Kaip optimizuoti SMT linijos efektyvumą naudojant pažangias montavimo mašinas

Suprasti valdymo svirties kritinę funkciją automobilio pakaboje SMT „pick and place“ mašinos tiesiaeigis našumas

Kodėl montavimo mašinos yra SMT surinkimo linijų pagrindas

SMT komponentų montavimo mašinos šiuolaikinėje elektronikos gamyboje iš esmės yra bet kurios įmonės širdis, sudarant apie pusę kapitalinių sąnaudų daugelyje vidutinio dydžio gamybų. Kodėl jos tokios svarbios? Na, jos nulemia, kiek greitai gaminama gamybos salėje. Aukščiausios kokybės įrenginiai gali sumontuoti komponentus neįtikėtinu tempu – net 120 tūkstančių detalių per vieną valandą. Šios mašinos tvarko viską – nuo mažyčių rezistorių iki sudėtingų mikroprocesorių – nepriekaištingai tiksliai. Greitis svarbus, žinoma, tačiau būtent tikslumas užtikrina sklandų viso proceso veikimą ir išlaiko produkto kokybės standartus visoje linijoje.

Kaip montavimo tikslumas tiesiogiai veikia išeigą ir pralaidumą

Kokiu tikslumu komponentai yra montuojami ant grandinių plokščių, tiesiogiai veikia gamybos išeigą ir paviršinio montažo technologijos įrengimų gamybos linijų greitį. Net menkas nukrypimas mikronų lygyje gali sukelti problemas, tokias kaip lydinio tilteliai, pertraukos ar trumpieji jungimai, dėl kurių reikia taisyti defektines plokštes arba visiškai jas išmesti – tai labai sumažina bendros įrangos naudingumo rodiklius. Naujausios kartos mašininio matymo sistemos, integruotos į gamybos įrangą, tikrina detalių padėtį ir aptinka defektus realiu laiku, sumažindamos operatorių klaidas ir užtikrindamos produkto kokybę visose partijose. Kadangi elektroniniai komponentai nuolat mažėja, toks tikslus montavimas svarbesnis nei bet kada anksčiau, kad būtų užtikrinta tankiai supakuotų plokščių tinkamas veikimas ir ilgas tarnavimo laikas.

Atvejo analizė: efektyvumo didėjimas vidutinio masto elektronikos gamykloje

Vidutinio dydžio elektronikos gamintojas pasiekė tikrųjų rezultatų, pakeitęs seną įrangą naujesnėmis komponentų montavimo mašinomis. Klaidų dažnis taip pat žymiai sumažėjo – iš tiesų, per tris mėnesius komponentų montavimo klaidos sumažėjo apie 47 %. Tuo pat metu gamybos apimtys padidėjo apie 32 %. Šie patobulinimai buvo pasiekti dėl to, kad gamykla sujungė geresnes vaizdo sistemas su patobulintais padavimo mechanizmais. Investicija iš tikrųjų atsipirko, parodydama, kad protingas pinigų leidimas tinkamai įrangai yra naudingas tiek finansiškai, tiek operaciniu požiūriu. Be to, tai gerai padeda jų surinkimo linijoms pasirengti ateityje laukiantiems mažesniems komponentams ir tikslesniems tolerancijos reikalavimams visoje pramonėje.

SMT linijos OEE maksimalizavimas protinga mašinų integracija ir technine priežiūra

Žemo OEE diagnostika: dažnos priežastys SMT gamybos linijose

Kai bendras įrangos našumas (OEE) sumažėja paviršiaus montavimo technologijos (SMT) gamybos linijose, dauguma problemų kyla iš trijų pagrindinių sričių. Pirma – tai prieinamumo praradimas, kai mašinos tiesiog netikėtai nustoja veikti. Tada iškyla našumo problemos, kai įranga veikia lėčiau nei turėtų. Ir galiausiai atsiranda kokybės problemos, kai trūkstami skydai reikalauja perdarymo. Analizuojant faktinius duomenis iš gamybos aikštelės, daugelis įmonių susiduria su reguliariais šablonų valymais, kurie suvartojama gamybos laiką. Kita didelė problema – maitintuvai, dėl kurių, pagal pramonės ataskaitas, SMT linijose atsiranda apie trečdalį visų prastovų. Netinkami kalibravimo nustatymai taip pat sukelia montavimo klaidas, kurios tiesiogiai veikia pirmojo bandymo išeigą. Sekdami OEE rodiklius, gamyklos vadovai gali tiksliai matyti, kur eina veltui laikas, ir imtis tikslinių veiksmų, kad pašalintų konkretinius kamštis, o ne ieškotų jų po visą gamyklą.

