Fördertechnik

FTS macht die Fertigung von Leiterplatten produktiver

| Autor / Redakteur: Peter Kemptner / Sebastian Hofmann

Mit den FTS von DS Automotion hat ein weltweit führender Produzent von Leiterplatten seine Fertigung optimiert.
Mit den FTS von DS Automotion hat ein weltweit führender Produzent von Leiterplatten seine Fertigung optimiert. (Bild: DS Automotion)

In der Produktionsstätte für Leiterplatten eines weltweit führenden Herstellers muss das Vormaterial lange Wege zurücklegen, das Stockwerk wechseln und Rolltore sowie eine Personensperre passieren. Früher führten Produktionsmitarbeiter diese Transporte mittels Handwagen durch. Heute erledigt diese Aufgabe ein fahrerloses Transportsystem.

Ob in der Kommunikation, in der Industrieautomatisierung – Stichwort Industrie 4.0 –, bei elektrischer und autonomer Mobilität oder in der Medizintechnik: Vernetzung und Digitalisierung sind unaufhaltsam auf dem Vormarsch. Zu den Voraussetzungen dafür gehören einerseits enorm leistungsfähige Server- und Speichersysteme. Andererseits braucht es miniaturisierte Computersysteme und Elektronik in allen Gegenständen, die das Internet der Dinge bilden sollen. Den Kern all dieser elektronischen Systeme bilden Leiterplatten. Sie tragen die elektronischen Bauteile und sorgen für die richtigen Verbindungen zwischen ihnen, sodass sie korrekt und störungsfrei ihre Aufgaben erfüllen können.

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02.11.17 - Fahrerlose Transportsysteme müssen in exakter Steuerung und Abstimmung arbeiten. Erfahren Sie jetzt alles über FTS und deren Vorteile! lesen

Lange Wege auf zwei Ebenen

Ein zentraler Prozessschritt bei der Herstellung von Leiterplatten ist das Verpressen der bis zu 32 einzelnen Lagen zu einem kompakten Verbund mittels hydraulischer Pressen. Produziert werden die Kernlagen in zwei ehemals getrennten Werken am Hauptsitz eines führenden Leiterplattenherstellers. Das Verpressen findet nur an einer Stelle statt, denn die Pressen sind ausreichend leistungsfähig, um den Bedarf beider Werke zu decken.

Eine Folge dieser Konzentration an einer Stelle auf dem weitläufigen Werksgelände ist, dass die Kernlagen dorthin einen langen Weg zurücklegen müssen. Von der Stelle, an der sie paketweise in eigenen Magazinen auf Transportwagen verladen werden, bis zu dem Raum, in dem die Pressen arbeiten, sind es rund 230 m. Außerdem befinden sich die beiden Stationen auf unterschiedlichen Stockwerken.

Sally ist mit einer effizienten Sicherheitstechnik ausgestattet, die dafür sorgt, dass das FTS Hindernisse frühzeitig erkennt und gegebenenfalls abbremst.
Sally ist mit einer effizienten Sicherheitstechnik ausgestattet, die dafür sorgt, dass das FTS Hindernisse frühzeitig erkennt und gegebenenfalls abbremst. (Bild: DS Automotion)

Die Situation war auch im Hinblick auf den Personaleinsatz und die Prozesssicherheit keineswegs ideal. Hatte ein Produktionsmitarbeiter eine fertiggestellte Charge geprüft, musste er diese per Handwagen zum Verpressen bringen. Das stellte eine Einschränkung der Produktivität dar, denn während der Transportvorgänge ruhte jedes Mal 20 Minuten lang die Inspektion der fertiggestellten Teile und die Produktionsmaschinen blieben unbeaufsichtigt.

Hauptzeitparalleler Transport

Das ließ den Wunsch nach einem hauptzeitparallelen Transport reifen, um die Produktivität zu steigern. Angesichts der großen Entfernung kam keine fix installierte Förderanlage infrage. Der Transport der gefüllten Magazine musste auf den vorhandenen Gängen erfolgen. Bei seiner Recherche stellte der Leiterplattenhersteller fest, dass es in einem ausländischen Schwesterunternehmen bereits positive Erfahrungen mit einem fahrerlosen Transportsystem des österreichischen Herstellers DS Automotion gab.

Als man neben anderen Herstellern von Intralogistikanwendungen auch die Linzer FTS-Spezialisten einlud, für die spezifische Aufgabenstellung eine passende Lösung anzubieten, war das Problem des Stockwerkswechsels noch ungeklärt. Die einzige Möglichkeit war ein Aufzug, der ebenso wie die Gänge auch von Personen zu Fuß und von bemannten Staplern benutzt werden kann.

Ein FTS wartet, bis das andere den Aufzug verlassen hat. Dann geht es weiter zu den Maschinen.
Ein FTS wartet, bis das andere den Aufzug verlassen hat. Dann geht es weiter zu den Maschinen. (Bild: DS Automotion)

„Zu dieser Zeit hatten wir mit Sally gerade die neue Kompaktklasse frei navigierender fahrerloser Transportfahrzeuge für kleinere Lasten bis circa 100 kg vorgestellt“, sagt Eva Hertel Murga, Produktmanagerin bei DS Automotion. „Sie wurde als flexibles Bindeglied zwischen unterschiedlichen Maschinen und Arbeitsstationen geschaffen, um der Gesamtanlage die Tauglichkeit für die Herausforderungen von Industrie 4.0 zu verleihen.“

Die kompakte Einheit Sally eignet sich für diese Transportaufgabe. Ihre Größe passt zu den Anforderungen an den Materialtransport und gestattet die Verwendung in den Korridoren, auch mit Gegenverkehr und gemeinsam mit Menschen und bemannten Fahrzeugen. Ihre Sicherheitstechnik verhindert Kollisionen und sorgt für ein zuverlässiges Anhalten vor Hindernissen.

