Jak vybrat stroj pro výběr a umístění

Jak zvolit výběr a umístění stroje

Stroj pro výběr a umístění je druhým krokem v provozu pasty, místa, přestavování sestavy. Funkce "Umístění" se řídí funkcí "pájecí pasty" (tiskárna šablony). Operace "místo" vybírá a dodává součástku přes desku a vloží ji do své polohy. Nejjednodušší forma manipulace se provádí ručně, to znamená ruční vychystávání komponenty z koše a pomocí dvojice pinzet a lupy, umístěné na desce a dokončení operace ručním ovládáním, držení páječky.

Tato metoda funguje dobře, pokud děláte pouze příležitostné desky. Další věci, které je třeba zvážit - velikost součástí (velká nebo malá) - ovlivňuje čas potřebný k umístění rukou a pájení. Komponenty s jemným tónem jsou dalším problémem, kde je zapotřebí větší přesnosti a přesnosti, a do hry vstupuje i lidský faktor. Práce se pak stávají zdlouhavějšími a časově náročnějšími.

Nejprve se zaměříme na ručně řízené systémy pro uživatele, kteří se zajímají o to, aby šli z dvojice desek denně, na mnohem vyšší objemy výroby. Plně automatické systémy jsou dostatečně složité, abychom je pokryli zvlášť.

OBJEM VÝROBY

Začněme tím, že řešíme výrobní rozsahy pro různé typy ručně řízených strojů. Pro srovnání, jelikož všechny obvody se liší velikostí a složitostí, budeme mluvit o objemech, pokud jde o komponenty za hodinu nebo CPH. To vám pomůže rozhodnout, jakou úroveň automatizace budete potřebovat.

Na velmi nízké straně měřítka - pomocí ručního ručního systému - jediným nákladem jsou příslušné ruční nástroje pro manuální umístění bez použití stroje. Na vysokém konci spektra jsou tyto stroje často modulární nebo přizpůsobené pro vysokorychlostní bezobslužný provoz. Kupující na tomto trhu pravděpodobně vypadají více na návratnost investic než na počáteční náklady.

Obr. 1: Příklad ruční hlavy a područky pro podporu

Ruční a poloautomatické systémy

Systém ručního vychystávání a umístění je žádoucí pro malé, rostoucí operace, které potřebují postupně zvyšovat své ruční objemy výroby a současně zlepšovat kvalitu, čímž se snižuje přepracování nebo odmítnutí; Přesnost umístění je však stále omezena schopností obsluhy. Výhody manuálního systému s podporou stroje zahrnují:

• Méně únava obsluhy

• Méně chyb umístění

• Lepší kontrola

• Vyšší výnos, méně přepracování

Manuální systém s mechanickým pohonem může být vybaven takovými funkcemi, jako je indexovací stůl XY s podtlakovou hlavou nebo pero; ergonomické upevnění pomáhá zmírnit únavu obsluhy; a dodatečné připevnění pro polohování (otáčení) a Z (výšku) vedle X a Y.

Obr. 2: Zásobníky a podavače součástí

Některé stroje nabízejí volitelný dávkovač tekuté pájecí pasty, který se aplikuje těsně před umístěním součásti na desku, pokud nebyla použita šablonová tiskárna. Další možnosti zahrnují:

• Zásobníky pro manipulaci s komponenty

• Zásobník na kapaliny

• Napájecí pásky

• Stojany na podavače

• Možnost Vision Assist

• Volitelné stojany

Ve většině případů mohou být manuální systémy s automatickým řízením zakoupeny pouze s holými potřebami a požadované možnosti je možné přidat později, jakmile je to zapotřebí.

Obr. 3: Ruční stroj s viditelnou podporou

Poloautomatické systémy

Dnes existuje jen velmi málo poloautomatických strojů, které se stále vyrábějí kvůli rostoucí cenové dostupnosti některých automatizovaných systémů na trhu. Byly původně představeny v době, kdy byl skok z ručního do plně automatického systému příliš nákladný a byly k dispozici s některými funkcemi, které napomáhají manuálnímu provozu.

