Hogyan optimalizálhatja SMT vonalának hatékonyságát fejlett pick-and-place gépekkel

Az autóipari utókezelés kritikus szerepének megértése SMT Pick and Place Gépek inline teljesítmény

Miért a pick and place gépek az SMT szerelősorok központi elemei

Az SMT pick-and-place gépek jelenleg gyakorlatilag bármely elektronikai gyártóüzem szíve, a közepes méretű működtetésekben általában a beruházási költségek körülbelül felét teszik ki. Miért olyan kritikusak? Nos, az alapján döntenek, hogy milyen gyorsan készülnek el a termékek a gyártósoron. A legjobb minőségű egységek óránként hihetetlen, 120 ezer alkatrészt is képesek elhelyezni. Ezek a gépek mindenféle alkatrészt kezelnek, a kisméretű ellenállás-chipektől egészen a teljes méretű mikroprocesszorokig, figyelemre méltó pontossággal. Az sebesség számít persze, de az pontosság az, ami simán futó működést biztosít és fenntartja a termékminőségi szabványokat.

Hogyan hat közvetlenül az elhelyezési pontosság a kisérleti eredményre és a teljesítményre

A komponensek áramköri lapokra történő helyezésének pontossága közvetlenül befolyásolja a gyártási hozamot és a felületi forrasztású technológiában (SMT) működő gyártósorok sebességét. Már egy apró, mikron nagyságrendű eltolódás is okozhat problémákat, mint például forraszhidak, megszakadt áramkörök vagy rövidzárlatok, amelyek azt jelentik, hogy a hibás lapokat javítani kell, vagy teljesen el kell dobni őket – ez pedig jelentősen csökkenti az eszközök összes hatékonyságát (OEE). A legújabb generációs, a gyártóberendezésekbe beépített gépi látórendszerek ellenőrzik az alkatrészek pontos helyzetét, és valós időben észlelik a hibákat, csökkentve ezzel az operátorok által elkövetett hibák számát, és biztosítva a termékminőség állandóságát a különböző gyártási tételen belül és azok között. Mivel az elektronikai alkatrészek folyamatosan kisebbek lesznek, a pontos helyezés most fontosabb, mint valaha ahhoz, hogy a sűrűn beépített áramköri lapok megfelelően működjenek és elérjék tervezett élettartamukat.

Esettanulmány: Hatékonyságnövekedés egy közepes méretű elektronikai gyártónál

Egy közepes méretű elektronikai gyártó jelentős eredményeket ért el, amikor lecserélte régi berendezéseit újabb helyezőgépekre. A hibaráták is jelentősen csökkentek – tulajdonképpen körülbelül 47%-kal kevesebb hiba történt az alkatrészek elhelyezése során mindössze három hónap alatt. Ugyanakkor a termelési teljesítmény körülbelül 32%-kal nőtt. Ezek a javulások főként abból származtak, hogy a gyár jobb látórendszereket kombinált fejlettebb adagolómechanizmusokkal. A befektetés viszonylag jól megtérült, ami azt mutatja, hogy a megfelelő típusú berendezésekbe történő költés pénzügyileg és üzemeltetési szempontból egyaránt értelmes döntés. Emellett jól felkészíti a szerelővonalakat a jövőben várható, még kisebb alkatrészekre és szigorúbb tűréshatárokra az iparágban.

SMT-vonal OEE maximálása intelligens gépi integrációval és karbantartással

Alacsony OEE diagnosztizálása: Gyakori okok SMT-gyártósorokon

Amikor a teljes berendezéshasználati hatékonyság (OEE) csökken a felületre szerelt technológia (SMT) gyártósorain, a legtöbb probléma három fő területre vezethető vissza. Először is, rendelkezésre állásveszteség lép fel, amikor a gépek váratlanul leállnak. Ezután teljesítményproblémák merülnek fel, ahol a berendezések lassabban működnek, mint kellene. Végül minőségi hibák jelennek meg, rossz minőségű nyomtatott áramkörökkel, amelyek javításra szorulnak. A tényleges termelési adatokat vizsgálva számos üzem küzd a rendszeres sablonok tisztításával, amelyek csökkentik a gyártási időt. A táplálóegységek problémái egy másik jelentős fejfájást jelentenek, amely az ipari jelentések szerint az SMT sorok összes leállásának körülbelül harmadát okozzák. A pontatlan kalibrálási beállítások szintén elhelyezési hibákat eredményeznek, amelyek közvetlenül befolyásolják az első menetes kiesési rátát. Az OEE mutatók figyelemmel kísérésével a gyárigazgatók ténylegesen láthatják, hol veszik el az idő, és célzott lépéseket tehetnek az adott szűk keresztmetszetek megszüntetésére, ahelyett, hogy az egész gyártófelületen kísértetek után hajtanának.