Für Sally sprach zusätzlich, dass sie anhand der Gebäudekonturen per SLAM-Technologie navigiert, sodass entlang des sehr langen Weges keine zusätzlichen Einbauten erforderlich sind. Zudem können FTS von DS Automotion im Standard Rolltore öffnen oder einen Aufzug anfordern.

Vorsichtiger Automatisierungsschritt

Auch dass sich Sally mittels mechatronischer Schnittstellen flexibel an unterschiedliche Transportaufgaben anpassen lässt, kam den Prozessentwicklern entgegen. „Die Fahrzeuge wurden mit Rollenbahnen und mit Kupplungen zum direkten Andocken an ortsfeste Förderanlagen ausgestattet“, sagt Eva Hertel. „Zum exakten Positionieren nutzen sie Magnete im Boden.“

Das Erteilen des Fahrauftrages nach dem Be- oder Entladen erfolgt über Bedienterminals an den Übergabestationen. Obwohl DS Automotion auch die Möglichkeit einer vollautomatischen Materialübergabe anbietet, wurde vom Kunden bewusst kein höherer Automatisierungsgrad gewählt. Die Prozessentwickler wollten sich der für sie neuen Thematik langsam nähern, um vor weiteren Schritten eigene Erfahrungen zu sammeln. Obwohl es im Haus viele weitere ähnliche Transportaufgaben gibt, haben sie sich deshalb auch zunächst auf den Transport der Kernlagen zu den Pressen mit drei Sallys und manueller Materialübergabe beschränkt. Auch ohne die geplanten zukünftigen Erweiterungen brachte das System von Beginn an eine wesentliche Entlastung für die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter.

Eine Personensperre am Eingang zur Werkshalle erhöht die Sicherheit. Damit auch die FTS hier zügig durchkommen, kommunizieren sie mit der Personenkontrolle.
Eine Personensperre am Eingang zur Werkshalle erhöht die Sicherheit. Damit auch die FTS hier zügig durchkommen, kommunizieren sie mit der Personenkontrolle. (Bild: DS Automotion)

Erfolgreiche Implementierung

Das Leitsystem DS Navios Freeguide wurde auf einem Kundenrechner installiert. Um auf seinem über zwei Ebenen gehenden Kurs bei Bedarf den Aufzug anzufordern, ist das Leitsystem mittels Buskoppler mit der Liftsteuerung verbunden. Im Gegenverkehr kann es vorkommen, dass eine der Sallys Lift fährt, während eine andere auf diesen wartet. In einem solchen Fall muss das einsteigende Fahrzeug das Aussteigen des anderen abwarten.

Obwohl die Kommunikation mit dem Aufzug eine Abstimmung mit dessen Hersteller erforderlich machte und softwareseitig der Umgang mit mehreren Rolltoren und Brandabschnittstüren berücksichtigt werden musste, war die Anlage innerhalb weniger Wochen betriebsbereit.

Erweiterungen vorprogrammiert

Veränderung ist permanent, auch in Industrieanlagen. Bereits kurz nach der Inbetriebnahme des FTS wurden Modifikationen erforderlich. Um die Anwesenheit unbefugter Personen zu verhindern und so die Sicherheit im Werk zu erhöhen, wurde am Übergang in einen kritischen Bereich eine Personensperre installiert. Auch die Sallys müssen diese Sperre passieren, was eine Kommunikation des FTS auch mit der Personenkontrolle erforderlich machte.

Hier können Sie sehen, wie das FTF Sally in der Praxis eingesetzt wird!

Nachdem die FTS-Anlage seit eineinhalb Jahren zur Zufriedenheit des Kunden gelaufen war, fiel kürzlich der Startschuss für Erweiterungen des Systems. Im ersten Schritt wird der Weitertransport der verpressten Platinen an zwei verschiedene Bearbeitungsstationen in das bestehende System integriert. Das wird das Streckennetz um etwa 200 m und einen zweiten Lift in ein zusätzliches Stockwerk erweitern. Im Zuge dieser Erweiterung erfolgt auch die Umstellung auf aktive Rollenförderer. Sie ermöglichen die automatische Materialübergabe an den Be- und Entladestationen.

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In weiterer Folge ist auch die Einbeziehung anderer Bereiche angedacht, aus Gewichtsgründen allerdings mit größeren Fahrzeugen. „Die vorhandene Leitsteuerung DS Navios Freeguide kann unterschiedliche Fahrzeugtypen in einem FTS-Gesamtsystem vereinen“, erläutert Eva Hertel Murga. „So lässt sich auch diese Anforderung im bestehenden System mit abbilden.“

Hier gibt's weitere Beiträge zu DS Automotion!

* Peter Kemptner ist der Inhaber von PeterKemptnerMachtMarketing in 5020 Salzburg, Tel. (00 43-6 62) 82 15 18, peter@kemptner.com

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