Cambio rápido de ubicación

En lugar de un apretón de manos personal, Jochen Erler saluda a la cámara. Junto con Holger Erler y Michael Müller, dirige los negocios de erler gmbh automation . robotik. Andreas Ehm también forma parte de la reunión en línea. Junto con Jochen Erler, es responsable del proyecto en el que centrará la conversación dentro de un momento.

El complemento «automation – robotik» en el logotipo de la empresa revela a qué se dedica esta empresa familiar suaba del distrito alemán de Zollernalbkreis. «Entre tanto, hemos puesto en servicio más de 200 controles de robots y contribuimos a asegurar la ubicación de muchas empresas aquí en Baden-Württemberg con nuestras instalaciones de automatización y robots», explica Jochen Erler. Al principio, sólo se trataba de programación de PLC: En 1995, Alois Erler fundó la empresa de tecnología PLC. A lo largo de los años, convirtió la empresa en un proveedor de servicios completos de tecnología de control. Ya en 1998 se centró en el tema de la robótica: la programación de un robot Stäubli también sentó las bases para una colaboración de confianza a largo plazo como socio de Stäubli. En la actualidad, erler gmbh automation . robotik cuenta con 47 empleados, repartidos entre las áreas de técnica de procesos, automatización de fábricas y técnica de máquinas. «Nos encargamos de un gran número de proyectos, desde pequeños servicios y reajustes hasta sistemas completos de automatización», explica Jochen Erler. El contacto personal y la proximidad con los usuarios son siempre importantes para él.

La empresa suiza Schweizer Electronic AG encaja en esta imagen. El fabricante de circuitos impresos tiene su sede a sólo 40 kilómetros de Dormettingen y buscaba un socio fiable para desarrollar una solución de automatización para mover pequeños componentes electrónicos que forman parte de su tecnología (inteligente) p² Pack. El reto aquí: los elementos individuales miden sólo un centímetro cuadrado. Estos chips sensibles en inserciones de cobre se incrustan posteriormente en un circuito impreso. La llamada «Embedding de circuitos impresos» es un enfoque novedoso para aumentar aún más la eficiencia y la velocidad de respuesta de los accionamientos eléctricos y los sistemas de asistencia. Porque el circuito impreso como centro de control es a menudo el elemento limitador aquí. Mediante la integración de los semiconductores de potencia en la platina, Schweizer Electronic AG reduce la resistencia térmica y eléctrica y, por tanto, permite la conmutación de mayores potencias.

«Sin embargo, este proyecto no tiene que ver con la producción de chips ni con la integración real. Antes de la incrustación, la superficie de cobre debe ser desbastada en el baño de decapado. Nuestra instalación coloca los chips en un dispositivo especial que luego los sumerge completamente en el baño de tratamiento», explica Andreas Ehm. Los chips llegan en bandejas estandarizadas de Jedec: Se trata de robustas bandejas de plástico con 176 huecos definidos. «Si Schweizer Electronic AG sumergiera esta bandeja en el baño de decapado, los componentes flotarían en la parte superior. Por eso diseñaron su propia bandeja», explica el director del proyecto. Las bandejas SE (bandejas SCHWEIZER) tienen cuatro nidos de 176 cavidades cada uno para los componentes semiconductores. Una tapa los cierra y mantiene los chips en su sitio durante la inmersión.

«Nuestra solución de transferencia consiste en una célula robotizada a la que se llevan las bandejas manualmente en un carro de transporte. Las bandejas individuales se mueven dentro de la célula mediante un sistema de servoejes. Aquí, el robot recoge los 176 componentes simultáneamente y los coloca en la bandeja SE», describe Ehm. erler gmbh automation . robotik contrató a J. Schmalz GmbH especialmente para esta tarea. «SCHWEIZER produce circuitos impresos de alta gama en sus instalaciones. Las exigencias de calidad y fiabilidad de las máquinas de manipulación son muy altas», explica Christian Stoisser. Es el responsable del sector de la electrónica en Schmalz y no sólo está muy familiarizado con la tecnología de vacío, sino que también entiende los diferentes pasos de producción y los requisitos asociados: «Alto rendimiento, manipulación segura y a prueba de fallos son sólo algunos de los requisitos exigidos a erler gmbh automation . robotik.»

