Як вибрати машину вибору та розміщення

Як вибрати машину вибору та розміщення

Машина Pick and Place є другим кроком у роботі зі складанням, розміщенням, повторним складанням. Функція "Місце" слідує за функцією "пайки пасти" (трафаретний принтер). Операція "місце" вибирає та доставляє компонент над дошкою і викидає його на позицію. Найпростіший спосіб вибору та розміщення операцій здійснюється вручну, тобто вручну вибирає компонент з контейнера і, за допомогою пари щипців та збільшувального скла, розташовуючи його на дошці та завершуючи операцію з ручним способом, проводиться паяльник

Цей метод добре працює, якщо ви виконуєте лише випадкові плати. Інші речі, які слід враховувати - розмір компонентів (великий або малий) - впливає на час, необхідний для розміщення та припадіння. Високі компоненти тону є ще однією проблемою, де потрібна більша точність і точність, а людський фактор вступає у гру. Робота потім стає більш втомленим і трудомістким.

По-перше, ми зосередитимемося на ручних системах, призначених для машин, для користувачів, зацікавлених у переході від пари дощок до значно вищих обсягів виробництва. Повністю автоматичні системи досить складні, і ми покриємо їх окремо.

ВИРОБНИЧИЙ ОБ'ЄМО

Почнемо з розгляду виробничих діапазонів для різних типів машинних ручних систем. Для порівняння, оскільки всі плати змінюються за розміром і складністю, ми будемо говорити про обсяги з точки зору компонентів на годину або CPH. Це допоможе вам вирішити, який рівень автоматизації вам знадобиться.

На самому низькому боці шкали - за допомогою системи ручної руки - єдиним способом є відповідний ручний інструмент для ручного розміщення, що не пов'язаний з машиною. На високому кінці спектру ці машини часто модульні або настроєні для швидкої автоматичної роботи. Покупці на цьому ринку, ймовірно, шукають більше рентабельності інвестицій, ніж початкові витрати.

Рис 1: Приклад ручного голови та підлокітника для підтримки

Ручні та напівавтоматичні системи

Система ручного вибору та розміщення бажана для малих, зростаючих операцій, які мають збільшувати свої ручні обсяги виробництва поступово, а також покращувати якість, таким чином зменшуючи переробку чи відмову; однак, точність розміщення все ще обмежується можливостями оператора. Переваги ручної системи машинного руху включають:

• Менше втоми стосовно експлуатації

• Менше помилок місць розташування

• Кращий контроль

• Покращена врожайність, менше переробки

Автоматизована ручна система може бути обладнана такими функціями, як таблиця індексів XY з головною головкою вакууму або ручкою; ергономічний фільтр, що допомагає зменшити стомлюваність оператора; і додаткове фіксування для θ (обертання) та Z (висота) позиціонування на додаток до X і Y.

Рис 2. Компонентні лотки та подачі

Деякі машини пропонують додатковий диспенсер рідини з паяльним паром, який застосовується безпосередньо перед розміщенням компонента на платі, якщо трафаретний принтер не використовувався. Додаткові параметри включають:

• Лотки для обробки компонентів

• Рідкий дозатор

• Стрічкові фідери

• Стійки для подачі

• Варіант допомоги Vision

• Додаткові стійки

У більшості випадків системи ручного керування машинами можна придбати лише з нагальними потребами, а бажані варіанти можна додавати пізніше, коли вони потрібні.

Рис. 3: ручна машина з урахуванням зору

Напівавтоматичні системи

На сьогоднішній день дуже мало напівавтоматичних машин все ще виробляється через збільшення доступності деяких більш автоматизованих систем на ринку. Вони були спочатку введені в той час, коли стрибок від ручних до повністю автоматичних систем був просто занадто дорогим і були доступні з деякими функціями для допомоги в ручному режимі.

Більш правильно називають "системи розширеного ручного керування", машини для вибору та розміщення напів-автоматичних пристроїв зазвичай включають комп'ютерний інтерфейс із системою зору, яка показує, куди йдуть компоненти, але сама по собі розташування все ще виконується вручну. Цей тип машини допомагає оператору позиціонувати надто тонкі компоненти висоти більш точно для прикладних програм невеликого обсягу, операцію, яку дуже важко виконати, використовуючи просту машинну ручну машину.

Простота використання

Більшість машин для вибору і розміщення оброблятимуть досить широкий вибір розмірів дошки, а робочий стіл призначений для розміщення дошками до 16 "x 24". Існує також легкість контролю над компонентами, які допомагають точності, а також простою кривої навчання. У більшості випадків навчання не потрібне.

Не забувайте про електричні вимоги. Переконайтеся, що пристрій, який ви купуєте, буде підключатися та грати у вашому середовищі, не затягуючи нову проводку, ані плануйте адаптер / трансформатор.

