Productronica 2023

Productronica è la fiera leader della “produzione elettronica”, ha sempre molte novità da presentare al suo pubblico. A questa anteprima mondiale di prodotti, soluzioni e innovazione, faremo la nostra parte presentandoti le evoluzioni tecnologiche dei brand che rappresentiamo sul territorio italiano. Vi apettiamo!

Dal 14 al 17 Novembre 2023

Stand A3/335

   Stand A1/445            

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Sito: www.seica-automation.it

Linkedin: https://www.linkedin.com/company/seica-automation-srl

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Productronica 2023

Productronica è la fiera leader della “produzione elettronica”, ha sempre molte novità da presentare al suo pubblico. A questa anteprima mondiale di prodotti, soluzioni e innovazione, faremo la nostra parte presentandoti le evoluzioni tecnologiche dei brand che rappresentiamo sul territorio italiano. Vi aspettiamo!

Dal 14 al 17 Novembre 2023

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Sviluppo di sistemi robotici antropomorfi per la manipolazione di schede elettroniche. 

Nell’ottica di automatizzare i processi produttivi, e rendere sempre più efficienti le varie fasi di assemblaggio e collaudo di schede elettroniche, il mercato richiede negli ultimi anni sempre più, l’utilizzo di sistemi robotici per compiere operazioni ripetitive che prima venivano eseguite dagli operatori di linea.

In particolare le nuove direttive Industry 4.0 e la richiesta di avere produzioni esenti da errori umani ha spinto le fabbriche europee a dotarsi di sistemi robotici, che uniscono ad una migliore efficienza anche una migliore qualità di processi dove il valore aggiunto dell’operatore non è presente.

Questo porta anche spesso, ma non sempre, ad una riduzione dei costi di produzione, a fronte di una migliore efficienza, o a potere fare funzionare degli impianti, anche durante le ore notturne, non presidiati.

Il mercato offre oggi molteplici soluzioni per robot collaborativi antropomorfi, anche a più bracci, o montabili su sistemi di trasporto AGV.

Questo tipo di robot, ben si presta per realizzare piccole isole automatizzate, dove appunto il robot, sostituisce l’operatore in operazioni di basso valore aggiunto e ripetitive; lasciando alle persone solo quelle operazioni di alto contenuto o dove sono richieste valutazioni specifiche da parte del personale.

Questi robot possono integrare sia sistemi di visione intelligenti o di intelligenza artificiale per il riconoscimento e valutazione delle parti e la guida al prelievo, sia pinze intelligenti che possono adattarsi alle diverse dimensioni o geometrie dei pezzi da manipolare.

In questo modo la loro flessibilità aumenta e i campi di applicazione variano notevolmente.

Seica Automation che è prevalentemente attiva nel settore della produzione di schede elettroniche e ha sviluppato soluzioni dove questi robot, dotati appunto di sistemi di visione e pinze elettriche, prelevano e manipolano le schede elettroniche in varie fasi del loro processo produttivo, caricandole su pallet, stazioni di test, inserendole in termoformati per il trasporto e nel contempo rilevare difettosità.

Esistono robot di molti produttori, ognuno con le sue caratteristiche e funzionalità. Noi abbiamo collaborato con diversi di loro, in particolar modo ABB, Universal robot ed OMRON, che senz’altro rappresentano prodotti di alta gamma.

In particolare ABB offre la soluzione robot YUMI a due bracci indipendenti per arrivare a 12 gradi di libertà e a potere compiere operazioni complesse., impossibili con i robot tradizionali.

Tutti i partner scelti ci hanno aiutato e supportato nello sviluppo delle soluzioni da potere proporre al mercato

Queste soluzioni richiedono lo sviluppo di pacchetti software di alto contenuto, oltre a supervisori di linea dedicati.  Abbiamo oggi disponibili pacchetti software di interfaccia con i principali sistemi MES sul mercato ed in grado di creare comunicazioni e scambio di informazioni con gestionali, database e SAP.

In questo modo la soluzione è del tutto integrata nella fabbrica “digitale” e rientra pienamente nel industry 4.0. Si hanno così soluzioni completamente automatizzate e nel contempo gestibili direttamente da i MES aziendali, garantendo standard elevati di qualità e la completa tracciabilità del processo.