Správněji označované jako "vylepšené ruční" systémy, poloautomatické stroje pro vychystávání a umísťování obvykle obsahují počítačové rozhraní s vizionářským systémem, které ukazuje, kam se komponenty pohybují, ale samotné umístění se stále dělá ručně. Tento typ stroje pomáhá obsluze umístit součásti s ultrajemným roztečí přesněji pro aplikace s malým objemem, což je velmi obtížné provedení pomocí jednoduchého manuálního stroje s manuálním ovládáním.

Snadnost použití

Většina vychystávacích a polohovacích strojů bude pracovat s poměrně širokou paletou velikostí desek s pracovním stolem navrženým pro umístění desek až do výšky 16 "x 24". K dispozici je také snadná kontrola součástí, což pomáhá s přesností spolu s jednoduchou křivkou učení. Ve většině případů není vyžadováno školení.

Nezapomeňte na elektrické požadavky. Ujistěte se, že zařízení, které si koupíte, se připojuje a přehraje ve vašem prostředí, aniž by přitáhlo nové kabely nebo plánovalo adaptér / transformátor.

AUTOMATICKÉ VYBAVOVACÍ STROJE A ZAŘÍZENÍ

Začněme tím, že mluvíme o dvou aspektech schopnosti strojů - přesnosti a opakovatelnosti a metodách zaměřování a výběru.

PŘESNOST A OPAKOVATELNOST

U výrobních strojů obvykle doporučujeme hledat stroj s přesností +/- .001 "a snižovat až na jemnou roztečnost 12 mil na opakovaném základě. Méně drahé stroje často nesplňují tuto specifikaci, takže je to něco, co je třeba vědět.

Většina nízkoproudých strojů také nebude standardně vybavena počítačem nebo softwarem, který by mohl pomoci s aspekty opakovatelnosti, pokud ne přesnost. Zatímco někteří mohou nabízet vylepšenou technologii - většinou ne.

STŘIHOVACÍ METODY PICK A PLACE

Existují čtyři (4) metody pro vyzvednutí a umístění:

• Žádný středový mechanismus

• Laserové centrování

• Mechanické (čelisti)

• Centrování vize

1. Metoda 1: Žádný jiný středový mechanismus než spoléhání se na místo pro vyzvednutí komponenty pro umístění. Jinými slovy, část není fyzicky vystředěna poté, co byla zvednutá hlavou nástroje, a pokud je vyjímá mimo střed nástroje, bude při umístění na desku mimo střed. To samozřejmě není příliš přesná metoda umístění, protože neexistuje žádná definovatelná tolerance. Můžete očekávat, že tuto metodu použijí fandové nebo instruktoři, ale rozhodně ne v jakémkoliv typu přesného výrobního prostředí. K dispozici není ani mnoho možností a dlouhodobá spolehlivost je sporná.

• A. Výhody: Nízká cena.

• b. Nevýhody: Nízká přesnost, opakovatelnost a dlouhodobá spolehlivost, žádné možnosti nebo náhradní díly.

• C. Velikostní rozsah: Žádné definované tolerance

Obr. 4: Mechanické centrování

2. Metoda 2: Mechanické vycentrování čelistí nebo prstů Při této metodě je součást zvednutá a přemístěna do střední polohy v osách X a Y na snímací hlavě. Obvykle je tato metoda snadno nastavitelná a opakovatelná v přesnosti +/-. 001 ". Tato metoda zaměřování se obvykle nachází u strojů s nízkým až středním rozsahem.

• A. Pros: Snadno se učí a nastavuje; opakovatelný; jeden z nejrychlejších dostupných metod; skutečný systém "on-the-fly"; nízké náklady.

• b. Nevýhody: Fyzicky se dotýká součásti, která nemusí být vhodná pro určité typy součástí, zvláště pro ty s jemnými vodiči.

• C. Rozsah velikostí: 0201 balení do 35 mm čtverečních.

3. Metoda 3: Centrování laserů Při této metodě se součást zachycuje v řadě s laserovým paprskem, který detekuje středovou polohu součásti na hlavě nástroje a přepočítá nulový bod dílu podle jeho polohy v osách X, Y a otočná poloha vzhledem k hlavě pro přesné umístění na desku.

Obr. 5: Mechanické zarovnání (starší verze)

• A. Výhody: Bez dotyku; on-the-fly (podobně jako mechanická metoda).