АВТОМАТИЧНІ МАШИНИ

Почнемо з того, що ми говоримо про два аспекти можливостей машини - точність та повторюваність, а також методи виділення та розміщення.

ТОЧНІСТЬ ТА ПОПЕРЕДЖЕННЯ

Для виробничих машин ми зазвичай рекомендуємо шукати машину з точністю +/- .001 "і до повної потужності 12 міліметрів на постійній основі. Менш дорогі машини часто не відповідають цим специфікаціям, тому це те, про що слід знати.

Більшість недорогих машин також не стануть стандартними з комп'ютером або програмним забезпеченням, яке може допомогти з аспектами повторюваності, якщо не точністю. Хоча деякі можуть запропонувати вдосконалену технологію - більшість цього не роблять.

ВИБЕРІТЬ ТА МІСЦЕВІ МЕТОДИ ЦЕНТРУ

Існує чотири (4) способи збору та розміщення:

• Немає центрування

• Лазерна центровка

• Механічні (щелепи)

• Центрація зору

1. Метод 1: відсутній механізм центрування, за винятком залежно від точки збору компонент для розміщення. Іншими словами, ця частина не є фізично центрованою після того, як вона підібрана головкою інструмента, і якщо вона буде вибрана з центру на інструмент, вона буде відцентрована, коли вона буде розміщена на дошці. Це, очевидно, не дуже точний метод розміщення, оскільки немає визначеної толерантності. Ви можете розраховувати на те, що знайдете цей спосіб, який використовують любителі або інструктори, але, звичайно, не в будь-якій точці виробничого середовища. Існує не так багато варіантів, і довгострокова надійність є сумнівною.

• a. Плюси: низька вартість.

• б Мінуси: низька точність, повторюваність та довгострокова надійність, відсутність опцій або запчастини.

• с Діапазон розмірів: відсутні визначені допуски

Рис 4: Механічне центрування

2. Метод 2: Механічні центральні щелепи або пальці. У цьому методі компонент підібраний і переміщений у його центральне положення в осі X і Y на маніпуляторі. Як правило, цей спосіб легко встановлювати та повторювати протягом +/-. 001 "точності. Цей метод центровки, як правило, знаходиться в машинах низького та середнього діапазону.

• a. Плюси: легко навчатися і створювати; повторюваний; один з найшвидших методів в даний час; справжня система "на льоту"; низька вартість.

• б Мінуси: фізично торкається компонентів, які можуть не підходити для певних типів деталей, особливо тих, що мають делікатні відведення.

• с Діапазон розмірів: 0201 упаковка площею до 35 мм.

3. Метод 3: Лазерна центровка У цьому методі компонент підбирається вбудованим лазерним променем, який виявляє центральну позицію компонента на головці інструмента та перераховує нульову точку частини відповідно до її положення в осей X, Y та обертове положення щодо голови для точного розміщення на дошці.

Рис. 5: Механічний квадрат (стара версія)

• a. Плюси: безконтактні; на льоту (подібно до механічного методу).

• б Мінуси: він менш надійний. Існують обмеження на типи частин, які він може обробляти, наприклад, дуже тонкі компоненти (якщо .050 тонкі, їх, можливо, доведеться скинути через варіації частини, навіть від того ж постачальника); вимагає більш довгого часу встановлення, оскільки вісь Z (товщина деталі) повинна бути визначена; більш дорожче, ніж Механічне Центрування, але приблизно так само, як Vision.

• с Розмір діапазону: не можна розташувати частинки нижче 0402 упаковок або площею більше 35 мм.

4. Метод 4: Центрація зору Тут існують два типи: Look-Down та Look-Up. Погляд вниз буде розглядати верхню частину компонента, перш ніж збирати його для місця його збору. Потім він обчислює його центр, порівнює його з його файлом зображень із збереженої бази даних, потім підбирає компонент і переносить його в свою позицію на дошці.

• a. Плюси: справжнє безконтактне центрування; може обробляти непарні і делікатні компоненти; Позиція "Look-Down Vision Centering" точно до +/-. 004 ".

• б Мінуси: зазвичай тривалість встановлення часу обумовлена необхідністю навчити систему зору, як визначити частину зображень, які зберігаються в базі даних машини; більш повільний спосіб центрування завдяки тимчасовому фрагменту, необхідному для обробки; Бачення коштує дорожче, ніж механічний метод; Для зіткнення зі знизу частина може рухатися від точки збору до місця розташування на дошці.

• с Діапазон розмірів: 0402 - 15 мм

Рис. 6: центрирування зору та огляду

Метод Look-Up Vision є найточнішим методом центрирування. Компонент спочатку підбирається з області знімання, переміщується до камери, яка дивиться на нижню частину компонента, і обчислює його центральну позицію.