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Sviluppo di un sistema di applicazione etichette su schede elettroniche 

Da diversi anni Seica Automation propone sul mercato i propri sistemi automatici di etichettatura, tali sistemi permetto di etichettare schede elettroniche, componenti, o prodotti vari in modo del tutto automatico.

Le richieste dei clienti si sono fatte man mano sempre più complesse e le caratteristiche di queste macchine sono arrivate ad alti livelli tecnologici; praticamente da semplici sistemi che dovevano posizionare etichette identificative sulle schede si è giunti a sistemi che a tutti gli effetti sono oggi paragonabili a pick&place.

Le caratteristiche di velocità richieste hanno portato a creare sistemi a doppia testa, che motori e sistemi di trasmissioni molto più performanti che permettessero di lavora su 3 turni, per 7 giorni alla settimana, si è giunti ora a sistemi in grado di stampare e posizionare etichette in meno di 2,5”.

La doppia stampante permette anche di potere posizionare etichette di formati differenti sulla medesima scheda.

Dall’altra parte le richieste di qualità anche sull’etichette ha portato ad introdurre sistemi di visione artificiale, sia per la correzione del posizionamento, la lettura fiducial, e la verifica post placement.

Sono stati implementati anche sistemi di controllo della stampa, che oltre a verificare la leggibilità e la correttezza dei dati, analizzando i pixel riescono a dare il grading di qualità di stampa, permettendo di scardare le etichette a bassa qualità.

Per ultimo, la miniaturizzazione dei prodotti e la forte densità di componenti sulle schede hanno obbligato a ridurre le dimensioni delle etichette, e di conseguenza dei datamatrix, richiedendo sempre maggiore precisione sia di stampa che di posizionamento sul PCB; oggi le nostre macchine possono garantire una ripetibilità di 0,1mm.

Infine le richieste legate alla tracciabilità e alla comunicazione con Server e MES aziendali hanno portato a rivedere l’interfaccia HMI e ad integrare nuovi protocolli di comunicazione.

Si è fatto quin di un profondo lavoro di engineering per migliorare le prestazioni e integrare nuove funzionalità.

Si è sviluppata una nuova architettura elettrica e software estremamente flessibile e modulare, che permettesse in futuro di accogliere le richieste del mercato e di implementare modifiche e nuove funzionalità ad oggi non facilmente prevedibili.

Sono state aggiunte telecamere ad alta risoluzione sia in posizione fissa che sulla testa del sistema cartesiano.

Queste migliorie hanno portato a una riduzione sensibile del tempo ciclo (di oltre il 50%) e una flessibilità che nessun competior offre.

Al momento l’etichettatrice Seica Automation offre soluzioni uniche sul mercato e una flessibilità e possibilità di personalizzazione che non sono riscontrabili in nessun altro prodotto standard della concorrenza.

Tale macchina è stata poi studiata per rientrare nel progetto Industry 4.0 e permettere quindi la raccolta dati e la gestione da remoto dei paramenti e dei dati di produzione.

Il PLC utilizzato è di ultima generazione estremamente potente e flessibile, e questo si è rivelato uno dei maggiori punti di forza del progetto.

In collaborazione con alcuni partner come FPE, si sono fatti degli studi ed analisi sui materiali, (etichette e ribbon) per trovare quelli che garantiscono migliori performances alla macchina, e nel contempo rispondano alle esigenze dei clienti, in particolare resistenza alle alte temperature (oltre 250°), garanzia di leggibilità nel tempo (10 anni), caratteristiche elettrostatiche (ESD) e chiaramente costi competitivi. La qualità dei materiali di consumo (etichette e ribbon) ha un’influenza determinante sulle prestazioni della macchina, e soprattutto sulla sua affidabilità e ripetibilità.

I consumabili offerta in collaborazione con il nostro partner, vengono testati al 100% con sistemi ottici, e garantiscono una precisione di posizionamento delle etichette sul layer ottimale, oltre a non lasciare residui di colla sul bordo delle etichette che alla lunga possono poi portare aproblematiche sulla macchina e necessità di frequenti pulizie delle testine.

Questo ci ha permesso di proporre non solo la macchina ma anche i materiali di consumo, fornendo così una soluzione completa chiavi in mano.

Oggi sono presenti sul mercato oltre 50 di questi sistemi funzionanti in ogni parte del mondo.

