EN
Išrenkamas ir idedamas įrenginys tiekiklių rūšių pritaikymas prie komponentų charakteristikų
Juostos, dėžutės, vamzdeliai, virpamieji ir masiniai tiekikliai: funkcionalūs kompromisai tiksliai montavimui
Teisingo maitinimo įrenginio pasirinkimas lemia viską, kai reikia išlaikyti tikslumą montavimo įrenginiuose (pick and place), apdorojant įvairių tipų komponentus. Juostos ir ritės sistemos puikiai tinka standartiniams mažiems ir vidutinio dydžio pasyviems bei aktyviems komponentams, tačiau kyla problemų su netipinės formos arba trapiais korpusais. Dėžutės maitinimo įrenginiai geriau apsaugo delikatų medžiagą ir užtikrina tikslų komponentų orientavimą, kas ypač svarbu tokiems elementams kaip BGAs ir QFNs, kuriems reikia specialaus aptarnavimo. Vamzdelių maitinimo įrenginiai gali tvarkyti cilindrinės formos dalis, poliarizuotus komponentus arba bet kokius kitus su išvedimais (pvz., diodus ir tranzistorius), tačiau operatoriams dažniausiai tenka juos rankiniu būdu perkrauti, o automatizavimo galimybės lieka ribotos. Vibraciniai dubenys gali priimti beveik bet kokios formos komponentus dėl reguliuojamų takelių, tačiau turi trūkumų – pavyzdžiui, nepatogų vibracinį triukšmą ir nestabilų maitinimą, kai per dieną keičiasi apkrova. Masinio maitinimo įrenginiai puikiai tinka didelėms gamybos apimtims, tačiau dažnai aukojama tikslumo tikslumas, ypač pastebima su mažo žingsnio ar labai mažais IC, kai detalės supainiojamos arba įdedamos neteisinga orientacija. Kai viskas veikia sklandžiai, juostos sistemos pasiekia apie 0,05 mm tikslumą, tuo tarpu masinio maitinimo metodai su labai mažais 0201 komponentais ir mažesniais gali nukrypti daugiau nei 0,1 mm.
Kaip dydis, nuokrypis, pakuotės tankis ir poliškumas veikia komponentų tiekimo įrenginių parinktį montavimo automatuose
Komponentų charakteristikos tiesiogiai nulemia tiekimo įrenginio tinkamumą:
- Dydzio apribojimai : Mikro 01005 čipai (<0,4 mm) reikalauja specializuotų juostos tiekimo įrenginių su patobulinta vaizdo lyginimo sistema ir mažo virpesio žvynuotais varikliais.
- Nuokrypio ribos : Komponentai, kurių matmenų nuokrypis yra griežtesnis nei ±0,025 mm, reikalauja servovariklių valdomų tiekimo įrenginių su uždaru kilpa veikiančia padėties grįžtamąja ryšiu, kad būtų užtikrintas nuolatinis indeksavimas.
- Pakuotės tankis : Aukšto tankio ritės (5000+ vienetų) sumažina keitimo dažnumą, tačiau padidina mechaninę apkrovą ir virpesių riziką aukšto greičio indeksavimo metu – todėl reikalingi slopinamieji montavimo sprendimai bei įtempimo kontroliuojamos pavaros sistemos.
- Poliškumo valdymas : Asimetriški arba poliarizuoti komponentai (pvz., diodai, elektrolitiniai kondensatoriai) reikalauja orientacijos patikrinimo – geriausiai tai užtikrina dėžutės ar vamzdžių tiekimo įrenginiai su integruota vaizdo analizės sistema arba mechaniniais orientaciniais elementais.
Netinkamas maitintuvo ir komponento derinimas sudaro 23 % montavimo klaidų gamybos aplinkoje. Pavyzdžiui, virpančiosios maitinimo sistemos neteisingai orientuoja nestandartinius jungtukus 7 kartus dažniau nei programuojamos padėklo sistemos – tai rodo, kaip strateginis maitintuvo pasirinkimas ne tik išvengia našumo praradimo, bet ir brangios pakartotinės apdorojimo procedūros.
Strateginis maitintuvų išdėstymas, siekiant maksimaliai padidinti detalių paėmimo ir montavimo įrenginio našumą
Galvos judėjimo laiko mažinimas: duomenimis pagrįsti išdėstymo principai, kurie sumažina vidutinį judėjimą 18–32 %
Maitintojų vietos įrengimo vietoje labai paveikia, kiek greitai gali dirbti paimk-ir-padėk mašinos. Blogi išdėstymo projektai priverčia padėjimo galvas judėti ilgesniais, ne tiesiais maršrutais, dėl ko kiekvieno ciklo trukmė pailgėja be jokios naudos padėjimo tikslumui. Tyrimai rodo, kad jei dažnai naudojamas detalių grupes išdėstome šalia viena kitos maitintojų lizduose, galvos turi judėti trumpesniais atstumais. Pavyzdžiui, imkime maitinimo tinklus. Jei visus tuos rezistorius ir kondensatorius sujungsime į vieną grupę, o ne išsisklaidysime juos po skirtingus maitintojų pozicijų taškus, robotas nereikės taip dažnai judėti zigzagu. Geri išdėstymai organizuoja komponentus pagal zonas. Komponentai grupuojami pagal jų funkcijas (maitinimo komponentai čia, signalų komponentai ten, RF komponentai ten), naudojimo dažnumą ir faktinę jų vietą ant spausdintosios grandinės plokštės (PCB). Šis būdas maksimaliai padidinti paimimo tankį buvo minėtas praėjusių metų žurnale „Electronics Assembly Journal“ ir sumažina galvos judėjimą nuo 18 % iki 32 %. Kai maitintojų išdėstymas atitinka komponentų išdėstymą pačioje PCB (pvz., išdėstant maitintojus tame pačiame tvarkoje, kaip komponentų pėdsakai išdėstyti vienoje plokštės krašte), robotai juda sklandžiau ir be problemų. Įmonės, kurios bandė šį požiūrį, paprastai pastebi, kad jų našumas padidėja nuo 3 100 iki 5 400 padėjimų per valandą tik per maitintojų skyrių perkėlimą.
