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KUKA KR AGILUSによる部品の選択的はんだ付け

ロボットの精確さが制御システムALNEA-ZEUSの「エラーゼロ生産」をサポート。

生産時間50%短縮

ポーランド・ワルシャワに本社を置くALNEA Sp.z.o.o.社は、機械式、電気式、空圧式の半自動および全自動試験装置を提供しており、特に選択的はんだ付けを専門にしています。数年前に開発した制御システムALNEA-ZEUSは、米国電子回路協会(IPC)の基準を満たし続けるため、大規模な改良が必要でした。

この制御システムは、材料の供給、その正確な位置決め、作業エリア外での滴りの防止といった全体的なプロセスパラメーターを把握することが必要だったため、ALNEA Sp.z.o.o.社はKUKA Roboticsと緊密に協力し開発を実施。KUKA KR AGILUSを使用することで、精度を大幅に向上させ、エラー原因を取り除き、生産時間を50%も短縮することに成功しました。

いわゆるスルーホール技術(THT)のはんだ付けには、最高の精度が要求されます。フラックス量、予熱の時間と温度、湿潤時間、はんだ温度などの可変パラメーターは、品質を大きく左右し、また材料の性質による影響も考慮する必要があります。小型構造に加え、湿り厳禁の部品との間隔が僅かであるため、エラーの発生を許しません。THTを使用すると、修復に時間と費用がかかり復元できない場合が多く、修復自体許可されていない場合もあります。

このため、エレクトロニクス産業の目標はエラーゼロ生産です。ALNEA Sp Z.o.o.社代表クルシュトフ・カミンスキー氏は「自在に制御できる選択的はんだ付けは、エラーゼロ生産への重要な第一歩です。」と 述べています。

プロセス監視と修正によるエラー回避

選択的はんだ付け工程におけるエラーの根本的な原因ははんだブリッジに、無鉛はんだでは合金の軽量化やフラックスの塗布不足などにあります。モジュールの位置が不適切であると問題が発生する可能性があるため、関連するすべての工程の監視、位置の監視、また必要に応じた修正も非常に重要なのです。


このはんだ付け工程に必要な精度をもつのは、最新のロボットだけです。

ALNEA Sp Z.o.o社代表 クルシュトフ・カミンスキー

このためALNEA社では制御システムのさらなる開発に加え、はんだ付けを行い部品を正確に位置決めするロボットの搭載が必要でした。最適なモデルを探すにあたり、ALNEA Sp.z.o.o.社はKUKAとの協力を決定。「決定打となったのは、コストパフォーマンスとKUKAチームの技術サポートが優れていたことです」とカミンスキー氏。

しかもコントローラKR C4は、シンプルなティーチペンダントを介して制御をしなければならないというALNEA社の要求を満たしており、そのオープンアーキテクチャは既存のマシン環境へのスムーズな技術統合をサポートします。

小型・高速・高精度

ALNEA Sp.z.o.o.社はKR AGILUSシリーズのKR 6 R900をプロトタイプとして採用。このシリーズは超高速であると同時に、高い繰り返し精度と精確さの点で優れています。その対称的な構造により作業範囲を最大限に活用しており、限られた空間での使用に適した非常にスリムなボディを実現するためエネルギー供給システムを内蔵。最大可搬重量6kg、最長リーチ900mm、省スペースで最高の精度と作業速度のKR 6 R900は、±0.03mm未満の繰り返し精度で、はんだ付け工程の要件に最適です。
KR 6 R900以外にも、他のKUKAロボットモデルも新しいALNEA-ZEUS制御システムと組み合わせることが可能です

KR 6 R900 が設置されたはんだ付けセル。

ティーチペンダントを介した直接コマンド

「ロボット自動化ソリューションの統合中に、はんだ付け装置の制御ユニットとロボット制御ユニットの間の通信を調整する必要がありました」とカミンスキー氏は課題を説明しています。そのために、選択的はんだ付け工程のパラメーター制御のためのソフトウェアパッケージを、いわゆるロボットのメモリにロードしたのです。このようにして、ALNEA Sp.z.o.o.社の顧客は、KUKAのティーチペンダントsmartPADを使用して、生産工程でロボットを直接制御することができます。

コマンドがイーサネットを通じてALNEA-ZEUSに転送されると、顧客固有のハードウェアおよびソフトウェアをベースにコマンドを実行します。このソリューションはPLCやHMIパネルなしで機能するため、追加のインターフェースは一切不要です。 

エラー最小化とプロセス時間短縮

KUKA KR 6 R900は、選択的はんだ付け工程の要件を正確に満たしています。はんだごての動きを制御し、プリント基板を定位置で支えます。ALNEA Sp.z.o.o.社が開発したロボット自動化ソリューションにより、選択的はんだ付け工程の全パラメーターをティーチングペンダントを買いs手確実に関しすることができ、さらにロボットが提供するデータはすべてシステムに保存されます。

それには特に、部品の供給とその位置決めの監視、その他の外部機器の制御が含まれます。これによりエラーが大幅に減少しただけでなく、生産性も大幅に向上。「プ新しいソリューションにより、生産時間が505%短縮されました」とカミンスキー氏は強調しています。

ティーチペンダントを介した工程監視により、顧客の従業員向けのトレーニングも適量となりました。今後は工程、ロボット、制御と、3人スペシャリストを投入する必要もなくなります。短いトレーニングだけで、作業員も工程とはんだ付けロボットを制御することができるようになります。

ロボットが基板を支えながらはんだごての動きを制御
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