Automatisiertes Highspeed-Lasertrennen

Der Nutzen wird vollautomatisch ICT-geprüft und anschließend inline mit einem CuttingMaster getrennt Zwei Produktbeispiele zeigen Innovationspotenzial und Produkt-Bandbreite der Canastra AG – teils unter eigenem Namen, teils als Partner im Hintergund: Beispiel 1 ist das Hai-Auge, das für das Management von Abfallbehältern entwickelt wurde. Es ist ausgestattet mit intelligentem Messsystem und Kommunikation über Funk und verhindert unnötige Fahrten zu noch nicht ausreichend gefüllten Abfallbehältern. Beispiel zwei ist das erste Sous Vide-Kochgerät auf Induktionsbasis. Die Weltneuheit wurde zusammen mit der Erme AG entwickelt. Das Profi-Gerät ist direkt mit dem Kochbuch verbunden und vollständig via App bedienbar, was selbst Spitzenköche begeistert.

Der Engineering und Produktions-Dienstleister Canastra produziert über diese beiden Beispiele hinaus sehr viele verschiedene Baugruppen für unterschiedlichste Anwendungen und ist deswegen sehr flexibel aufgestellt. 2021 hatte dennoch ein Kunde eine speziellen, nicht auf Anhieb erfüllbaren Anforderung: Für den Großauftrag war ein besonders hoher Linientakt absolut notwendig. „Eine fix definierte Taktzeit musste eingehalten werden können und die Abstände zwischen den einzelnen Modulen auf dem Nutzen waren relativ eng“, so Christian Bräm. Der Canastra-CEO hat sich deshalb auf die Suche nach einer passenden Trenn- und Testsystem-Lösung für seinen Maschinenpark gemacht.

Fix definierte Taktzeit musste eingehalten werden

Das Cobot-System zur Automatisierung des Laser-Nutzentrenners wurde von LPKF und SmartRep entwickeltDas Großprojekt stand von Beginn an unter großem Zeitdruck. Mit der Produktion sollte schnell gestartet werden. Deshalb setzte sich Bräm mit Andreas Keller von SmartRep in Verbindung und gemeinsam analysierten sie den genauen Bedarf: „Es sollte eine vollautomatisierte Trenn-Insel mit integriertem Testsystem geschaffen werden“, erinnert sich SmartRep-CEO Keller. Gemeinsam mit seinen erfahrenen Partnern LPKF und Teradyne konnte er daraufhin ein speziell zugeschnittenes Konzept mit Cobot-System entwickeln. Bräm zu den Überlegungen im Vorfeld: „Wir haben alle Trennverfahren betrachtet und bewertet.“ Darunter waren auch verschiedene Frässysteme. „Laser-Nutzentrennen hat uns vor allem bezüglich der Themen Werkzeug-Verschleiß, Flexibilität und Genauigkeit überzeugt.“ Das gab dann schnell den Ausschlag gegen den Fräser.

Pro Tag fertigt Canastra für diesen Kundenauftrag rund 8000 Module ohne Trennstege. Nach dem ICT werden die Teile aus dem FR4-Material mit einem Vollschnitt getrennt. Die Taktzeit liegt bei knapp 4 Sekunden pro Stück. „Da in der Schweiz Personalaufwand sehr teuer ist, müssen wir den Automatisierungsgrad entsprechend hoch halten“, sagt Bräm zum notwendigen hohen Automatisierungsgrad.

„Obwohl die Teileverfügbarkeit in dieser Zeit noch zusätzliche Schwierigkeiten gemacht hat, hat das Projekt auf den Punkt geklappt; innert einer Woche konnten die Inbetriebnahme und der Produktionsstart durchgeführt werden“, so Bräm.

Aufbau der komplett autonomen Highrunner-Laser-Trenninsel mit Cobot und integriertem Testsystem: Der Nutzen wird vollautomatisch ICT-geprüft und anschließend inline getrennt und verpackt. Die integrierte ICT-Lösung von Teradyne kontrolliert vollautomatisch und inline alle Baugruppen. Der Cobot platziert anschließend den Mehrfachnutzen auf einem Frame. Anschließend lasert der CuttingMaster von LPKF in 4 Sekunden pro Einzelnutzen die Module aus der Leiterplatte, und der Cobot entnimmt die gelaserten Teile, um sie automatisch zu verpacken. Verbunden sind die Systeme durch Handling-Lösungen von YJ Link aus dem Hause SmartRep.

Zwar habe man bei Canastra die gesamte Insel auf das eine Produkt ausgelegt, da die zur Trennung zur Verfügung stehenden Abstände auf dem Nutzen jedoch allgemein immer kleiner werden, werde das System künftig sicher auch flexibel für andere Aufträge einsetzbar sein. Bei kleinsten Stegen sind die Möglichkeiten des Lasertrennens wesentlich besser als die der klassischen Fräsung: „Grundsätzlich macht der CuttingMaster überall dort Sinn, wo Modulabstände sehr gering sind und hohe Genauigkeiten erfordert werden. Zudem haben uns die geringeren Wartungskosten überzeugt“, sagt Bräm. Er sieht seinen Maschinenpark durch diese Investition auch unabhängig von der Großserie für die Zukunft gut aufgestellt.

www.canastra.ch, www.lpkf.com, www.smartrep.de, www.teradyne.com