sind damit greifbar gemacht. Der Bildschirm allein dient als Ein- und Ausgabegerät, was zu einer wesentlich verbesserten Arbeitseffizienz führt. Bisher statische Flächen wurden neu strukturiert und verhalten sich jetzt im Nutzungskonzept dynamisch. Die übersichtliche, leicht bedienbare Struktur resultiert aus dem klaren hierarchischen Aufbau sowie der Verwendung von Icons und Farbcodierungen. Selbst für einen Nicht-User dürfte es sehr leicht sein, sich in der Welt der Bedienoberfläche zurechtzufinden. Es gibt verschiedene Ebenen, die unten aufgeführten Piktogramme sind Funktionen, die an der Maschine einen Ablauf auslösen, es gibt die Navigation sowie einen Eingabe- und Anzeigebereich. Der einfache hierarchische Aufbau ermöglicht in kurzer Zeit ein positives Nutzungserlebnis und wird dementsprechend sehr gut bei den Bedienern angenommen. Besondere Vorteile ergeben sich bei der Nutzung von Simplex durch die Zeitersparnis beim erstmaligen Rüsten eines neuen Produkts. Mit nur einem Finger ist man schnell am Ziel. Das neue User Interface soll ebenfalls auf andere Prozessmaschinen ausgeweitet werden, der Bereich der Nutzentrenner ist bereits in der Entwicklung.

Zur productronica sollen noch einige weitere sinnvolle Optionen präsentiert werden, wie beispielsweise eine neue Kamera für die 2,5D-Inspektion oder ein stark verbessertes Multiklemm-System, um nur einige zu nennen. (dj)

productronica, A3.277

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