Bendro įrangos našumo (OEE) skaičiavimas ir gerinimas

Bendrosios įrangos našumo (OEE) rodiklis apskaičiuojamas padauginus tris veiksnius: prieinamumą, našumą ir kokybę. Dauguma pirmaujančių gamintojų siekia rezultatų aukščiau nei 85 %, nors pasiekti šį lygį reikia nemažai pastangų. Išnagrinėkime išsamiau. Prieinamumas iš esmės reiškia, kiek laiko mašinos iš tikrųjų veikia, palyginti su tuo, kada jos turėtų dirbti. Galvokite apie visus netikėtus gedimus ar prarastą laiką, keičiant produkciją linijoje. Tada yra našumas, kuris vertina, kaip greitai gaminami gaminiai, palyginti su teoriniu maksimumu. Tai apima tuos nedidelius sustojimus ir sulėtėjimus, kurie ilgainiui sumažina produktyvumą. Ir galiausiai, kokybė apskaičiuoja be defektų pagamintų produktų skaičių, kuriems vėliau nereikės taisymo. Diegus sistemas, stebinančias šiuos skaičius realiuoju laiku, pasiekiama didelė nauda. Kai vadovai gali matyti šiuos duomenis tiesiogiai, jie priima geriaresnius sprendimus, kurie lemia tikrus procesų tobulinimus visoje organizacijoje.

Dirbtinio intelekto valdoma prognozuojamoji techninė priežiūra, skirta sumažinti prastovas

Dirbtinio intelekto pagrįsta prognozuojamoji techninė priežiūra analizuoja tokius dalykus kaip vibracijos, temperatūros ir dėvėjimosi modeliai, kad nustatytų problemas dar iki jų įvykimo. Vietoje to, kad laukti gedimo ar laikytis fiksuotų techninės priežiūros grafikų, šis metodas leidžia technikams taisyti problemas tik tada, kai jos iškyla, remiantis faktine būkle. Tai reiškia mažiau netikėtų gedimų, kurie trikdo veiklą. Tyrimai rodo, kad gamyklos, įdiegusios tokius protingus sprendimus, paprastai sutaupo apie 20–25 procentus techninės priežiūros išlaidų ir išlaiko mašinas veikiančias apie 15–20 procentų ilgesnį laiką tarp remontų. Rezultatas? Įranga dažniau lieka veikianti ir ilgiau tarnauja bendrai, kas yra naudinga gamintojams, siekiantiems mažinti išlaidas, nekenkiant produktyvumui.

Strategija: Sinchronizuoti maitinimo įrenginius ir mašinų nustatymus, kad padidinti veikimo laiką

Teisingai suderinus maitinimo įrenginius ir mašinas, užtikrinamas sklandus procesų vykdymas ir pasiekiama maksimali naša. Kai maitinimo įrenginio judėjimas tinkamai sinchronizuotas su montavimo galvute, ciklo trukmė sutrumpėja, neprarandant tikslumo. Geriausia praktika – tai tokia sistemų konfigūracija, kuri automatiškai patikrina maitinimo įrenginius dar neprikėlus gamybos, kad nebūtų tuščių lizdų ar netinkamai įdėtų detalių. Taip pat verta atsižvelgti į greituosius reguliavimus, susijusius su antgaliais ir slėgio nustatymais, priklausomai nuo to, kokios komponentų rūšys turi būti montuojamos. Tyrimai parodė, kad tinkamai viską sinchronizavus, gamyklos gali padidinti savo našumą apie 18 procentų ir sumažinti erzinančias klaidas dėl netinkamo komponentų išdėstymo apie 22 procentus. Šie patobulinimai tiesiogiai lemia geresnį visos gamybos linijos našumą.

