Prozessbeschreibung SMD-Handling

Veröffentlicht am: 14. April 2014 / Update vom: 24. April 2021 – Verfasser: Konrad Wolfenstein

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Die Ausgangslage zur Einlagerung von SMD-Rollen lässt sich wie folgt beschreiben:

Der Kunde speichert eine große Menge von SMD-Rollen in seinem Lagersystem. Die Kommissionierung dieser Rollen erfolgt dann in Kombination mit dem betrieblichen Lagerverwaltungssystem.

1. Anlieferung

Der Prozess startet mit Eingang einer Bestellung elektronischer Leiterplatten beim Hersteller, wo die Anzahl der benötigten SMD kalkuliert wird. Diese sind entweder bereits im Lager vorhanden oder müssen gesondert bestellt werden. Ausgehend von diesen Daten wird der voraussichtliche Produktionszeitpunkt festgelegt. Kurz vor diesem Zeitpunkt erfolgt über das ERP-System eine letzte automatische Kontrollprüfung, ob alle Bauteile tatsächlich im Lager vorhanden sind.

Problemstellungen:
Die SMD werden meist in Asien gefertigt. Aufgrund des weiten Transportwegs ist von daher oftmals eine längere Vorratshaltung nötig

Dazu gibt es unterschiedliche Formate bei den Rollen, auf die die SMD geklebt sind. Deren Durchmesser können zwischen 7 und 22 Zoll schwanken, und ihre Breite reicht von unter 10 bis über 200 Millimetern. In Abhängig davon können sie neben-, über- oder hintereinander eingelagert werden. Dies bedingt die Notwendigkeit eines flexiblen Lagerungssystems hinsichtlich

• der Tablarhöhe, um auch Zugriffe auf in Zweierreihen gelagerte Rollen zu gewährleisten
• der Breite der Halterungen in Tablaren für die diversen Formate
• gesonderte Anforderungen (Lagerung sensibler SMD in Trockenschränken)

2. Einlagerung

SMD-Rollen können auf unterschiedliche Art und Weise gelagert werden. Wichtig ist dabei vor allem, dass die Bauteile unter Vermeidung elektrostatischer Aufladung aufbewahrt werden, um Beschädigungen zu vermeiden.

Eine zudem immer stärker in den Vordergrund tretende Problemstellung ist die Zunahme von feuchtigkeitsempfindlichen Bauteilen. Ein möglicher Feuchtigkeitseintritt und die dadurch bedingte erhöhte Wahrscheinlichkeit einer Schädigung der Bauteile während des Lötprozesses gilt es von daher unbedingt zu vermeiden. Diese Gefahr kann durch eine geeignete Lagerung in Trockenschränken oder mit Hilfe einer modifizierten und geregelten Atmosphäre in den Aufbewahrungssystemen vermieden werden.

Bei der Einlagerung werden die eingehenden Rollen gescannt und im ERP-System mit Informationen wie Lieferzeitpunkt, Auftrags- und Materialdaten etc. hinterlegt.

Ausgehend von der produzierten Stückzahl der Leiterplatten kann man von zwei unterschiedlichen Gruppen und Anforderungsprofilen beim SMD-Handling ausgehen:

1. Produzenten hoher Stückzahlen mit kurzen Lagerdurchlaufzeiten. Diese können leichter auf Standardlösungen bei Lagertechnik und Software zugreifen als
2. Produzenten von Kleinserien und Prototypen. Aufgrund der oftmals kleinen Stückzahlen stehen diese vor den Herausforderungen einer komplexeren Lagerhaltung:

• bei SMD-Rollen werden nur die Standardkomponenten vorgehalten. Andere SMD-Bauteile werden erst bestellt, sobald ein Auftrag eingeht
• diese SMD-Bauteile werden lediglich temporär gelagert
• aufgrund der höheren Lagerkomplexität folgen daraus erhöhte Ansprüche an Order-Picking- und ERP-System

3. Bereitstellung

Sind alle für einen Produktionsauftrag benötigten Komponenten lagerseitig vorhanden, kann der auftragsbezogene Pickprozess beginnen

Über das ERP-System werden die SMD-Rollen angefordert, sowie diese für die Produktion benötigt werden. Die Rollen werden aus dem Lager bereitgestellt, aus den Tablaren/Regalen entnommen und dann manuell auf die Feeder gespannt. Dies ist ein Standardverfahren, bei dem der Vorgang des Auslagerns der Rollen von dem der Montage auf die Feeder getrennt ist. Hier ist manueller Einsatz nötig, da das Einfädeln der SMD-Bänder z.Zt. nur schwer automatisch gelöst werden kann. Die Feeder werden dann zu den Produktionsstätten gefahren und in die vorgesehene Position gebracht.

Ein weiterer Weg ist die gleichzeitige Auslagerung und Montage der Rollen auf die Feeder, was zu deutlichen Zeit- und damit Kosteneinsparungen führt, allerdings einen höheren Automatisierungsgrad in der Lagerhaltung und damit höhere Investitionskosten erfordert.

Die SMD-Rollen können auch vollautomatisch aus den Tablaren genommen und zur Weiterverarbeitung gefahren werden. Dort werden sie manuell auf die Feeder gebracht und bereitgestellt.

Sobald die SMD in der Produktion bereitgestellt sind, greifen Roboter die Bauteile von den Rollen und löten diese auf die Leiterplatten. Die Bauteile werden dabei mit Vakuumpipetten oder Greifern entnommen und dann auf der Leiterplatte aufgesetzt und verlötet. Dieser Vorgang wird für alle Bauteile wiederholt. Nachdem die Leiterkarte vollständig bestückt ist, wird sie durch die nächste ausgewechselt. Bei Bedarf erhalten die Leiterkarten nach diesem Vorgang eine Schutzlackierung. Anschließend werden die fertig bestückten Leiterplatten diversen Tests und Funktionsprüfungen unterzogen.

4. Wiedereinlagerung

Nach Beendigung des Vorgangs gibt das ERP-System detailliert Auskunft über

• genutzte
• abgeworfene (Fehlzugriffe) oder
• beschädigte SMD

Dieser Vorgang wird als “Back Flushing” bezeichnet. Im ERP-System sind die verbliebenen Quantitäten nun detailliert festgehalten. Danach werden die SMD-Rollen

• erneut eingelagert
• zur nächsten Produktionsapparatur transportiert
• verschrottet