A teljes berendezéshasználati hatékonyság (OEE) kiszámítása és javítása

Az Overall Equipment Effectiveness (OEE) mutató három tényező szorzatára redukálódik: Rendelkezésre állás, Teljesítmény és Minőség. A legtöbb vezető gyártó 85% feletti eredményt céloz meg, bár elérni komoly erőfeszítést igényel. Bontsuk le részeire. A Rendelkezésre állás alatt azt értjük, hogy a gépek ténylegesen mennyi időt dolgoznak ahhoz képest, amennyit dolgozniuk kellene. Gondoljunk az összes váratlan meghibásodásra vagy az elveszett időre, amely akkor keletkezik, amikor a gyártósoron más termékre váltanak. A Teljesítmény azt vizsgálja, hogy a termékek milyen sebességgel készülnek el a teoretikusan lehetségeshez képest. Ez fogja fel azokat a rövid leállásokat és lassulásokat, amelyek hosszú távon csökkentik a termelékenységet. Végül a Minőség azt méri, hány hibátlan termék kerül ki a gyártásból anélkül, hogy később javításra lenne szükségük. Olyan rendszerek bevezetése, amelyek valós időben figyelik ezeket a számokat, nagy különbséget jelenthet. Amikor a menedzserek élőben látják ezeket az adatokat, jobb döntéseket hozhatnak, amelyek valós javuláshoz vezetnek a folyamatokban.

Működési leállások minimalizálása mesterséges intelligencián alapuló prediktív karbantartással

A mesterséges intelligencián alapuló prediktív karbantartás a rezgések, hőmérsékletek és elhasználódási mintázatok elemzésével képes problémákat felismerni még azelőtt, hogy azok bekövetkeznének. Ahelyett, hogy valaminek eltörnie kellene, vagy rögzített karbantartási ütemtervet követnénk, ez a módszer lehetővé teszi a szakemberek számára, hogy a tényleges állapot alapján, csak akkor javítsanak, amikor szükséges. Ennek eredményeként kevesebb váratlan meghibásodás fordul elő, amely zavarhatná a működést. Kutatások szerint azok a gyárak, amelyek ilyen okos rendszereket vezetnek be, általában 20–25 százalékkal csökkenthetik karbantartási költségeiket, miközben gépeik javítások között kb. 15–20 százalékkal tovább működnek. A végeredmény? A berendezések gyakrabban maradnak üzemképesek, és összességében hosszabb ideig tartanak, ami gazdaságilag is értelmes megoldás a gyártók számára, akik költségeket szeretnének csökkenteni anélkül, hogy termelékenységüket áldoznák fel.

Stratégia: Táplálóegységek és gépbeállítások szinkronizálása az üzemidő növelése érdekében

A táplálók és gépek közötti időzítés helyes beállítása mindenben meghatározó szerepet játszik a zavartalan működés és a maximális kimenet elérése érdekében. Amikor a tápláló előrehaladása pontosan illeszkedik a helyezőfej mozgásához, rövidebb ciklusidőket érhetünk el anélkül, hogy pontosságból kellene engednünk. Jó gyakorlat olyan rendszerek kiépítése, amelyek automatikusan ellenőrzik a táplálókat a gyártás megkezdése előtt, így senki sem találkozik üres rekeszekkel vagy rossz helyre került alkatrészekkel. Fontos továbbá figyelembe venni az alkatrészek elhelyezésétől függően azonnali szívófej- és nyomásbeállítások módosítását. Tanulmányok kimutatták, hogy amikor minden pontosan szinkronizálódik, a gyárak akár körülbelül 18 százalékkal növelhetik áteresztőképességüket, és mintegy 22 százalékkal csökkenthetik a bosszantó elhelyezési hibákat. Ezek a javulások közvetlenül hatnak az egész gyártósor teljesítményére.