Teisingo SMT komponentų montavimo mašinos pasirinkimas pagal greitį, lankstumą ir grąžą

Atitinkamos mašinos tipas: čiupo šūviai prieš lanksčius dėtuvus netipiškiems komponentams

Kai gamintojai renkasi tarp čiupų šūvių ir lanksčių dėtuvų, jie turi įvertinti, su kokio tipo komponentais dirba ir kiek jiems reikia pagaminti. Čiupų šūviai puikiai tinka greitai montuoti mažus standartinius komponentus, tokius kaip rezistoriai ir kondensatoriai, todėl jie puikiai tinka tada, kai įmonės gamina tūkstančius identiškų plokščių. Kita vertus, lanksčios dėtuvas gali tvarkyti įvairiausių tipų komponentus – nuo jungčių iki didelių integruotųjų grandynų ir keistos formos korpusų. Daugelis gamyklų šiuolaikiniais laikais pasirenka mišrią strategiją, naudodamos čiupų šūvius kartu su lanksčiomis dėtuvėmis, kad pasiektų abiejų pasaulio geriausią variantą – greitį dažniems komponentams ir lankstumą sudėtingiems komponentams, kurie netelpa į masinės gamybos rėmus.

Galvutės konfigūracijos strategijos: vienetinė ar grupinė paėmimo schema optimaliam našumui

Tai, kaip surenkame mašinų galvutes, lemia visą skirtumą tarp darbų atlikimo pakankamai greitai ir gebėjimo tvarkyti skirtingus uždavinius. Vienos galvutės mašinos yra puikios, nes jos gali koreguotis realiu laiku, todėl labai gerai veikia tuomet, kai reikia apdoroti daugybę skirtingų detalių arba mažas partijas, kur kiekvienas ciklas yra unikalus. Tačiau grupinės parinkimo galvutės veikia kitaip. Šios stiprios galvutės vienu metu deda kelias vienodas dalis ant plokščių, dėl ko gamyklos gali gaminti produktus apie 40 procentų greičiau nei įprastai, kai visas tas grandynas ant elektroninių plokščių atrodo beveik vienodai. Bet čia yra viena problema, žmonės. Kai plokščių konstrukcijos tampa sudėtingos arba dažnai keičiasi nuo vienos partijos iki kitos, grupinės parinkimo galvutės jau nebegali susidoroti, nes negali lengvai perjungtis tarp skirtingų detalių išdėstymų taip, kaip tai gali vienos galvutės.

Aukšto greičio ir aukštos tikslumo mašinų balansavimas pagal produkto mišinį

Teisinga linijos optimizacija reiškia, kad turimos mašinos turi atitikti produktų poreikius. Greitai veikianti įranga puikiai tinka didelės apimties gamybai, tačiau šios mašinos dažnai susiduria su sunkumais dėl mažų detalių ar mažų komponentų, kas gali sukelti įvairias kokybės problemas ateityje. Kita vertus, tikslumo mašinos idealiai montuoja jautrius komponentus, todėl, nors jos veikia lėčiau, galutinis išeigos lygis būna geresnis. Kai dirbama su įrenginiais, kurie tvarko kelis produkto tipus, geriausiai pasiteisina skirtingų mašinų derinimas ir maišymas. Šis požiūris padeda padidinti bendrą įrangos veiksmingumą, nes kiekvienam atskirai spausdintinei plokštėi pritaikoma tinkama įranga pagal jos unikalius reikalavimus ir specifikacijas.