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Sviluppo di sistemi automatici e semiautomatici per inserimento connettori press-fit

Diversi anni fa è stato vietato l’utilizzo del piombo nelle leghe saldanti a base di stagno per i componenti elettronici, per gli aspetti inquinanti legati a tale metallo. Questo ha comportato lo sviluppo di nuove leghe, che hanno, tra gli altri, l’inconveniente di una maggiore fragilità rispetto a quelle stagno-piombo, soprattutto in quei prodotti destinati ad utilizzi critici e in presenza di forti vibrazioni, si possono avere possibili rotture delle saldature; in particolar modo molte delle schede del settore automotive, presentano questa criticità.

Dopo un periodo di transizione, e deroghe proprio legate all’ Automotive, tutte le nuove schede si sono dovute progettare con i nuovi materiali.

Per alcuni componenti, soprattutto su schede critiche a livello di prestazioni legate alla sicurezza e funzionamento della vettura, piano piano è stata introdotta la tecnologia Pressfit, in sostituzione delle tradizionali saldature a stagno.

Questa tecnologia consiste nell’inserire i pin dei componenti in fori metallizzati presenti sulla scheda elettronica, in questo modo si ottiene la connessione elettrica.

I pin di questi componenti hanno una geometria particolare che permette di resistere a vibrazioni e sollecitazioni meccaniche.

Per inserire però questi pin nella scheda occorrono sistemi di pressatura controllata, che verifichi le corse e le forze di inserimento per garantire la qualità e la durata del contatto elettrico.

Le applicazioni possono richiedere anche diverse tonnellate di forza per inserire i PIN a seconda del loro numero e dimensioni.

Questi sistemi richiedono inoltre la realizzazione di attrezzaggi dedicati ad ogni prodotto, studiati appositamente per permettere l’inserimento di ciascun tipo di connettore; questi attrezzaggi devono essere anche facilmente sostituibili al cambio di produzione, e allo stesso tempo garantire la ripetibilità del processo ad ogni cambio.

Seica Automation ha studiato, a secondo delle varie tipologie di PIN e di connettore, differenti tool di inserimento e fatto delle ricerche per individuare non solo gli acciai più idonei per realizzare questi tool ma anche i trattamenti termici e superficiali, che potessero garantire sia una resistenza all’usura sia non provocassero deformazioni durante i trattamenti termici.

Infatti spesso questi posaggi hanno geometrie molto complesse e presentano parti molto sottili e sporgenti che riscaldate eccessivamente per la tempra potrebbero perdere la loro geometria, rendendoli inutilizzabili. Inoltre il continuo sfregamento dei Pin su questi pezzi, provoca usura del materiale, che ne riduce la vita.

Considerando gli elevati costi degli attrezzaggi, la loro durata è un presupposto fondamentale per rendere questo tipo di processo appetibile dal punto di vista industriale.

Si è quindi optato per un trattamento di carbonitrurazione e successivo rivestimento in Nitruro di titanio per deposizione ionica.

Queste macchine sono inoltre dotate di un sistema di supporto e posizionamento delle schede elettroniche su cui montare i connettori, questi sistemi possono essere molto semplici, ad uso manuale, fino a diventare completamente automatici, con un software specifico dove inserire le coordinate e i cicli di montaggio dei connettori.

I riscontri avuti dal mercato stati ottimi, e a vendere in poco tempo un elevato numero di sistemi, da quelli manuali a quelli in linea del tutto automatizzati.

Questo ci ha permesso di proporre non solo la macchina ma anche studiare e realizzare gli attrezzaggi, fornendo così una soluzione completa chiavi in mano adatta ad ogni esigenza.

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Linee di saldatura modulari

Il processo di saldatura delle schede elettroniche che montano componenti THT tradizionali è da molti anni realizzato tramite macchine di saldatura automatiche con 2 principali tecnologie: a onda e selettiva.

La tecnologia ad onda consiste nel saldare tutti i componenti insieme tramite un’onda di stagno fuso che viene fatta scorrere sotto la scheda. Questo metodo ha il vantaggio di avere un tempo di saldatura molto ridotto ma risulta costosa e difficile se la scheda ha dei componenti SMD nel lato inferiore che vanno protetti dall’onda di stagno.