Az SMT pick-and-place gép kiválasztása sebesség, rugalmasság és megtérülés szempontjából

Illeszkedő géptípus: Chip shooter-ök vs. rugalmas helyezők furcsa alakú alkatrészekhez

Amikor a gyártók eldöntik, hogy chip shooter-öket vagy rugalmas helyezőket használjanak, figyelembe kell venniük, milyen alkatrészekkel dolgoznak, és mekkora a termelési igény. A chip shooter-ök kiválóan alkalmasak a kis szabványos alkatrészek – például ellenállások és kondenzátorok – gyors felhelyezésére, így ideálisak olyan esetekben, amikor a vállalatok több ezer azonos nyomtatott áramkört gyártanak. Másrészről, a rugalmas helyezők különféle alkatrészeket képesek kezelni, csatlakozóktól kezdve nagy integrált áramkörökig, sőt szokatlan formájú tokokig is. Napjainkban sok gyár kombinált megközelítést alkalmaz, chip shooter-öket és rugalmas helyezőket egyaránt üzemeltetve, így egyszerre élvezheti a gyorsaságot a gyakori alkatrészeknél és a rugalmasságot a nehezebben automatizálható, nem tömegtermelésbe illő komponenseknél.

Fejkonfigurációs stratégiák: Egyes vs. csoportos fogás optimális áteresztőképesség érdekében

Az, ahogyan a gépfejeket beállítjuk, minden különbséget jelent azzal kapcsolatban, hogy milyen gyorsan tudunk dolgokat elvégezni, miközben mégis képesek vagyunk különböző feladatok kezelésére. Az egyfejes gépek nagyszerűek, mert menet közben is képesek alkalmazkodni, ami különösen jól működik akkor, amikor sokféle alkatrészt vagy kis sorozatokat kell kezelni, ahol minden futás egyedi. A többes leszedőfejek viszont másképp működnek. Ezek a gépek egyszerre több azonos alkatrészt helyeznek el a nyomtatott áramkörös lemezeken, ami azt jelenti, hogy a gyárak körülbelül 40 százalékkal gyorsabban tudják előállítani a termékeket, amikor a nyomtatott áramkörök kinézete lényegében megegyezik. De itt van egy buktató, hölgyeim és uraim. Amikor a lemezek tervezése bonyolulttá válik, vagy gyakran változik az egyik tételből a másikba, a többes leszedőfejek már nem megfelelőek, mivel nem tudnak könnyedén váltani különböző alkatrész-elrendezések között, mint az egyfejes megoldások.

Nagy sebességű és nagy pontosságú gépek egyensúlyozása a termékek összetétele alapján

A vonaloptimalizálás helyes végrehajtása azt jelenti, hogy a rendelkezésre álló gépek ténylegesen megfeleljenek a termékek igényeinek. A gyorsan futó berendezések kiválóak nagy mennyiségek gyártása esetén, ám ezek a gépek gyakran problémákat mutatnak a finom részletek vagy kisméretű alkatrészek kezelése során, ami később számos minőségi hibához vezethet. Másrészről, a precíziós gépek tökéletesen elhelyezik az érzékeny alkatrészeket, így bár lassabban dolgoznak, a teljes kiesés végül jobb lesz. Többféle terméktípust gyártó üzemeknél általában a különböző gépbeállítások kombinálása bizonyul a legjobb megoldásnak. Ez a módszer növeli a teljes berendezéshatékonyságot, mivel minden egyes nyomtatott áramkörhöz az adott igényeknek és specifikációknak megfelelő gépet rendel.