Maitinimo įtaisų ir mašinų parametrų optimizavimas montavimo efektyvumui didinti

Kaip maitinimo įtaisų delsimai sukelia 30 % SMT linijos prastovų

Apie trečdalis visų netikėtų stabdymų paviršiaus montavimo technologijos linijose kyla dėl problemų su padavimo įrenginiais. Pagrindinės kaltininkės paprastai yra juostelių užstrigimai, netinkamai išlyginti komponentai ar tiesiog neteisingai nustatyti parametrai. Kai tai nutinka, montavimo galvutės iš esmės tiesiog sėdi nieko neveikdamos, o gamybos ciklai pailgėja ir bendras išvesties kiekis mažėja. Padavimo įrenginiai kontroliuoja, kaip detalės patenka į montavimo galvutes, todėl net nedideli sutrikimai ilgainiui gali rimtai paveikti našumą. Todėl tinkamos padavimo įrenginių valdymo praktikos ir reguliarūs prevenciniai techninės priežiūros darbai yra ne tik pageidautini, bet būtini sklandžiai gamybai užtikrinti.

Geriausios praktikos renkantis padavimo įrenginius: juosteliniai, lėkštiniai, vamzdeliniai ir vibraciniai sistemos

Teisingo maitinimo tipo pasirinkimas labai svarbus gamybos greičiui ir tikslumui. Juosteliniai maitintuvai puikiai veikia standartinėms pasyvioms komponentėms, kai jie tinkamai sukonfigūruoti. Dideliems ar jautriems komponentams, tokiems kaip QFN ir BGA, dažniausiai geriausias pasirinkimas yra lėkšteliniai maitintuvai. Vamzdeliniai maitintuvai gali sutaupyti lėšų kai kuriems skylėtiniams ar aksialiniams komponentams, o vibraciniai maitintuvai gana gerai susitvarko su neįprastai formuotais komponentais, nors jiems reikia tikslaus derinimo, kad būtų pasiekta teisinga orientacija. Kai gamintojai pritaiko maitinimo technologiją pagal faktines komponentų reikmes ir investuoja į protingas sistemas, automatiškai nustatančias žingsnį, dažnai pastebima apie 40 % mažesnis paruošimo laikas. Ir pripažinkime – mažiau operatorių klaidų reiškia patenkintesnes komandas visoje linijoje.

Montavimo parametrų dinaminis reguliavimas maksimaliam našumui

Naujausios paviršiaus montavimo technologijos įrenginiai gali realiuoju laiku reguliuoti siurbimo slėgį, komponentų montavimo greitį ir netgi galvų pagreitį priklausomai nuo naudojamų detalių dydžio bei spausdintinių plokščių išdėstymo. Kai šie nustatymai automatiškai koreguojami veikimo metu, gamyklos paprastai pasiekia apie 15–20 procentų didesnį gamybos greitį, išlaikydamos tikslų komponentų vietą. Šiose sistemose integruoti jutikliai padeda taisyti problemas, atsirandančias tada, kai juosta atsileidžia arba komponentai šiek tiek iškraipomi, todėl viskas lieka pastovu net po ilgalaikio veikimo. Įmonėms, kurios kasdien susiduria su skirtingais gaminių kiekiais, tokia lankstumas daro didžiulį skirtumą, nes perėjimas nuo vieno uždavinio prie kito vyksta žymiai greičiau, o tai galiausiai reiškia geresnį viso gamybos proceso bendrąjį įrangos efektyvumą.

Dirbtinio intelekto ir automatizacijos naudojimas SMT linijų efektyvumui ateityje užtikrinti

Rankos darbo programavimo kamščių įveikimas naudojant dirbtinio intelekto optimizavimą

Tradicinis SMT programavimas reikalauja išsamios rankinės įvesties, dėl ko keičiant gamybą kyla kamščiai. Dabartinės dirbtinio intelekto technologijos automatiškai tvarko komponentų sekas, maitinimo blokų priskyrimą ir parametrų nustatymą, sumažindamos programavimo laiką iki 70 %. Analizuodamos istorinius duomenis ir komponentų bibliotekas, šios sistemos automatiškai generuoja optimizuotas mašinų instrukcijas, pašalindamos žmogaus klaidas ir pagreitindamos paruošimą gamybai.