La tecnologia selettiva invece consiste nel saldare ogni singolo pin con un piccolo ugello che porta lo stagno fuso, questo metodo non crea problemi ai componenti SMD o ad altri particolari che possono essere montati sulla scheda ma che comporta tempi di processo molto più lunghi.

Il mercato si sta comunque spostando su quest’ultima tecnologia, anche perché la presenza di componenti THT sulle schede è in costante diminuzione tranne dove è necessaria per la potenza richiesta.

Questo tipo di produzione delle schede elettroniche richiede il completamento delle stesse da parte degli operatori che montano manualmente i componenti da saldare, per poi mandare le schede nella macchina di saldatura.

Il montaggio manuale ha tempi molto variabili a seconda dei prodotti, e della complessità dei componenti, e questo ha sempre richiesto la realizzazione di linee di montaggio personalizzate sulle specifiche esigenze dei clienti, con configurazioni estremamente variabili e difformi.

Abbiamo pensato creare una linea di saldatura modulare, che possa coprire la stragrande maggioranza delle necessità e che sia facilmente configurabile par i vari processi e prodotti.

Questo permette di proporre soluzioni flessibili ma adattabili a tutte le esigenze.

Questi progetti e ingegnerizzazione hanno portato ad allargare notevolmente il mercato vendendo tali impianti anche fuori dal territorio italiano ed europeo, cosa mai successa in passato proprio per la difficoltà nel proporre soluzioni “modulari”

La vendita di queste linee è sempre stata complessa perché richiedeva una preventivazione da parte dell’ufficio tecnico, e un’analisi dei costi prima di potere fare una proposta commerciale.

Tutto questo è stato poi ridisegnato con un CAD 3D, e inserito nel sistema di gestione aziendale.

Questo ha drasticamente ridotto sia i tempi di realizzazione sia dei progetti in fase di offerta commerciale, sia successivamente la progettazione vera e propria delle linee ordinate dai clienti. Con anche grandi benefici dal punto di vista prettamente commerciale.

Inoltre anche l’architettura di controllo PLC e software è stata standardizzata riducendo drasticamente i tempi di progetto e realizzazione.

Grazie alla collaborazione con OMRON e alle tecnologie degli ultimi PLC disponibili si è riusciti a rendere standard anche molte parti dei software PLC, potendo così riutilizzarle come blocchi standard nello sviluppo di nuove linee.

Sono state introdotte diverse soluzioni innovative come l’utilizzo di tag RFID per alta temperatura e antenne di lettura per una gestione migliore dei processi e una tracciabilità completa ed interattiva tra le esigenze produttive e la linea di saldatura.

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Sviluppo di sistemi per trasporto schede elettroniche e protocollo HERMES

La necessità di aumentare la capacità produttiva delle industrie elettroniche e nel contempo di avere maggiore efficienza e contenimento dei costi, ha portato lo sviluppo di nuove tecnologie produttive che fino a pochi anni fa erano impensabili.

In particolare le linee di assemblaggio per schede elettroniche (SMT) hanno subito una radicale trasformazione, al fine di aumentare la capacità produttiva, per ottenere questo si è passati a linee di produzione singole a linee doppie, nelle quali vengono prodotte due schede elettroniche in parallelo, questo fa si che oltre ad aumentare la capacità produttiva si ha un sensibile risparmio economico sui macchinari di processo, in quanto invece di raddoppiare le macchine, si utilizzano macchine singole con doppia capacità di montaggio.

I sistemi di trasporto hanno quindi dovuto adeguarsi a tale sviluppo tecnologico, il che ha comportato da parte nostra di rivedere completamente i sistemi di Handling, e progettare e sviluppare nuove soluzioni che seguissero la richiesta del mercato.

Alcuni di essi hanno complicazioni notevoli dovute al raddoppio dei sistemi di trasporto in spazi assai contenuti e alla difficoltà di gestire due processi che a volte possono essere differenti in modo parallelo.

La meccanica sviluppata è assai più complessa di quella utilizzata in passato, e si è dovuto trovare parti e componenti che fino a pochi anni fa non venivano utilizzate per queste applicazioni.