• b. Nevýhody: Je méně spolehlivý. Existují omezení týkající se typů částí, které lze manipulovat, jako jsou velmi tenké součásti (pokud je tenký, může být nutné vynulovat z důvodu dílčích variací, a to i od stejného dodavatele); vyžaduje delší nastavovací čas, protože musí být definována osa Z (tloušťka součásti); dražší než mechanické centrování, ale přibližně stejně jako Vision.

• C. Rozsah velikostí: Nelze vycentrovat díly pod 0402 kusů nebo větší než 35 mm čtverečních.

4. Metoda 4: Centrování vize Zde jsou dva typy, Look-Down a Look-Up. Pohled zorného pole zobrazuje horní část komponenty před jeho vyzdvižením do polohy pro vyzvednutí. Poté vypočítá jeho střed, porovná jej s obrazovým souborem z uložené databáze, poté zvedne komponentu a přenese jej do své pozice na desce.

• A. Pros: skutečné dotykové centrování; dokáže zpracovat liché a jemné komponenty; Vyhledejte pozici Středové umístění je přesné na +/-. 004 ".

• b. Nevýhody: Obvykle delší časy instalace kvůli potřebě učit systém vidění, jak určit části obrazu, které jsou uloženy v databázi přístroje; pomalejší způsob centrování v důsledku časového řezu potřebného pro zpracování; Vize je nákladnější než mechanická metoda; pro vizi Look-Down, může se část pohybovat od místa sběru až po umístění na desce.

• C. Velikostní rozsah: 0402 - 15 mm

Obr. 6: Hledání a vycentrování vidění dolů

Metoda Look-Up Vision je nejpřesnější metoda centrování. Komponenta se nejprve zvedne z oblasti snímání, přesune se na kamerovou stanici, která se dívá na spodní část komponenty a vypočítá středovou polohu.

• A. Výhody: True touching centering, zachází s jemnými součástmi; přesné až do pozice +/- .001 "

• b. Nevýhody: Obvykle delší nastavovací čas kvůli potřebě učit vizionářský systém, jak identifikovat obraz uložený v databázi zařízení; pomalejší způsob centrování v důsledku doby zpracování; Vize je nákladnější než mechanická metoda.

• C. Rozsah velikostí: 01005 - 50 mm (můžete vidět menší a podrobnější informace)

Vybraná a vycentrovávací metoda, která vyberou, bude mít velký vliv na kvalitu a rychlost vašich výrobních potřeb spolu s tím, jak tuto přesnost spojit se strojem. Ale to je jen začátek.

Stejně jako u všech složitých strojů, budou existovat kompromisy mezi náklady a schopnostmi, z nichž některé se konkrétně týkají přesnosti výroby a výnosu. Budeme se dále zabývat:

1. Mechanické metody určování polohy

2. Konstrukce strojů

3. Rozdělování tekutin pájecí pasty

4. Komponentní podavače

Chcete-li prověřit, při zahájení procesu hodnocení existují dva definující faktory, které je třeba mít na paměti, které určují, která kategorie vyhovuje vašemu stroji. Prvním hlavním faktorem je CPH (komponenty za hodinu) a druhotným faktorem je schopnost stroje. Zatímco je konstruktivní začít tím, že pochopíte, jak produkční sazby ovlivňují typ a výkon stroje typu pick-and-place, přečtěte si předchozí dvě kapitoly pro tyto rozsahy.

Možnost stroje je druhým rozhodujícím faktorem při výběru správného automatického výběru a umístění stroje pro vaše potřeby. V této kapitole se budeme zabývat třemi aspekty strojních schopností, které mají přímý dopad na kvalitu finálních tabulek a výnosy z výroby.

SYSTÉMY UMÍSTĚNÍ KOMPONENTU

Obr. 7: Páskový sběrný díl

Po každém zvednutí a vycentrování nástroje do jedné z metod popsaných v předchozí kapitole musí být umístěna přesně na desku v poloze XY. Existují tři metody, které se běžně používají pro určování polohy:

• Umístění bez systému zpětné vazby (systém otevřené smyčky)

• Umístění pomocí rotačních snímačů (systém uzavřené smyčky)

• Umístění pomocí lineárních snímačů (systém uzavřené smyčky)

Metoda 1: Žádná smyčka zpětné vazby polohy V tomto systému pohání motor část na desce definované v programu podle počtu kroků v každé ose XY, ale není možné zjistit, zda skutečně skončí vpravo místo. Tyto systémy používají krokové motory pro polohování.