Genetinių algoritmų naudojimas protingam montavimo maršrutui planuoti

Genetiniai algoritmai pakelia maršrutizavimą iki kito lygio, greitai išbandomi milijonus skirtingų komponentų išdėstymo variantų, po to palaipsniui juos tobulinant, kol randami tikrai geri sprendimai. Šis metodas yra veiksmingas dėl to, kad žymiai sumažinamas atstumas, kurį turi įveikti montavimo galva, taip pat mažinamos neįtikėtinai erzinančios neveikiančios pertraukos. Dauguma gamyklų praneša apie 15–25 % mažiau montavimo ciklų naudojant šiuos metodus. Tradicinė tiesinio programavimo metodika negali susidoroti su sudėtingos formos plokštėmis ar įvairiausiais komponentais. Genetiniai algoritmai šiose situacijose susidoroja daug geriau, lanksčiai prisitaikydami pagal poreikį ir išlaikydami efektyvumą net ir su sudėtingais dizainais, kurie sunaikintų paprastesnes sistemas.

Atvejo analizė: 25 % greitesnis paleidimas su automatizuota procesų integracija

Vidutinio dydžio elektronikos gamintojas neseniai diegė dirbtinio intelekto pagrindu veikiančią automatizacijos sistemą, kuri sujungė tris pagrindinius gamybos etapus: šabloninį spausdinimą, komponentų montavimą ir kokybės patikrą. Automatizuotai duomenų perdavimui pakeitus nuobodžius rankinius duomenų perkėlimus tarp skirtingų gamybos fazės, jų paruošimo laikas sumažėjo apie 25 procentus, o pirmojo bandymo išeiga padidėjo beveik 18 procentinių punktų. Žiūrint į tai, ko buvo pasiekta integruojant procesus, matyti, kiek bendrai sutaupyta dėl viso SMT proceso automatizavimo nuo pradžios iki galo, o ne atskirų, izoliuotų patobulinimų derinimo.

Kompleksinės automatizacijos moderniose SMT linijose plėtra

Šiandienos paviršiaus montavimo technologijos linijos tapo visiškai kitokiu dalyku – sudėtingomis sistemomis, kuriose dirbtinis intelektas valdo viską: nuo medžiagų judėjimo gamyklų grindimis iki galutinių produktų tikrinimo dėl defektų. Šias operacijas vykdantys protingi sistemos nuolat prisitaiko pagal tai, kas vyksta su mašinomis, ar dalys laiku prieinamos ir kokios kokybės problemos kyla gaminant. Pagal neseniai pramonės ratuose atliktus tyrimus, kai įmonės visiškai automizuoja procesus, jų bendras įrangos veiksmingumas paprastai padidėja apie 30 procentų, o tiesioginio žmogaus darbo apimtys sumažėja daugiau nei penktadaliu. Tai suprantama atsižvelgiant į šiandienos rinkos reikalavimus: klientai nori, kad plokštės būtų surinktos greičiau, komponentai tampa vis mažesni, o produkto dizainai keičiasi taip greitai, kad be rimtos techninės paramos nebeišeina spėti.

Dažniausiai užduodami klausimai

Kodėl komponentų montavimo mašinos yra būtinos SMT linijos našumui?

Montavimo mašinos atlieka svarbų vaidmenį SMT gamybos linijose, užtikrindamos greitą ir tikslų komponentų montavimą, kas tiesiogiai veikia gamybos išeigą ir pralaidumą.

Kokie yra dažni žemo OEE priežastys SMT gamybos linijose?

Dažnos Bendrosios Įrangos Veiksmingumo (OEE) sumažėjimo priežastys SMT linijose apima įrangos prieinamumo problemas, našumo sulėtėjimą bei kokybės trūkumus gaminame produkte.

Kaip dirbtinis intelektas pagerina SMT linijos našumą?

Dirbtinis intelektas optimizuoja SMT linijos našumą automatu valdydamas programavimo užduotis, prognozuodamas techninės priežiūros poreikius analizuodamas duomenis ir gerindamas montavimo maršrutų planavimą naudodamas genetinius algoritmus.

Kokie yra visiško automatizavimo privalumai SMT linijose?

Visiškas automatizavimas padidina SMT linijos efektyvumą leisdamas nuolat stebėti ir derinti procesus, didinti OEE ir žymiai sumažinti rankinį darbą.