Inoltre mentre per le linee di produzione singole esistono dei protocolli standard e delle norme internazionali, per quelle doppie non si sono ancora creati degli standard riconosciuti a livello internazionale, per cui anche la flessibilità è uno dei parametri fondamentali per lo sviluppo di questi prodotti, in modo da potersi adattare alle più svariate condizioni.

Infine proprio legato a queste tendenze del mercato e alla necessità di implementare tracciabilità di produzione sempre più spinta, è nato un consorzio internazionale (HERMES) di cui facciamo parte insieme ai maggiori costruttori di sistemi per l’elettronica, che sta sviluppando e proponendo nuovi protocolli e normative, per arrivare a sostituire le attuali e rendere le macchine e gli standard dell’elettronica a passo con le richieste del mercato.

Le specifiche sono ancora in continua evoluzione per adattarsi al meglio alle diverse esigenze del mercato e nel contempo soddisfare le esigenze tecniche di vari produttori di macchine.

Riguardo a questo consorzio abbiamo partecipato a diversi incontri che si sono tenuti in tutto il mondo in cui si propongono linee guida e soluzioni da implementare e sviluppare nei prossimi anni; è senz’altro un progetto molto complesso ed ambizioso che comporta da parte nostra un forte impegno progettuale, di ricerca (anche di prodotti e soluzioni) e di realizzazione di prototipi e sviluppo di nuovi software.

L’impatto su tutti i prodotti realizzati da Seica Automation di questo nuovo protocollo di comunicazione sarà molto importante, in quanto l’hardware necessario per gestirlo è differente da quello standard normalmente utilizzato sui moduli di handling.

A fine 2019 abbiamo ricevuto un premio come partner strategico e sviluppatore.

Seica Automation sta dando un forte contributo allo sviluppo delle nuove normative e per trovare soluzioni che possano adattarsi a tutte le richieste del mercato che sono in continuo sviluppo e mutamento.

Seica Automation fa parte del consorzio internazionale di sviluppo delle nuove normative e standard industriali, e partecipa regolarmente agli incontri a livello mondiale, per la definizione delle specifiche.

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Sistema di taglio schede tramite punching a carico manuale e a lame circolari

Da alcuni anni abbiamo sviluppato e proponiamo sul mercato dei sistemi di taglio PCB basati sulla tecnologia punching.

Questa tecnologia consiste nel separare i singoli PCB che compongono un quadrotto tramite una pressa dotata di punzoni di taglio che incidono la vetronite fino a spezzarla.

Sul mercato esistono già sistemi di taglio schede Laser, a fresa e a lame circolari; tali tecnologie ormai consolidate da anni si adattano bene ciascuna specifiche tipologie di PCB, e non sono mai utilizzabili per tutte le tipologie di schede elettroniche.

Ad es. il laser provoca effetti di carbonizzazione, per cui si generano polveri e superfici conduttive, che non sono compatibili con voltaggi elevati; inoltre tale tecnologia non si adatta a schede di grandi spessori.

Il sistema a fresa, forse il più versatile, da una parte ha un tempo ciclo elevato, e dall’altra non si adatta a schede con tagli di lunghe dimensioni.

Il sistema a lame circolari, si adatta solo per schede dotate di V-Cut, ed è estremamente rigido, nel senso che non permette tarature al cambiare del prodotto, oppure è di tipo prettamente manuale.

Seica Automation ha sviluppato il sistema punching sia stand alone che in linea, con carico automatico delle schede e scarico automatico delle singole PCB tramite un robot.

Questa soluzione da una parte ha un tempo ciclo assai ridotto e quindi un’elevata produttività, dall’altra però presenta un elevato costo delle matrici di taglio e quindi necessita di volumi di produzione importanti per giustificare l’investimento.

Abbiamo sviluppato anche un sistema più semplice, con carico e scarico manuale, e un prezzo molto più contenuto rispetto quello automatico robotizzato.

Il sistema è molto facile da utilizzare e si adatta bene a diverse tipologie di schede.

Abbiamo recentemente anche sviluppato un sistema di taglio a lame circolari, molto particolare, che a differenza di tutti quelli presenti sul mercato permette di regolarsi in modo automatico ed adattarsi entro certi limiti così a diverse tipologie di scheda.

In questo caso l’alimentazione è automatica e lo scarico può essere o manuale o automatico.

I riscontri avuti dai clienti e dal mercato sono stati ottimi, e si è generato un forte interesse per entrambe le soluzioni.