• A. Výhody: Nízká cena

• b. Nevýhody: Nespolehlivá přesnost; nedoporučuje se pro kvalitní výrobu

Metoda 2: Umístění pomocí rotačního snímače Při této metodě je kodér namontován přímo na hřídel motoru a poskytuje zpětnou vazbu polohy do řídicího systému; nicméně hlásí pouze polohu motoru a nikoliv skutečnou polohu osy xy. To závisí na zbytku mechanických součástí, které tvoří stroj. Tyto stroje mohou používat krokové nebo servomotory. (a obvykle spojené s náklady)

• C. Výhody: nízké náklady; tento systém je široce používán na vstupních strojích

• d. Nevýhody: Typická přesnost polohování +/- .005 "

Metoda 3: Umístění pomocí lineárního kodéru V této metodě jsou lineární váhy namontovány na tabuli os XY stroje a je namontován kodér na paprsku, který nese součásti. Tato metoda ohlásí svou skutečnou polohu zpět do řídícího systému a případně provede opravy polohy, která je naprogramována v rozmezí několika mikronů skutečného umístění X & Y pro umístění součásti (což je obvykle 12 800 kroků - nebo kroků - pro každou palce cesty). Nejlepší stroje v této kategorii používají servomotory.

• E. Výhody: velmi vysoká přesnost, v rámci +/- .0005 "; velmi opakovatelné

• F. Nevýhody: dražší, ale nezbytné pro výrobu s vysokou hodnotou

POZNÁMKA: Kvalita snímače polohy (snímač zpětné vazby polohy) je důležitým prvkem celého systému a ovlivňuje přesnost.

Obr. 8: Celá svařovaná konstrukce

STAVEBNÍ STROJE

Při výběru stroje pick-and-place byste si měli být vědomi toho, že jeho konstrukce bude diktovat jeho efektivní rozsah a stopu CPH, včetně úvah o počtu podavačů komponentů, které může vyhovovat.

1. Celá svařovaná ocel: Nejpřesnější stroj bude mít rám, který je vyroben z pevného svařovaného konstrukčního ocelového potrubí. To poskytuje významnou stabilitu potřebnou pro přesné polohování a vysokorychlostní pohyb os X & Y. Tato konstrukční metoda je doporučena pro jakékoliv výrobní prostředí a zůstane stabilní bez nutnosti pokračovat v kalibraci.

2. Rám se šroubem: Extrudovaný hliník nebo tvarovaný plechový rám bude dodáván s nižší počáteční přesností než svařovaný rám a bude muset běžet pomaleji, protože nemůže zvládnout rychlé posuny setrvačnosti pohybu osy X - Y. Dále bude pravděpodobné, že z kalibrace dojde často, což negativně ovlivní pracovní dobu, prostoje a výnos. (Nižší náklady obvykle odrážejí slabší konstrukci.)

ROZDĚLENÍ SADY PASTE / FLUID

Jakýkoli stroj pro vyjímání a umísťování by měl být schopen nabízet systémy vydávání tekutin. Nejběžnější kapaliny zahrnují pájecí pasty, lepidla, mazadla, epoxidy, tavidla, lepidlo, tmely a další. Jedná se o cennou volbu při vytváření prototypů nebo jednorázových sestav desek plošných spojů, které nezaručují náklady na šablonu nebo fólii určenou pro tiskárny.

Obr. 9: Pracovní plošina s podavači komponent

KOMPONENTNÍ PODÁVAČKY

Pokud bude výroba stroje věnována malému počtu komponent a typu práce, je velmi snadné určit počet a typ podavačů. To však obvykle není u smluvních montážních obchodů, protože nevědí, jaký typ desky a kolik různých komponentů bude vyžadovat další práci. Někteří výrobci OEM také potřebují flexibilitu pro širokou škálu deskových sestav, zejména pokud hodlají použít stejný stroj pro prototypy a několik různých výrobních desek. Takže je v těchto případech užitečné zvážit stroj s největším počtem umístění podavače a možností, které mohou vyhovovat nárokům, které váš prostor zvládne.