Schmalz fue responsable de la herramienta End-of-Arm del robot, así como de la garra de ventosas para las bandejas de SCHWEIZER. De todos los componentes de vacío, la ventosa para la manipulación de los componentes semiconductores resultó ser especialmente difícil: para que los tiempos de ciclo sean cortos, debe ser capaz de descargar o cargar una bandeja en un solo paso. Dado que los chips no descansan planos, sino que están hundidos en la cavidad, las 176 ventosas tienen que penetrar levemente en la bandeja. «Inicialmente, parecía que habría que compensar diferencias de altura adicionales entre los componentes que se iban a agarrar. Por eso elegimos ventosas de fuelle. Pero las primeras pruebas prácticas in situ demostraron que las bandejas estaban fabricadas con tanta precisión que pudimos utilizar una variante de ventosa plana y, por tanto, mucho más estable en cuanto a la posición», explica Stoisser.

Los expertos en técnica de vacío se decidieron por la ventosa plana PFYN. Debido a su geometría, sólo se mueven mínimamente en dirección axial y son tan rígidas que recogen las piezas limpiamente y las depositan de nuevo con precisión, sin cantearse. Estas ventosas amarillas, de seis milímetros de diámetro, tienen otra propiedad especial: están hechas de caucho nitrilo NBR-ESD. «Este material protege los componentes sensibles de las descargas electrostáticas incontroladas y también es resistente a los productos químicos. Si los residuos se adhieren a la bandeja o a las piezas después del baño de decapado, no reaccionan con la ventosa», explica Stoisser.

En un punto de la instalación, se instalaron ventosas adicionales con bielas elásticas flexibles y generación de vacío independiente para manipular las bandejas. Su tarea consiste en retirar las tapas antes de cargar y descargar las bandejas SE y transportar la bandeja a la estación de transferencia.

La pinza que extrae los chips de la bandeja y los coloca en el soporte especial para el baño de decapado mide 320 x 140 milímetros. Gracias a su cuerpo base de aluminio, sólo pesa 2,5 kilogramos. Para facilitar el montaje en el sistema del robot, cuenta con un alojamiento de brida prefabricado. El vacío en la ventosa es generado por un eyector compacto compatible con IO-Link del tipo SCPMi montado en la instalación. «Una sola conexión es suficiente. Porque aunque haya huecos en la superficie de la pieza, la ventosa funciona perfectamente gracias a las resistencias de flujo individuales en los distintos puntos de aspiración», explica el responsable del sector. Además, el sistema es especialmente eficiente: La función de ahorro de aire integrada reduce el consumo de aire comprimido asegurando que el eyector sólo bombea cuando el nivel de vacío cae por debajo del valor teórico. "Esto es absolutamente seguro y reduce los costes de funcionamiento debido a la menor necesidad de aire comprimido», asegura Stoisser.

Schweizer Electronic AG está trabajando actualmente en procesos de fabricación eficientes para sacar al mercado su tecnología Embedding p² Packs en grandes cantidades. La manipulación automatizada de erler gmbh automation . robótica apoya al experto en circuitos impresos en esto. «Con esta solución robótica, hemos desarrollado un sistema altamente dinámico que puede reubicar 31.000 chips por hora. Los componentes individuales, como el robot y la ventosa, son decisivos para un funcionamiento continuo fiable y sin problemas, por lo que confiamos en expertos como Schmalz», afirma Jochen Erler. Christian Stoisser alaba la buena cooperación: «Juntos pudimos optimizar la ventosa directamente en la instalación y resolver rápidamente cualquier problema que surgiera. El resultado es una solución exactamente adaptada a Schweizer Electronic AG.»