Seica Automation propone non solo la macchina ma anche di studiare e realizzare gli attrezzaggi, fornendo così una soluzione completa chiavi in mano.

Diversi sistemi sono già stati venduti e consegnati ai clienti con reciproca soddisfazione.

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Sistema di collaudo per schede controllo fanali

 Le automobili stanno sempre più diventando un concentrato di elettronica dove ogni componente è gestito e controllato da schede e centraline. Uno di questi è senz’altro il gruppo fari, dove si è passati dalla vecchia tecnologia a lampadine allo Xeno e ora ai led. I fanali a LED permettono ai designer di realizzare fanali innovativi e soluzioni fino ad ora impossibili. Inoltre garantiscono una durata praticamente illimitata, e una migliore illuminazione. I fanali a Led hanno inoltre permesso di introdurre nuove funzionalità, come i fari orientabili, variare colore ed intensità della luce, adattarsi alle condizioni di guida e della strada. Questo viene fatto tramite delle centraline che controllano l’accensione dei fanali e tutte le funzionalità. Su ogni vettura vengono montate fino a 4 centraline di controllo fari.

Da qui entra in campo l’esperienza di Seica Automation e l’esigenza di produrre elevati numeri di pezzi in tempi molto ridotti e quindi in modo completamente automatico. Abbiamo sviluppato in collaborazione con Bosch, e altri partner come Omron che ha fornito la robotica e sistemi di controllo, una soluzione che possiamo proporre al mercato con un’elevatissima produttività (un pezzo ogni circa 3,5”) e certezza di qualità.I pezzi escono imballati e già pronti per la spedizione, con la completa tracciabilità e registrazione di tutti i serial number. Questo oltre a rientrare nelle direttive del settore automotive, fa rientrare questa gamma di macchine nel settore Industry 4.0, permettendo un controllo da remoto della produzione, generando statistiche e analisi di tutti i dati della produzione. Questo permette di avere il famoso miglioramento continuo, e di evitare difettosità e ritorni dal mercato.

Oggi Seica Automation è in grado di proporre sul mercato soluzioni e proposte molto interessanti, e grazie alla partnership con altre aziende, prima fra tutti la Seica Spa, soluzioni complete chiavi in mano, che ben poche altre aziende sono in grado di offrire. Certi che questo sarà un biglietto da visita importante e che ci aprirà nuovi sbocchi commerciali sia in Italia che all’estero e che permetterà di espandere il nostro business anche in altri settori.

Questo progetto ha richiesto grandi sforzi soprattutto per mettere insieme tecnologie molto differenti e partner diversi. Trovare soluzioni, proposte al mercato, e tecnologie che non erano disponibili è stato un grande impegno sia dal punto di vista ingegneristico che manageriale.

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Torque Press serie 560

Seica Automation distributore esclusivo per l’Italia del marchio Schmidt presenta le nuove TorquePress serie 560, precise, compatte e potenti.

Le torquepress si basano su una tecnologia all’avanguardia, la pressa infatti è dotata di un motore ad albero cavo ad alto numero di poli che le rende un prodotto unico sul mercato.

Questo azionamento salvaspazio avvantaggia il design compatto della pressa, particolarmente gradito quando si utilizza la pressa nel settore Automotive o all’interno di linee automatizzate.

Il design ad albero cavo elimina componenti meccanici come ingranaggi, giunti o cinghie che soprattutto in questa fascia di potenza, sotto carico, sono soggette ad usura elevata. Questo porta anche ad una sensibile diminuzione della rumorosità.

Le nuove presse sono state migliorate nelle dimensioni, ora più compatte, ma soprattutto nella robustezza, questo si traduce nell’eliminazione di vibrazioni e in un’eccezionale linearità del movimento. Grazie alla nuova posizione dei sensori di forza è stata migliorata ulteriormente la precisione e la sensibilità, eliminando errori di lettura.

Inoltre questa pressa è pronta per funzionare con l’ultima serie dei Press Control 7000/700 che comunica tramite EtherCAT. Questo consente di lavorare all’interno di un ambiente industriale 4.0 complesso e ad alta intensità di dati.

                      Ulteriori personalizzazioni possono essere realizzate dal reparto ricerca e sviluppo.

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