Penki geriausi SMT montavimo ir padėjimo technologijų naujovės, kurias turėtumėte žinoti 2025 m.

Dirbtinio intelekto valdoma informacija apie SMT „pick and place“ mašinos

Kaip dirbtinis intelektas realiuoju metu optimizuoja komponentų išdėstymo tikslumą

Šiuolaikiniuose SMT komponentų montavimo įrenginiuose naudojamas dirbtinio intelekto algoritmas, siekiant pasiekti mikronų tikslumo lygį. Analizuodami realaus laiko duomenis iš greitaveikos kamerų ir jutiklių, algoritmai ciklo metu koreguoja komponentų išdėstymo trajektorijas. Tai pašalina pozicijos poslinkį, kurį sukelia šiluminis plėtimasis ar virpėjimas, leidžiant pasiekti 99,99 % išdėstymo tikslumą didelės apimties gamyboje (2023 m. tyrimas apie Dirbtinio intelekto valdomas surinkimo sistemas ).

Mokymosi algoritmai adaptacinei klaidų korekcijai ir procesų optimizavimui

Savarankiškai mokantis sistemos dabar gali numatyti klaidas dar prieš jos atsirandant. Daugiau nei 100 000 montavimo ciklų duomenimis apmokyti ML modeliai aptinka purkštuko nusidėvėjimo ar padavėjo netikslumo ankstyvus požymius, automatiškai inicijuodami kalibravimo įspėjimus. Tai sumažina taisomąsias intervencijas 63 % ir padeda pasiekti „Industry 4.0“ tikslą – defektų nebuvimą gamyboje dėka nuolatinio proceso tobulinimo.

Atvejo analizė: dirbtinio intelekto pagrįsta analitika Hunano Charmhigh gamykloje sumažino montavimo defektus 42 %

Dvylikos mėnesių tyrimas didelėje EMS paslaugų teikėjo įmonėje parodė dirbtinio intelekto perversmą. Integruodama neuronines tinklus su vaizdo sistemomis, gamykla sumažino montavimo defektus nuo 890 PPM iki 517 PPM. DI aptiko subtilius lydymosi masės nelygnumus ir komponentų „kapoto akmens“ reiškinio tendencijas, kurių rankiniu patikrinimu nepavyko pastebėti, taip ženkliai pagerindama pirmojo bandymo rezultatyvumą.

Savarankiškai optimizuojamų SMT sistemų plėtra ir diegimo strategijos

Vedančiosios gamybos įmonės dabar naudoja SMT linijas, kurios autonomiškai prisitaiko prie konstrukcijos pokyčių ar medžiagų skirtumų. Šios sistemos sujungia IoT įgalintą našumo stebėjimą su DI pagrįstu prognozavimo modeliavimu, leidžiančiu keisti PCB konstrukcijas per mažiau nei 25 minutes. Sėkmingam diegimui svarbiausia taikyti pakopinę integraciją ir darbuotojų kvalifikacijos kėlimą dirbtinio intelekto pagerintose darbo eigose.

Šešėlių kartos vaizdo sistemos submikroniniam tikslumui montuojant

Kelių kamerų konfigūracijos ir vaizdo realiuoju laiku apdorojimas 10 000–20 000 CPH

Šiuolaikinių paviršiaus montavimo technologijos komponentų montavimo įrenginiai aprūpinti keliomis kamerų matymo sistemomis, kurios gali apdoroti daugiau nei 20 000 komponentų per valandą. Šios sistemos naudoja aukštos raiškos kameras, kartais net iki 20 megapikselių, kurios dirba kartu su greitais vaizdo apdorojimo procesoriais, kad tikrintų komponentų išdėstymą vos per kelias milisekundes. Įrenginys faktiškai atlieka koregavimus dar tada, kai judina komponentus. Dėl šios pažangios konfigūracijos maži komponentai, tokie kaip mikroskopiški 0201 rezistoriai ar integriniai grandynai su tik 0,35 mm atstumu tarp išvadų, tiksliai sumontuojami ±15 mikrometrų tikslumu, net veikiant maksimaliu greičiu. Būtent toks tikslumas užtikrina modernios elektronikos gamybos patikimumą.

