Strategie und Produktionsphilosophie der KSL-Kuttler

Die KSL-Kuttler Automation Systems GmbH ist einer der weltweit führenden Hersteller von Automatisierungssystemen. Die Verpflichtung, diese Marktposition weiter auszubauen, ist für die Spezialisten aus Dauchingen eine selbstverständliche Herausforderung in ihrer täglichen Arbeit. Mit ihrer neuen Produktlinie FlexLine haben sie ein System entwickelt, mit dem zukünftig noch schneller und effizienter auf die ständigen Änderungen des Marktes und Anforderungen der Kunden reagiert werden kann.

Ende vergangenen Jahres startete KSL-Kuttler mit ‚Flexible Handling‘ ein neues Maschinen-Konzept. Inzwischen ist eine ausgereifte Produktlinie daraus geworden. Flexibel ist die FlexLine durch kurze Lieferzeiten und ihren modularen Aufbau, mit dem sie individuell an die Bedürfnisse der unterschiedlichsten Fertigungen angepasst werden kann. Von klein bis groß ist alles möglich. Ob einzelner modularer Baustein, eine separate Systemstufe oder eine voll automatisierte Fertigungsstraße- mit den FlexLine-Produkten kann dies alles relativ einfach und schnell realisiert werden.

Natürlich ging vieles davon auch mit den bisherigen Produktgruppen – CleanLine und CompactLine. Doch bis dato bedeutete jede neue Maschine ein separates Kundenprojekt mit Projektfertigung und Customizing. Jede Maschine war quasi ein Einzelstück. Das bedeutete längere Entwicklungs- bzw. Anpassungsprozesse sowie höhere Kosten – für beide Seiten, Kunden und Hersteller. Bisher völlig normal auf dem Markt. Doch das KSL-Management und die KSL-Konstrukteure verfolgten ihre Idee einer markt- und kundenfreundlichen Lösung in den letzten Jahren konsequent weiter, bis schließlich die FlexLine aus der Taufe gehoben werden konnte.

Die FlexLine sind moderne modulare, baugruppenbasierte Automatisierungsanlagen mit dem Herstellerfokus auf kürzere Lieferzeiten und Flexibilität. Dies kann durch Standardisierung der Basis – und dadurch vereinfachtes Customizing erreicht werden. Der Vorteil für die Kunden liegt auf der Hand. Eine neu geplante Anlage muss nicht völlig neu auf die Kundenbedürfnisse abgestimmt und konstruiert werden.

Durch die kompakte modulare Bauweise der Anlagen ist auch die Integration in bestehende und beengte Räumlichkeiten ohne weiteres möglich. Mehr als 10 cm Platz braucht ein Modul nicht um sich herum. Und auch Aufbauten über Eck sind möglich.

Die Basismodule können bedarfsorientiert vorproduziert und vormontierte Baugruppen können auf Lager gehalten werden. Das bedeutet kürzere Lieferzeiten und eine Prozesskostenersparnis für das Unternehmen und die Kunden. Genauso können die Kunden ihre FlexLine-Anlage jederzeit an neue Produktions- und Kundenanforderungen, beispielsweise mit zusätzlichen Modulen anpassen.

Bisher mussten vorhandene Maschinen für Anpassungen oder Änderungen meist aufwendig zum Hersteller transportiert werden, um im Werk ummontiert zu werden. Ein enormer Aufwand bezüglich Logistik, Zeit und Kosten. Die FlexLine-Module können vor Ort angepasst werden. In der Regel kann eine Anlage nach einem Tag, an dem die KSL-Techniker die Anpassungen beim Kunden vornehmen, wieder in Betrieb gehen.

Ein Konzept, das einleuchtend einfach klingt, nur die Idee muss man erst einmal haben und umsetzen. Doch allein die Module sind es nicht. Kuttler wäre nicht Kuttler, wenn nicht auch eine Weiterentwicklung der Automatisierung selbst und der eigenen Qualitätsansprüche mit der neuen Produktlinie einherginge.

Die Leiterplattenfertigung sieht sich ständig neuen Herausforderungen gegenüber. Die Leiterbahnstrukturen werden immer feiner, die Dicken der Leiterplatten selbst gehen bis auf Folienstärke herunter, die Taktzeiten in der Fertigung werden immer kürzer. Noch heute sind viele Anlagen in Betrieb, bei denen die Medien rein mechanisch oder sogar manuell zugeführt werden – ein enormes Fehlerpotenzial. 85% der Fehler in der Leiterplattenfertigung sind menschliche Fehler. Mehr als ein Drittel davon sind Fehler im manuellen Handling.

Das heißt, durch die manuelle Handhabung entstehen Verzögerungen und Kosten. Bei modernen Nassanlagen sind inzwischen Taktzeiten von 5s möglich. LDI-Maschinen (Laser Direct Imaging) konnten bis vor geraumer Zeit noch 4 Platten pro Minute belichten, heute sind es 10. Auch AOI-Module (Automatische Optische Inspektion) werden immer schneller. Der Flaschenhals in der Produktionskette sind dabei die Handlingmaschinen oder Bediener, die diese immer kürzeren Taktzeiten nicht mehr versorgen können. Ganz zu schweigen von der nötigen Präzision.