Táplálóegységek és gépparaméterek optimalizálása az elhelyezési hatékonyság növelése érdekében

Hogyan járulnak hozzá a táplálókésések az SMT-sor 30%-os leállásához

A felületre szerelt technológiájú sorok összes váratlan leállásának körülbelül harmadát a tápláló egységek (feederek) hibái okozzák. A leggyakoribb okok általában a szalagakadások, rosszul pozícionált alkatrészek vagy egyszerűen helytelen beállítások. Amikor ezek előfordulnak, a helyezőfejek gyakorlatilag tétlenül állnak, miközben a gyártási ciklusok meghosszabbodnak, és az összes kimenet csökken. Mivel a feederek irányítják az alkatrészek szállítását a helyezőfejekhez, még a kisebb zavarok is jelentősen csökkenthetik a termelékenységet idővel. Ezért a megfelelő feederkezelési gyakorlatok és a rendszeres megelőző karbantartás nemcsak ajánlott, hanem elengedhetetlen ahhoz, hogy a termelés zavartalanul folyhasson.

Feederek kiválasztásának legjobb gyakorlatai: szalag-, tálca-, cső- és vibrációs rendszerek

A megfelelő adagoló típus kiválasztása nagy különbséget jelent a gyártási sebesség és pontosság tekintetében. A szalagadagolók kiválóan működnek rendes passzív alkatrészek esetén, ha egyszer helyesen beállították őket. Nagyobb vagy érzékeny alkatrészeknél, mint például QFN-ek és BGAs-ok, a táladagolók szoktak a legjobb választásnak bizonyulni. A csöves adagolók bizonyos átfúró vagy axiális alkatrészek esetén költséghatékonyak lehetnek, míg a rezgőadagolók viszonylag jól kezelik az egyedi formájú alkatrészeket, bár az orientációk helyes beállításához finomhangolásra van szükségük. Amikor a gyártók összehangolják az adagolótechnológiájukat az alkatrészek tényleges igényeivel, valamint okos rendszerekbe fektetnek, amelyek automatikusan észlelik a léptéket, gyakran akár 40%-kal is csökkenhet a beállítási idő. És valljuk be, kevesebb operátori hiba azt jelenti, hogy mindenki boldogabb a csapatokban.

Helyezési paraméterek dinamikus beállítása maximális teljesítményért

A legújabb felületre szerelési technológiájú gépek valós időben képesek módosítani a szívóerőt, az alkatrészek elhelyezésének sebességét, sőt még a fejek gyorsulását is, attól függően, hogy milyen méretű alkatrészeket használnak, és hogyan vannak elrendezve az áramkörök. Amikor ezek a beállítások automatikusan finomhangolódnak üzem közben, a gyárak általában körülbelül 15–20 százalékos termelési sebességnövekedést észlelnek, miközben az elhelyezések pontossága megmarad. A rendszerbe épített érzékelők segítenek korrigálni a problémákat, ha a szalag meglazul vagy az alkatrészek enyhén deformálódnak, így minden következetes marad akkor is, ha órákon keresztül futnak. Azok számára a vállalatok számára, amelyek napról napra változó termékmennyiségekkel dolgoznak, ez a rugalmasság hatalmas különbséget jelent, mivel a feladatok közötti átállás sokkal gyorsabban történik meg, ami végül is a teljes gyártási folyamat jobb overall berendezéshatékonyságát eredményezi.

Az MI és az automatizálás kihasználása az SMT-sor hatékonyságának jövőbiztosításához

Kézi programozási torlódások leküzdése MI-alapú optimalizálással

A hagyományos SMT programozás nagy mennyiségű kézi beavatkozást igényel, amely torlódásokhoz vezet átállások során. A mesterséges intelligencián alapuló eszközök ma már automatizálják az alkatrész-szekvenciákat, a táplálóegységek kiosztását és a paraméterbeállításokat, csökkentve a programozási időt akár 70%-kal. A múltbeli adatok és alkatrészkönyvtárak elemzésével ezek a rendszerek automatikusan generálnak optimalizált gépi utasításokat, kiküszöbölve az emberi hibákat és felgyorsítva a gyártásba állást.