Submikroninio tikslumo pasiekimas miniatiūrinių spausdintinių jungiamųjų plokštelių surinkime

Šiandienos mažoje technologijų erdvėje, kur IoT moduliai ir nešiojamieji įrenginiai nuolat tampa vis mažesni, naujos kartos vaizdo sistemos dabar sujungia 3D lazerio profiliavimą su patikra iš abiejų plokštės pusių. Šios apžiūros priemonės tikrina, kiek baltymo pasta yra padengta (su apie 5 % paklaida) ir ar komponentai tinkamai gulasi ant plokštės prieš juos sumontuojant. Tai padeda išvengti erzinančių „kapo akmenų“ problemų, kurias pastebime naudojant labai mažus 01005 komponentus. Protinga programinė įranga taip pat susidoroja su problemomis, kai spausdintinės grandininės plokštės šiek tiek išsiverčia (apie 0,2 mm vienam kvadratiniam metrui). Net kai gamybos metu kinta temperatūra, šios sistemos vis tiek gali tiksliai montuoti komponentus su klaida mažesne nei vienas mikrometras.

Atvejo analizė: Vaizdu vadovaujamas montavimas sumažino netolygų išdėstymą 60 %

Vienas pirmaujantis SMT gamintojas neseniai diegė adaptuojamas vaizdo sistemas 15 surinkimo linijose, kas leido pasiekti:

Metrinė	Prieš įgyvendinimą	Po įgyvendinimo	Patobulinimas
Vidutinis netikslus išdėstymas	32µm	12,8µm	60%
Perdirbimo dažnis	1.4%	0.55%	61%

Sistemos realaus laiko defektų aptikimo galimybės kasmet sumažino pirmojo etapo išnaudojimo nuostolius 1,2 mln. USD, kaip detalizuota 2025 m. pramonės analizėje.

Būsimas integravimas: dirbtinio intelekto sustiprinta prognozuojamoji vaizdo kalibracija

Naujos sistemos integruoja mašininio mokymosi modelius, kurie iš anksto 8–12 valandų prognozuoja kamerų kalibravimo poslinkį. Analizuodamos istorinius terminius duomenis ir komponentų atpažinimo šablonus, šios dirbtinio intelekto sistemos 72 valandas trunkančių veiksmų metu palaiko submikroninį tikslumą – tai yra būtina automobilių klasei skirtų spausdintųjų grandinių plokščių gamybai, kur saugos kritiškiems ECU reikalingi ±5 µm toleransai.

Interneto ir didelių duomenų integravimas protingoms SMT gamybos linijoms

Tikrojo laiko stebėjimas per IoT įgalintas SMT komponentų montavimo mašinas

Kai gamintojai integruoja IoT technologiją į savo SMT įrangą, šios anksčiau paprastos priemonės virsta galingais duomenų rinkėjais. Jos renka informaciją apie montavimo tikslumą, stebi temperatūras ir kontroliuoja bendrą įrangos būklę kas penkias sekundes. Dėka kraštinių skaičiavimų galimybių gamyklų vadovai dabar turi prieigą prie centralizuotų skydelių, todėl kur kas lengviau nedelsiant pastebėti gamybos kamščius. Naujausias 2024 m. Pranašios gamybos ataskaitos tyrimas parodė dar kai ką įdomaus. Įmonės, kurios įdiegė šias išmaniąsias SMT sistemas, maždaug 18 % sumažino neveiklą tiesiog todėl, kad realiu laiku galėjo koreguoti padavimo greitį pagal tai, ką jiems rodė jutikliai. Iš tiesų logiška, jei pagalvoji, kiek kainuoja prastovos.

Prognozuojamoji techninė priežiūra, paremta didelėmis duomenų analizėmis

Kai algoritmai apmokomi naudojant duomenis, surinktus per daugiau nei 10 tūkstančių gamybos ciklų, jie pradeda labai gerai atpažinti problemas dar prieš joms įvykstant. Šios protingos sistemos iš tikrųjų gali prognozuoti, kada sugedę varikliai, užsikimšti sraigės arba sugesti maitinimo įrenginiai net tris dienas iki gedimo. Kaip jos tai daro? Dėmesingai stebėdamos, kaip vibruoja mašinos, ir analizuodamos termovizines nuotraukas. Visa tai tampa vertinga todėl, kad padeda gamykloms nukreipti techninio aptarnavimo pastangas ten, kur jos labiausiai reikalingos, dėl ko netikėti sustojimai sumažėja apie 40 procentų, rodo naujausi tyrimai. Be to, toks priekabiškas požiūris puikiai atitinka tai, kas vadinama „Industry 4.0“ praktikomis. Paimkime pavyzdžiui PCB gamybą – beveik du trečdaliai įmonių šioje srityje jau dabar pasikliauja šiais numatytaisiais įrankiais, siekdami stebėti savo įrangos būklę ir efektyviau valdyti turtą.