Die modernen Medien sind für die präzise manuelle Aufnahme teilweise einfach zu unhandlich, zu groß oder zu dünn, um sie in der geforderten Taktzeit exakt und ohne Beschädigung in die Maschine einzulegen. Schnell sind Oberflächen zerkratzt oder geknickt – d.h. die Leiterbahnen werden beschädigt und funktionieren nicht mehr – oder die Taktzeiten werden unverhältnismäßig in die Länge gezogen. Beides Faktoren, die die Effizienz der Produktionsprozesse negativ beeinflussen.

Mit den neuen Handling-Modulen haben es die Entwickler erreicht, die kurzen Taktzeiten zuverlässig und mechanisch sicher automatisiert zu bedienen. Mit dem Handling-Roboter der FlexLine werden die Medien nicht im horizontalen Banddurchlauf durch den Prozess geführt, sondern durch den Greifarm genau dorthin platziert, wo der nächste Bearbeitungsschritt stattfinden soll. Mit dem Greifarm kann der Roboter das Medium von Schritt zu Schritt um 0° – 180° drehen.

Viele Anwender wollen im Produktionsprozess keine beweglichen Teile über der Leiterplatte. Durch die Bewegungen des Roboters, kann es durch Partikelabrieb zur Verschmutzung der Zuschnitte und somit zu Beschädigungen kommen. Die KSL-Handling-Module sind konsequent so ausgelegt, dass die beweglichen Teile außerhalb der Medienführung bleiben.

Die Zuführung der Medien kann horizontal aus der Box, vom Stapel oder vertikal aus dem Schräg-Magazin kommen. Die Maschinen können so konfiguriert werden, dass sie alle Zuführungsarten beherrschen. Der Aufpreis für die multiple Zuführung liegt bei etwa 20%. Aber es ist auch jederzeit möglich, zunächst mit einer ‚fokussierten‘ Anlage – mit nur einer Zuführungsart – zu starten und bei Bedarf die notwendigen Optionen unkompliziert nachrüsten zu lassen. Auch das ein Highlight der FlexLine-Produkte: die flexible schnelle Anpassung an veränderte Bedürfnisse – vor Ort.

Besonders deutlich wird das effiziente Handling der Medien bei der Neuentwicklung einer vollflächigen Aufnahme für extrem dünne Leiterplatten ab 25 µm Dicke. Die Leiterfolie wird über ein Vakuum schonend vollflächig auf einem Träger fixiert und so präzise und zuverlässig in der geforderten Taktzeit durch die Anlage geführt. Fehler und Beschädigungen werden so vermieden. Während des Produktionsprozesses ist kein mechanischer Anschlag am Bandende oder ein manuelles Eingreifen von außen nötig.

Ein FlexLine Handling-System ersetzt bezüglich der Flexibilität (vwxyz-Achse) vollständig einen Industrieroboter – bei gleichzeitigem Wegfall des Wartungsaufwandes und der damit verbundenen Folgekosten. Die Anlagen kommen mit nur einem Motor aus. Das bedeutet, in den Systemen ist nur ein Motorentyp verbaut, der auch mit einfachen Mitteln änderbar ist. Dies im Vergleich zu herkömmlichen Industrierobotern, die mit bis zu 5 Motoren teilweise unterschiedlicher Bauart arbeiten, die man für den Fall eines Ausfalls alle bevorraten muss. Für eine oder mehrere FlexLine-Anlagen im laufenden Produktionsprozess, genügt ein Motor im Lager des Kunden. Der notwendige Reparaturzeitaufwand der Wiederbeschaffung und die Wartungs-/ Reparaturkosten werden so erheblich gesenkt.

Die gesamte Anlage kann effektiv überwacht und eingestellt werden. Über die Software können Änderungen zur Prozessoptimierung, wie z.B. eine Änderung der Magazintiefe, der Positionen oder der Geschwindigkeit einfach durch geschulte Anwender mit CNC Kenntnissen selbst vorgenommen werden. Die Bedienung erfolgt komfortabel und intuitiv über klar strukturierte Bedienoberflächen, die über Touchscreens gesteuert werden können. Denkbar sind auch Wireless-Lösungen und die Bedienung beispielsweise über ein Tablet.

Es gibt viele weitere verschiedene Kombinations-, Einsatzmöglichkeiten und Anwendungen der FlexLine über die berichtet werden könnte. Beispielsweise über den Gedanken, die Anlage für weitere Branchen anzupassen und z. B. die Automatisierung einer Großbäckerei zu konfigurieren. In dieser Diversifikation liegen Potenziale, die weiteres Umsatzwachstum und nicht zuletzt kreativ auf innovative Lösungen in weiteren Umfeldern hinwirken.

Und wer die FlexLine einmal in Betrieb erleben möchte, kann dies bei der KSL-Kuttler Automation Systems in Dauchingen oder auf der PRODUCTRONICA 2013 im kommenden November in der Messe München tun. Auf dieser wichtigen Branchenmesse wird KSL-Kuttler mit einem Stand vertreten sein. Unterschiedliche Konfigurationen im ‚live‘ Betrieb – auch auf Ständen anderer Hersteller – werden anschaulich präsentiert.