Klimaatbewaking van de opslag van soldeerpasta

Turck Beierfeld bewaakt de klimaatomstandigheden van de soldeerpasta opslag met een systeem uit eigen bedrijf - met IM18-CCM50 schakelkast bewakers, CMTH conditiebewaking sensoren en data dashboards via Turck Cloud Solutions.

Op de locatie in Beierfeld heeft Turck nu een onlangs gelanceerde innovatie direct kunnen implementeren en de verwerking van soldeerpasta's in de elektronicaproductie kunnen automatiseren. Het bedrijf in Oost-Duitsland exploiteert een SMT-productiefaciliteit voor printplaten, naast vele andere productielijnen. In het SMT-proces wordt soldeerpasta met printers zeer dun (<150 micrometer) op de printplaten aangebracht. De printplaat wordt vervolgens voorzien van de componenten en in het daaropvolgende reflow-proces gesoldeerd.

Klimatologische omstandigheden van de soldeerpasta's beïnvloeden de kwaliteit

Voor een optimale kwaliteit van de soldeerverbinding moet de soldeerpasta binnen een bepaald temperatuurbereik worden bewaard. Gemiddeld mag de pasta alleen worden verwerkt bij 23 - 27 graden Celsius - bij een luchtvochtigheid van 40 - 60 procent (afhankelijk van de fabrikant). Nadat de printplaten zijn bedrukt, mag er niet meer dan acht uur verstrijken voordat de printplaten in de oven worden gesoldeerd. 

  • Een IM18-CCM50 bewaakt de temperatuur en de deursluiting in elk van de vier koelkasten

  • Soldeerpasta's worden voor de printer geplaatst, de CMTH ernaast detecteert de omgevingscondities

  • De CMTH sensor zendt de temperatuur- en vochtigheidswaarden via IO-Link naar zijn IO-Link master

  • IP67 voedingseenheid en IP67 schakelaar zorgen voor een kastvrije verbinding tussen sensoren en het MES

  • Met het grafische dashboard kan de status van de koelkasten en de andere werkstations worden bekeken

  • De compacte TBEN-S IO-Link master brengt de gegevens van de sensor in het productienetwerk

  • ''Brein'' van het systeem: De op Linux gebaseerde IM18-CCM overbrugt de kloof tussen OT en IT

Handmatig bijhouden van soldeerpasta's

Samen met zijn team en projectmanager Linda Galle heeft Christian Seliger, verantwoordelijk voor de business unit Onderzoek en Ontwikkeling op de locatie Beierfeld, de geautomatiseerde registratie en documentatie van de pastaverwerking gepland en geïmplementeerd. De bewaking van het klimaat in de koelkasten werd geïmplementeerd met het conditiebewakingssysteem IM18-CCM50 van Turck. In elk van de vijf koelkasten bevindt zich een van deze schakelkasten met een geïntegreerde Linux-computer. Met hun geïntegreerde sensoren detecteren ze de afstand tot de koelkastdeur en de temperatuur in de kast. De apparaten kunnen ook de luchtvochtigheid meten, maar dat is in deze toepassing niet van belang, aangezien zich in de koelkasten alleen gesloten deegcontainers bevinden. 

De temperatuur en vochtigheid in de printers daarentegen zijn zeer relevant, zodat de CMTH gecombineerde temperatuur-vochtigheidssensor deze variabelen daar registreert. Elk van de drie stand-alone soldeerpastaprinters heeft een van deze conditiebewakingssensoren, en een andere sensor registreert de omstandigheden op het werkstation waar de pasta's worden opgeslagen om te acclimatiseren. Elke CMTH-sensor is aangesloten op een compacte TBEN-S IO-Link master, die de gegevens doorstuurt naar het productienetwerk. De TBEN-L5-SE-M2 managed IP67 switch integreert ook alle IM18-CCM50's in het productienetwerk. 

Met hun open Linux-besturingssysteem zijn de IM18-CCM50-apparaten ontworpen voor de installatie van OEM-software, zodat gebruikers hun eigen softwareoplossingen kunnen implementeren. Ze vormen het brein van het systeem, dat zorgt voor de opslag en de communicatie - met de sensoren, het netwerk en de Turck Cloud. Om de koelkasten te monitoren worden alleen netwerkdrivers en scripts voor het verzamelen van sensorgegevens op het conditiebewakingsplatform geïnstalleerd. De IM18-CCM50 stuurt de gegevens van de geïntegreerde sensoren en de CMTH-sensoren rechtstreeks via Ethernet naar de Turck Cloud.

Overzichtelijke dashboards in de Turck Cloud tonen de klimaatomstandigheden

Vandaag wordt deze eerste projectfase van het volgen van soldeerpasta geautomatiseerd om ervoor te zorgen dat de temperaturen in de koelkasten, op het acclimatisatiewerkstation en in de printers voldoen aan de specificaties. De tijden waarop de pasta's worden opgeslagen en verwijderd, worden momenteel nog met de hand gedocumenteerd of geregistreerd door de QR-codes op de containers te scannen. Als de vochtigheid of de temperatuur stijgt, wordt dit aan de medewerkers gemeld op het dashboard in de Turck Cloud. Naast de huidige waarden kunnen ook lange termijn trends worden vastgesteld. In de toekomst zou het mogelijk zijn om het MES te koppelen om trenddetectie te implementeren en correlaties tussen datareeksen te analyseren.
 

"De oplossing voor conditiebewaking op basis van de IM18-CCM die nu is geïmplementeerd, was slechts de eerste stap op weg naar de volledig geautomatiseerde bewaking van de opslag en het gebruik van soldeerpasta's. In het vervolgproject zullen we ons MES aansluiten en zo de digitalisering en automatisering van onze productie voltooien. Op die manier kunnen we ook bij maximale capaciteit de kwaliteit op het hoogste niveau houden en onnodige kosten door overtollige soldeerpasta's vermijden", vat Christian Seliger samen. 

Vooruitzichten: RFID ondersteunde naadloze soldeerpastatracering

In de tweede uitbreidingsfase zal het traceren van de pasta's rechtstreeks gebeuren met RFID-tags op elke container, wat tegelijk de registratie van een correcte acclimatisering vóór het openen van de containers mogelijk maakt. Aangezien de IM18-CCM-apparaten dan rechtstreeks communiceren met het MES, dat de productieorders voor de printers controleert, kan het systeem onmiddellijk controleren of de gebruikte pastaverpakking correct is opgeslagen en geacclimatiseerd voordat de printplaten worden geprint, of het gebruik blokkeren als de vereiste voorwaarden niet zijn gehandhaafd. Als alle gegevens in het MES beschikbaar zijn, kan daaruit ook verdere informatie worden gehaald, bijvoorbeeld om zwakke punten en foutenbronnen op te sporen.

Select Country

Turck worldwide

to top