Industry 4.0: SMT sistemų jungimas prie centralizuotų valdymo centrų

Šiuolaikinės SMT linijos naudoja OPC-UA protokolus, kad sinchronizuotų detalių kėlimo ir dėjimo mašinas su kuro patepimo spausdinimo įrenginiais ir reflow krosnimis. Duomenų ežerai agreguoja veiklos metrikas per pamainas, leidžiant dirbtinio intelekto valdomą išeigos optimizavimą. 2025 m. atlikto tyrimo duomenys parodė, kad gamyklos, kuriose integruoti IIoT platformos, pasiekė 22 % greitesnį produkto keitimą dėl centralizuoto receptų valdymo.

Atvejo studija: protingoji gamykla sumažino prastovas 35 %

SMT įrangos gamintojas diegė vibracijos jutiklius ir energijos monitorius ant 87 detalių kėlimo ir dėjimo vienetų. Didelių duomenų įrankiai susiejė variklio sroves su dėjimo klaidomis, nustatydami defektuotą ašies variklį 92 % netinkamų partijų. Per 12 mėnesių tai sumažino nenuspėjamus techninės priežiūros atvejus 35 % ir pagerino vidutinį gedimų tarp laiką (MTBF) 28 %.

Modulinis dizainas, užtikrinantis lankstumą didelės įvairovės SMT gamyboje

Greita konfigūracija su patentuota moduline SMT detalių kėlimo ir dėjimo technologija

Modulinės SMT sistemos dėl keičiamųjų detalių, tokių kaip maitinimo blokai, vaizdo moduliai ir skirtingi montavimo galvutės, gali būti perkonfigūruojamos apie 50–70 procentų greičiau nei fiksuoto dizaino mašinos. Gamyklos, kuriose kasdien tvarkoma daugiau nei dešimt PCB tipų, tai turi didžiulę reikšmę. Tradicinė įranga dėl nuolatinių pakeitimo delsų dažnai kainuoja nuo aštuoniolikos iki trisdešimt dviejų tūkstančių dolerių per mėnesį. Nesenka 2024 metais atlikto vienos automatizacijos įmonės tyrimo duomenys parodė dar kai ką įdomaus: nustatyta, kad šios modulinės sistemos sumažino paruošimo laiko nevienodumą beveik trečdaliu, beveik nepakenkdamos montavimo tikslumui, kuris išlieka ribose apie plius arba minus dvylika mikrometrų.

Modulinės ir fiksuoto dizaino mašinos: našumas aukštos talpos aplinkose

Kol fiksuotos mašinos pasiekia 21 000 CPH vienprodutėse serijose, modulinės sistemos užtikrina 18 500 CPH įvairių partijų apimtyje su 0,015 mm tikslumu – strateginis kompromisas gamintojams, kurių produktų diferenciacija sudaro 58 % pajamų. Pagal 2024 m. EMS standartus, modulinės konstrukcijos taip pat sumažina netinkamo komponentų išdėstymo rodiklį 19 % sudėtinguose darbuose, kur naudojami 01005 komponentai ir 0,35 mm žingsnio integriniai grandynai.

Palaikant PCB miniatiūrizacijos ir individualizavimo tendencijas

Naujausios modulinės sistemos yra aprūpintos savęs kalibruojančiais mikroskopiniais purkštuvais bei 5 mikrometrų tikslumo vaizdo atitikimo galimybėmis, todėl jos tinka dirbti su mažais 008004 komponentais ir PCB plokštėmis, kurių plotas siekia 20 kvadratinių milimetrų. Tai reiškia, kad įmonės gali sutaupyti nuo 220 tūkstančių iki 350 tūkstančių dolerių, kuriuos būtų reikėję išleisti specializuotoms mikro surinkimo linijoms – kaip teigia 2025 metų pramonės ataskaitos, šiuo metu tokį sprendimą svarsto apie trys ketvirtadaliai originaliųjų įrangos gamintojų. Ir dar viena pranašumas: šios sistemos siūlo realaus laiko reguliavimą purkštuvų slėgiui, todėl jos be vargo perjungia veikimą tarp labai plonų lanksčiųjų grandinių, kurios yra tik 0,25 mm storio, ir standartinių šešių sluoksnių standžiųjų plokščių, visiškai nereikiant operatoriaus, kad per gamybos ciklą keistų nustatymus.