Genetikus algoritmusok alkalmazása az intelligens elhelyezési útvonaltervezésben

A genetikus algoritmusok egy új szintre emelik az elhelyezési tervezést, mivel gyorsan végigtesztelnek több millió különböző elhelyezési lehetőséget, majd lépésről lépésre finomítják azokat, amíg nagyon hatékony megoldásokat nem találnak. Ennek a módszernek az a legnagyobb előnye, hogy csökkenti a gépfej mozgatásának távolságát, és csökkenti azokat a frusztráló időszakokat, amikor éppen semmi sem történik. A gyárak többsége 15–25%-kal kevesebb elhelyezési ciklust jelent, ha ezt a módszert alkalmazzák. A hagyományos lineáris programozás egyszerűen nem elegendő olyan nyomtatott áramkörök esetén, amelyek bonyolult formájúak vagy sokféle különböző alkatrészt tartalmaznak. A genetikus algoritmusok sokkal jobban teljesítenek ilyen helyzetekben, szükség szerint alkalmazkodva, anélkül, hogy hatékonyságot veszítenének még akkor sem, ha kihívást jelentő tervekkel kell dolgozniuk, amelyek más, egyszerűbb rendszereket könnyen megzavarhatnak.

Esettanulmány: 25%-kal gyorsabb beállítási idő automatizált folyamati integrációval

Egy közepes méretű elektronikai gyártó nemrég vezetett be egy mesterséges intelligencián alapuló automatizálási rendszert, amely három kulcsfontosságú gyártási lépést kapcsolt össze: a sablonos nyomtatást, az alkatrészbehelyezést és a minőségellenőrzést. Az automatizált adatmegosztás lehetővé tette, hogy lecseréljék az addig szükséges, fáradságos manuális adatátvitelt a különböző termelési fázisok között, aminek eredményeként a beállítási idő körülbelül 25 százalékkal csökkent, miközben az első átmeneti minőségi arányok majdnem 18 százalékponttal emelkedtek. Ennek az integrációnak az eredményeiből kitűnik, mennyi összegzett megtakarítás érhető el a teljes SMT-folyamat végponttól végpontig történő automatizálásával, ahelyett, hogy csak elkülönült fejlesztéseket kötnének össze.

A végponttól végpontig terjedő automatizálás felemelkedése a modern SMT-sorokban

A mai felületre szerelt technológiai sorok teljesen mások lettek – összetett hálózatok, ahol a mesterséges intelligencia kezeli mindent, attól kezdve, hogyan mozognak az anyagok a gyártósoron, egészen addig, hogy ellenőrizze a kész termékeket hibák szempontjából. Ezeket a műveleteket irányító okos rendszerek folyamatosan magukon finomhangolódnak a gépek állapotát, alkatrészek elérhetőségét és a gyártás során felmerülő minőségi problémákat figyelembe véve. A gyártási szakmában végzett legújabb tanulmányok szerint, amikor a vállalatok teljes mértékben ráállnak az automatizálásra, általában körülbelül 30 százalékkal növelik az eszközök teljes hatékonyságát (OEE), miközben több mint nyolc tizedével csökkentik a kézi munkaerő-használatot. Ez érthető a mai piaci igények fényében: az ügyfelek gyorsabban szerelt nyomtatott áramköröket akarnak, az alkatrészek egyre kisebbek lesznek, és a terméktervezések olyan gyorsan változnak, hogy nehéz lépést tartani velük komoly technológiai támogatás nélkül.

Gyakran Ismételt Kérdések

Miért elengedhetetlenek a pick and place gépek az SMT sorok teljesítményéhez?

A pick-and-place gépek kritikus szerepet játszanak az SMT gyártósorokon, mivel biztosítják az alkatrészek gyors és pontos elhelyezését, amely közvetlenül befolyásolja a termelési hozamot és átbocsátóképességet.

Mik az alacsony OEE gyakori okai az SMT gyártósorokon?

Az SMT sorokban az alacsony Overall Equipment Effectiveness (OEE) gyakori okai közé tartoznak a gépek rendelkezésre állásának problémái, a teljesítmény csökkenése és a kimenet minőségi hibái.

Hogyan javítja az MI az SMT sorok teljesítményét?

Az MI optimalizálja az SMT sorok teljesítményét a programozási feladatok automatizálásával, az elemzett adatok alapján történő karbantartási igények előrejelzésével, valamint a helyezési útvonaltervezés javításával genetikus algoritmusok segítségével.

Mik az SMT sorok végponttól végpontig tartó automatizálásának előnyei?

A végponttól végpontig tartó automatizálás növeli az SMT sorok hatékonyságát folyamatos folyamatfigyeléssel és -beavatkozással, javítva az OEE-t, és jelentősen csökkentve a manuális munkaerő-igényt.