Typy podavačů zahrnují:

1. Držáky řezných pásků jsou obvykle spojeny se světem s malým objemem.

2. Držáky maticových zásobníků se používají pro součásti, které nejsou k dispozici na pásku.

3. Podavače trubek dodávají součásti dodávané v trubkách.

4. Elektrické pásky (a navijáky) jsou obvykle zpravidla nákladnější, ale nabízejí nejlepší dlouhodobou investici. Elektrické podavače karet jsou k dispozici jako samostatné jednotky v různých velikostech a pokrývají rozsah 0201 komponentů až do 56 mm velkých součástí. Mnoho výrobců nyní nabízí vícenásobný podavač (známý jako bankový podavač). Jsou k dispozici pro pásky o tloušťce 8 mm a mohou být dodávány s až dvanácti 8 mm podavači pro jednotku.

Obr. 10: Podavač pásky

Vzhledem k tomu, že součásti jsou baleny v mnoha formách, např. Samostatné součásti na pásku, balíčky quad, matricové zásobníky, trubky, řezané pásy apod., Váš výběr podavačů bude záviset na vaší výrobě, ale také na jakýchkoli omezeních velikosti, které můžete mít. Dobrým výchozím bodem je nákup většiny podavačů, které můžete dostat do stopy, kterou máte k dispozici.

SOFTWARE

Při uvážení nákupu stroje Pick and Place je jedním z nejdůležitějších důvodů rozhraní softwaru. Existují tři základní cíle dobrého operačního systému pro uživatele v oblasti s nízkým až středním rozsahem, který je definován až do 8000 CPH:

1. Maximalizuje snadné použití

2. Poskytuje širokou flexibilitu

3. Optimalizace výkonu

Obr. 11: Upevňovací deska na zemi

Snadnost použití

Vzhledem k tomu, že montážní práce v malých až středních velikostech musí často spínat projekty, je snadnější instalace a použití mnohem důležitějším faktorem, než je tomu u operací s velkým objemem, u kterých může jediné zařízení obsluhovat řadu stovek tisíc komponent. Úložník musí být dostatečně agilní, aby rychle přepínal mezi širokou škálou rozměrů desek a výběru komponentů, aby splnil řadu výrobních požadavků. Stroj musí být také schopen zvládnout širokou škálu velikostí součástí, od velmi malých až po velmi velké, bez namáhání při instalaci a testování.

Naproti tomu velké výrobní stroje se často skládají z několika modulů systémů pro vychystávání a umístění, které jsou umístěny v řadě, kde jsou nejvíce potřebné pro součásti s jemným tloušťkem, čipové střílečky nebo volitelné úkoly. To umožňuje výrobci s vysokým objemem přizpůsobit linii, aby optimalizovali rychlost výroby, efektivitu a kvalitu. V těchto prostředích lze tolerovat delší nastavení, protože bude dosaženo efektivity výroby.

Za prvé, některé základní otázky:

1. Model, na který se podíváte, přichází s počítačem, nebo pouze se softwarem? To není dobré ani špatné, protože někteří uživatelé dávají přednost instalaci softwaru na svých vlastních počítačích. Plně integrovaný systém však zaručuje, že nebudou žádné problémy s kompatibilitou softwaru, což může zjednodušit instalaci a nastavení.

2. Pracuje stroj na známém grafickém uživatelském rozhraní (GUI), jako je Windows ™ nebo proprietární systém? Většina operátorů bude okamžitě seznámena s intuitivním rozhraním konvencí systému Windows, což je klíčovým faktorem při urychlení použitelnosti, zejména u nového stroje. Vlastní GUI může vyžadovat delší křivku učení.

Síla dovedností obsluhy by měla být doplněna poskytovatelem stroje s:

1. Dobrá dokumentace

2. Hands-on školení nebo videa

3. Pomůcka pro výuku běžných komponent a opakovaných rutin strojů

U strojů pracujících s více než 8000 CPH očekávejte vyšší křivku učení, protože složitost se výrazně zvyšuje.

Flexibilita

Důležitým nástrojem pro vyhledávání, který dává vlastnímu assembleru velkou flexibilitu, je univerzální funkce CAD Překladače (UCT). UCT umožňuje uživatelům importovat údaje o výběru a uložení do databáze zařízení, což pomáhá vytvářet program a měnit jeho velikost. Při zahájení projektu uživatel zvolí program, který má být spuštěn z archivované sady souborů. To umožňuje rychlou změnu z jedné desky na druhou, protože je zapamatováno celé programování.