Didelio greičio ir didelės tikslumo SMT mašinos, atitinkančios 2025 metų našumo reikalavimus

Proveržiai variklių valdyme ir mechaninėje stabilumoje, leidžiantys 20 000 CPH veikimą

Šiuolaikiniai SMT komponentų montavimo aparatai dabar integruoja tiesioginio pavaro tiesiaeigius variklius ir anglies pluoštu sustiprintus rėmus, leidžiančius nuolat veikti 20 000 komponentų per valandą (CPH) greičiu, išlaikant ±3¼ m patikslumą. Šie pasiekimai sumažina vibraciją aukšto greičio surinkimo metu, ypač svarbu 01005 mikroschemų komponentams ir 0,35 mm žingsnio BGAs.

Greitio ir tikslumo balansas automatinėse ir pusiauautomatinėse mašinose

Pramonės lyderiai pasiekia optimalų našumą naudodami protingas sukimo momento valdymo sistemas, kurios automatiškai reguliuoja montavimo slėgį priklausomai nuo komponento tipo. Automatinės mašinos naudoja dvigubas konvejerines juostas nepertraukiamai gamybai, o pusiauautomatiniai modeliai siūlo lankstumą prototipų partijoms. Šiuo metu 73 % gamintojų naudoja hibridines įrangos parkus, kad efektyviai tvarkytų įvairialypes produktų mišrių.

Rinkos apžvalga: nuo 2022 m. paklausos didele tikslumu SMT įrangai padidėjo 78 %

2025 metų aukštosios kokybės SMT įrangos rinkos analizė atskleidžia sprogstamą augimą, kurį skatina 5G infrastruktūra ir automobilių elektronika. Medicinos prietaisų gamintojai dabar sudaro 28 % tikslumo SMT mašinų pirkimų, atspindintys griežtesnius tarpiklius implantuojamai elektronikai.

Strategijos našumui didinti, nesumažinant kokybės

Geriausiai dirbančios įmonės derina tris pagrindinius požiūrius:

1. Prognozuojančios techninės priežiūros algoritmai, analizuojantys variklio srovės signalus, kad išvengtų 92 % mechaninių gedimų
2. Šiluminės kompensacijos sistemos, išlaikančios ±1,5¼m padėties tikslumą temperatūros svyravimams nuo 15 iki 35°C
3. Modulinės maitinimo konstrukcijos, leidžiančios keisti formatą per <15 minučių dėl didelio mišraus gamybos kiekio

Šios inovacijos padeda gamintojams atitikti 20 % kasmetinį automobilių elektronikos surinkimo poreikių augimą, tuo pačiu išlaikant <50 ppm defektų lygį nepertraukiamoje veikloje

DUK

Kokį vaidmenį dirbtinio intelekto atlieka SMT komponentų montavimo aparatuose?

Dirbtinio intelekto valdoma sistema padidina komponentų montavimo tikslumą, analizuodama tikro laiko duomenis ir koreguodama komponentų trajektorijas ciklo metu, dėl ko masinės gamybos tikslumas pasiekia 99,99 %.

Kaip SMT sistemos pasiekia submikroninį tikslumą?

Tolimesnio kartos vaizdo sistemos derina 3D lazerinį profiliavimą su abiejų plokštės pusių patikrinimais, užtikrindamos tikslią komponentų išdėstymo vientisumą net esant temperatūros pokyčiams bei nedideliam plokštės išlinkimui.

Kokie naudingi IoT integravimo aspektai SMT gamybos linijose?

IoT galinėmis SMT mašinomis suteikiamos tikro laiko stebėsenos galimybės, sumažinant neveikiančius laikus ir leidžiant greitai koreguoti gamybos procesus remiantis jutiklių grįžtamuoju ryškiu.

Kodėl modulinė konstrukcija yra pageidautina aukštos įvairovės SMT gamyboje?

Modulinės SMT sistemos siūlo lankstumą dėka greitos perkėlimo galimybės, sumažindamos paruošimo netikslumus ir išlaikydamos montavimo tikslumą – tai labai svarbu gaminant produktus su įvairiomis specifikacijomis.