Einfach, vernetzt, effizient – das sind wichtige Schlagworte auf dem Weg zur automatisierten Leiterplattenbestückung. Als Anbieter sensorbasierter Applikationen kennt SICK die Anforderungen der intelligenten Fabrik von morgen aus eigener Anwendungserfahrung.
Gemeinsam Innovationen vorantreiben: der Hermes-Standard bei SICK
Im Rahmen eines Workshops mit mehreren SMT-Equipment-Herstellern konnte SICK die Integration des Hermes-Standards in den unternehmenseigenen SMT-Produktionslinien vorantreiben. „Damit wollten wir der Doppelrolle als Anwender und Anbieter fortschrittlicher Fertigungstechnologien gerecht werden. Wir freuen uns, gemeinsam mit Branchenexperten an der Weiterentwicklung des Hermes-Standards mitzuwirken“, so Paul Langenbacher, Solution Consultant.
Der Hermes-Standard als Basis für die Digitalisierung in SMT-Fertigungslinien
Ein ganz normaler Tag in der Produktionshalle: Im Zuge eines neuen Auftrags werden alle relevanten Daten in das System eingespeist. Sobald die Leiterplatten über die SMT-Linien fahren, werden sie von den jeweiligen Anlagen präzise erkannt. Daraufhin stellt sich die Produktion automatisch um und sorgt für eine auftragsgemäße Bestückung. Wie das möglich ist? Sämtliche Produktdaten sind in Echtzeit verfügbar.
SICK geht schon heute die ersten Schritte in Richtung dieser Vision. Der elementare Baustein für dieses Szenario ist der Hermes-Standard, gelistet unter IPC-HERMES-9852. Als herstellerunabhängiges und offenes Protokoll auf Ethernet-Basis ersetzt er die bisherige IPC-SMEMA-Kommunikation, die auf digitalen IO-Signalen beruht. Der Hermes-Standard ermöglicht so den zuverlässigen Austausch von Board-Daten in der SMT-Fertigung. Der mit SMEMA eingeführte Protokollablauf bildet weiterhin die Grundlage der Kommunikation, statt elektrischer Signale werden nun allerdings Ethernet-Nachrichten übermittelt, die zusätzlich alle relevanten Daten einer Leiterkarte beinhalten. Schließlich sind Daten das „Gold in der Wirtschaft und in der Fertigung“, wie es Thomas Marktscheffel, Director Product Management Software Solutions, von ASMPT zusammenfasst.
Bei lückenloser Verwendung erreicht das moderne Maschine-zu-Maschine-Kommunikationsprotokoll einen hohen Automatisierungsgrad. Da keine Daten mehr verloren gehen, sondern mit dem Board durch die Produktionslinie gesendet werden, lassen sich neue Automatisierungskonzepte realisieren – von der automatischen Breiteneinstellung über eine durchgängige Rückverfolgbarkeit von Leiterplatten bis hin zum automatischen Programmwechsel. „Das sind Use Cases, die die Automatisierung deutlich voranbringen und auch die Qualität [erhöhen], weil Dinge automatisch ablaufen und sich nicht mehr irgendwelche Fehler einschleichen können.“, so Thomas Marktscheffel.
Dies wirkt sich auch positiv auf die Kosten aus. Bei SICK werden die SMT-Linien bisher für jeden Auftrag manuell eingestellt, was hohe Rüstzeiten und Kosten zur Folge hat. Eine Reduzierung der Rüstzeit um beispielsweise fünf Minuten pro Tag bei sieben Linien ergibt auf ein Jahr gesehen eine Ersparnis von über 200.000 Euro.
Herausforderungen und Lösungen: der Weg zur erfolgreichen Integration
Trotz der klar definierten Vorgaben und Spezifikationen zeigen sich bei der Umsetzung des Hermes-Standards kleine Unterschiede in der Implementierung der jeweiligen Maschinenlieferanten. Um dieser Herausforderung zu begegnen, muss eine Hermes-Linie gesamtheitlich betrachtet werden. SICK lud daher mehrere Hersteller und Anwender, darunter ASMPT, ASYS, Essemtec, Hekatron, Koh Young, Rehm und Vega, zu einem zweitägigen Workshop in die unternehmenseigene Produktionshalle ein. Dabei wurden entlang der Linie nicht nur erfolgreiche Tests der grundlegenden Hermes-Kommunikation durchgeführt, sondern auch Möglichkeiten für einen automatischen Programmwechsel besprochen. Thomas Marktscheffel beschreibt den Workshop als „Riesenchance“, den Standard gemeinsam mit anderen Maschinenlieferanten an einer aktiven Produktionslinie fehlerfrei integrieren zu können.
Der Austausch und die enge Zusammenarbeit mit Technologie-Experten war auch für SICK sehr bereichernd und zeigte, dass es noch weitere Schritte zu gehen gilt, um die Vorteile des Standards voll auszuschöpfen. Mit den richtigen Partnern und einem klaren Plan lassen sich diese Schritte jedoch erfolgreich meistern. Neben der offiziellen Hermes-Standard-Spezifikation bieten auch die Best Practices der Hermes-Initiative eine gute Grundlage. Die Best Practices beschreiben den Umgang mit häufigen Anwendungsfällen, wie die Entnahme von Boards. Beide Dokumente stehen zum Download auf der Hermes-Standard-Website zur Verfügung.
SICK und der Hermes-Standard: eine Erfolgsgeschichte
SICK wendet den Hermes-Standard nicht nur selbst an, sondern bietet auch eine Nachrüstlösung für SMT-Equipment an. Mit der Nachrüstlösung lassen sich Bestandsmaschinen ohne Ethernet-Schnittstelle in den Hermes-Standard integrieren. Die Doppelrolle als Hersteller und Anwender ermöglicht es SICK, seine umfassende Erfahrung und Expertise in die Entwicklung und Implementierung des Standards einzubringen. SICK freut sich über die enge Zusammenarbeit mit anderen Technologie-Teams der Branche und sieht in der kontinuierlichen Weiterentwicklung des Hermes-Standards einen entscheidenden Schritt zur Optimierung der SMT-Fertigung.
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