Obr. 12: Obrazovka programu univerzálního CAD Překladače (UCT)

Další hledanou funkcí je hlavní podavač a databáze komponent. Jakmile operátor uloží data komponenty, je tam navždy a může být přístupný a importován do nového nastavení konfigurace desky. Tato databáze se rozšiřuje, když přidáváte komponenty, takže časem strávíte méně programování a více času produkujete. Databáze bude často pamatovat na inventář, takže pokud používáte komponenty, zbývající množství bude vždy k dispozici ke kontrole. To je skvělá funkce pro plánování a plánování zásob.

Ujistěte se, že systém, který uvažujete, ukládá pouze data pro konkrétní desky než pro celou databázi komponent. Pokud ano, bude pamatovat pouze konkrétní údaje o součástech desky a nezobrazí všechny dostupné zásoby.

Obr. 13: Obrazovka offline simulace pro optimalizaci

Optimalizace

Některé nástroje jsou často vybaveny dobře navrženým strojem, který pomáhá při nastavení a programování systému. Jedním z nejdůležitějších nástrojů ovlivňujících optimalizovaný výkon je offline software.

Offline software umožňuje uživateli simulovat rutinu pro výběr a umístit stroj do vzdáleného prostředí pro programování. Může být nainstalován na jakémkoli počítači a vypadá stejně jako grafické rozhraní počítače. Umožňuje uživateli manipulovat s programem pro řazení funkcí a úpravu programových řádků pro co nejefektivnější využití a rychlost, například agregováním podobných prvků ve stejném pořadí, minimalizací změn nástroje a časem potřebným k jejich provedení. Můžete také vytvořit desky pro více desek před spuštěním stroje.

Chcete-li urychlit přechod z práce, mělo by softwarové rozhraní zahrnovat podprogramy pro běžné operace, jako je nastavení maticových zásobníků, identifikace podavačů pásů a výuka pro zaměřování zraku. Rozšiřováním posledního bodu by interpretace obrazu měla být jasná a přímá; pokud tomu tak není - a stroj má těžké rozpoznání součásti - výsledek by mohl být chybný komponent, což by vedlo k zbytečnému přepracování. Správně navržené rozhraní softwaru zachycuje řadu vlastností obrazu pro každý typ komponenty, které jsou všechny reprezentativní pro přijatelnou součást a uloží je jako schválený soubor. To zlepšuje rychlost, opakovatelnost a efektivitu a konečnou kvalitu desek.

Další úvahy

Stejně důležité jako fyzické vlastnosti kvalitního pick a place stroje jsou "měkké" funkce. Nezapomeňte se podívat na:

1. Dostupnost školení na místě nebo ve výrobním závodě?

2. Vzdálená diagnostika - může vám poskytovatel poskytnout prostřednictvím online podpory?

3. Kritické aktualizace softwaru - Přicházejí zdarma nebo s náklady?

4. Je softwarové rozhraní dostupné pro přezkoumání před prodejem?

PODPORA VENDORŮ

Při vyhodnocování jakéhokoliv typu stroje SMT zvažte tovární podporu jako jeden z nejdůležitějších aktiv nákupu. Nejlepší způsob, jak se naučit, jak společnost léčí své zákazníky, je ústně. Mluvte s několika zákazníky, abyste zjistili, jak spokojeni jsou se strojem, prodejcem a podporou, kterou poskytují. Kde je výrobní závod? Mohou pomoci při odstraňování problémů se zarovnáváním po telefonu? Nabízejí terénní službu? Mají náhradní díly na skladě k okamžitému odeslání? Zatímco není mnoho použitého trhu pro ruční, strojově nebo zdokonalené ruční vychystávání a umístit stroje, je stále dobré se zeptat svého dodavatele o jejich starších strojích v terénu, a pokud jsou po silnici, náhradní díly jsou k dispozici, a o jejich schopnosti přizpůsobit náhradní součást, pokud se zařízení stane zastaralým. Zeptejte se, jaký je očekávaný životní cyklus produktu. Průmyslová norma je sedm let. Nezapomeňte, že existuje rozdíl mezi skutečným výrobcem a dodavatelem zařízení nebo distributorem.