Greičio, lankstumo ir veikimo laiko balansavimas „Pick and Place“ mašinų maitinime
Našumo–perstatymo kompromisas: juostos tiekėjai (42 000 komponentų per valandą) prieš modulius dėžių sistemas (7,3 min. greitesnis paruošimas)
Kai kalbama apie komponentų paėmimo ir padėjimo operacijas, iš esmės neįmanoma išvengti pagrindinės dilemos tarp maksimalaus greičio ir sistemos lankstumo. Juostos tiekėjai puikiai tinka dideliam našumui – standartinėse masinėse užduotyse jie gali pasiekti net 42 tūkstančius komponentų per valandą. Tačiau čia slypi problema: kiekvieną kartą keičiant gaminius reikia labai daug paruošimo laiko. Kita vertus, modulinės dėžutės sistemos, remiantis IPC-9850 standartais, vidutiniškai sutaupo apie 7 minutes 30 sekundžių kiekvienam perjungimui. Šios sistemos naudoja patogias, jau užpildytas keičiamas patronas. Tačiau jų trūkumas yra tas, kad komponentų padėjimo greitis paprastai svyruoja nuo 28 tūkst. iki 35 tūkst. komponentų per valandą, nes indeksavimo mechanizmas reikalauja papildomo laiko – kiekvienam komponentui paimti pridedama maždaug 0,8–1,2 sekundės. Todėl gamintojams tenka įvertinti, ar greitesni perjungimai atsiskleidžia pakankamai, kad kompensuotų šiek tiek žemesnį bendrą greitį.
Tiekėjų sukeltos prastovos: kodėl didelio greičio komponentų paėmimo ir padėjimo įrenginiai dažnai nepasiekia numatyto veikimo laiko
Maitintojų patikimumas lemia, kaip veiksmingai veikia bendrojo įrangos veiksmingumo (OEE) rodiklis greitai veikiančiose detalėms paimti ir pastatyti sistemose. Kai analizuojamos mašinos, kurios per valandą gali atlikti daugiau nei 35 tūkst. ciklų, jos susiduria su apytikriai 2,3 karto daugiau problemų, kurių priežastis – maitintojai, lyginant su vidutinio greičio mašinomis. Dažniausiai šios problemos kyla dėl juostos užsikimšimo judėjimo metu (apytikriai 34 % atvejų) arba dėl netinkamo detalių tiekimo per pneumatinę sistemą (apytikriai 29 % atvejų). Visas šis prastovų laikas taip pat kaupiasi ir sumažina veiklos laiką nuo 12 % iki 18 %. Pag according to Ponemon instituto 2023 m. tyrimų, tokios pertraukos kainuoja maždaug septynis šimtus keturiasdešimt tūkstančių JAV dolerių kasmet tik prarastos gamybos produktyvumo atžvilgiu. Kad šios problemos būtų išspręstos dar prieš joms atsirandant, gamintojams reikia įdiegti tam tikrus profilaktinius priemones, įskaitant:
- Realiojo laiko vaizdo tikrinimas, ar komponentai yra vietoje ir tinkamai orientuoti prieš juos paėmus
- Savireguliuojančios įtempimo rankenos, kurios dinamiškai kompensuoja juostos išsitempimą ar slydimą
- Prognozuojamosios techninės priežiūros algoritmai, išmokyti aptikti tiekėjų dėvėjimą iki 8 valandų prieš gedimą
Lankstaus tiekėjo inovacijų integruojimas – pvz., tokių, kurios leidžia maitinti įvairius detalių tipus be fizinio perstatymo – gali sumažinti nesutapimo atvejus 41 %, tačiau pastovus našumas dažniausiai pasiekia ~32 000 CPH ribą dėl būdingų judėjimo valdymo ir jutiklių apribojimų.
DUK
Koks yra tiekėjų pagrindinis vaidmuo „pick and place“ mašinose?
Tiekėjai yra esminiai tiksliai dedant komponentus į „pick and place“ mašinas, užtikrina tikslumą ir neleidžia klaidų montavimo procese.
Kuo juostos tiekėjai skiriasi nuo moduliarių dėžių sistemų?
Juostos tiekėjai užtikrina didesnį našumą, bet reikalauja reikšmingo paruošimo laiko, tuo tarpu modulinės dėžių sistemos leidžia greitai keisti konfigūraciją, tačiau turi žemesnius dedamųjų elementų greičius.
Kokios paplitusios problemos sukelia tiekėjų sąlygotą prastovą?
Dažnos problemos apima juostos užsikimšimus ir netinkamą dalių tiekimą per pneumatinę sistemą, dėl ko gali būti reikšmingai nutraukta įrenginio veikla.
Kodėl strateginis tiekimo įrenginių išdėstymas yra svarbus?
Strateginis išdėstymas sumažina galvutės judėjimo laiką ir optimizuoja įrenginio našumą, kuris žymiai veikia bendrą gamybos efektyvumą.