• a. Плюси: справжня безконтактна центровка, обробка делікатних компонентів; точність до +/- .001 "позиціонування

• б Мінуси. Як правило, більш тривалий час встановлення пояснюється необхідністю навчити систему зору, як ідентифікувати зображення, яке зберігається в базі даних машини; більш повільний метод центрування через час обробки; Бачення коштує дорожче, ніж механічний метод.

• с Діапазон розмірів: 01005 - 50 мм (можна побачити менше і більше деталей)

Метод Pick-and-Centering, який ви виберете, матиме великий вплив на якість та швидкість ваших виробничих потреб, а також про те, як пов'язувати цю точність з машиною. Але це тільки початок.

Як і у будь-якої складної машини, існують компроміси між вартістю та можливостями, деякі з яких конкретно стосуються точності виробництва та продуктивності. Ми звернемося до наступного:

1. Механічні методи позиціонування

2. Машинобудування

3. Пайка пасти рідина дозування

4. Компоненти подачі

Для перегляду, коли ви починаєте процес оцінки, є два визначальних фактори, які слід пам'ятати, які визначають, яка категорія відповідає потребам вашої машини. Першим основним фактором є CPH (компоненти на годину), а вторинний фактор - машинна здатність. Хоча це конструктивне початок з розуміння того, як обсяги виробництва впливають на тип та продуктивність машини для вибору місця, зверніться до попередніх двох розділів для цих діапазонів.

Машинний потенціал є другим визначальним фактором, який допомагає вибирати правильний автоматичний забір і розміщення машини для ваших потреб. У цьому розділі ми розглянемо три аспекти машинного потенціалу, які безпосередньо впливають на якість та продуктивність останньої.

КОМПОНЕНТНІ ПОЗИЦІЙНІ СИСТЕМИ

Рис. 7: Компонентний пікап

Після того, як кожен компонент підібраний і сфокусований на інструменті одним із способів, описаних у попередньому розділі, його слід точно розташувати на дошці в позиції XY. Існує три методи, які зазвичай використовуються для позиціонування:

• Позиціонування без системи зворотного зв'язку (система відкритого циклу)

• Позиціонування з поворотними датчиками (система замкнутого циклу)

• Позиціонування з лінійними кодерами (система замкнутого циклу)

Метод 1: без петлі зворотного зв'язку для позиціонування У цій системі двигун відводить частину до розташування на платі, визначеній у програмі, за кількістю кроків на кожній осі XY, але немає можливості визначити, чи дійсно він закінчується праворуч місце Ці системи використовують крокових двигунів для позиціонування.

• a. Плюси: низька вартість

• б Мінуси: ненадійна точність; не рекомендується для високоякісної продукції

Спосіб 2. Позиціонування з поворотним датчиком У цьому способі кодер встановлюється безпосередньо на вал двигуна та забезпечує зворотний зв'язок з положеннями системи керування; однак, він повідомляє тільки положення двигуна, а не фактичне положення осі xy. Це залежить від решти механічних компонентів, які складають машину. Ці машини можуть використовувати степпер або серводвигуни. (і, як правило, пов'язано з ціною)

• с Плюси: низька вартість; ця система широко використовується на машинах початкового рівня

• д. Мінуси: типова точність позиціонування +/- .005 "

Метод 3: Позиціонування з лінійним кодером. У цьому методі лінійні ваги встановлюються на осі XY машини таблиці, а кодер встановлюється на пучку, який буде нести компоненти. Цей метод повідомить фактичну позицію назад у систему управління та внесе необхідні зміни в позицію, запрограмовану, якщо потрібно, в межах декількох мікрон фактичного розташування X & Y для розташування компонентів (що, як правило, становить 12 800 кроків або кроків для кожного дюйм подорожі). Кращі машини цієї категорії використовують серводвигуни.

• е Плюси: дуже висока точність, до +/- .0005 "; дуже повторюваний

• ф Мінуси: дорожче, але необхідно для високоцінної продукції

ПРИМІТКА . Якість кодера (датчик зворотного зв'язку) є важливим елементом у всій системі та впливає на точність.

Рисунок 8: Зварне спорудження

МАШИНА БУДІВНИЦТВО

Під час вибору машини для вибору місця ви повинні знати, що його конструкція буде диктувати свій ефективний діапазон і відстань CPH, включаючи міркування щодо кількості компонентів подавачів, які він може розмістити.

1. Зварювальна сталь . Найбільш точна машина матиме раму, зроблену з твердої зварної конструкційної сталевої трубки. Це забезпечує значну стійкість, необхідну для точного позиціонування та високошвидкісного переміщення осей X & Y. Цей спосіб будівництва рекомендується для будь-яких виробничих середовищ, і він буде залишатися стабільним, не вимагаючи постійної калібрування.

2. Рамка з болтом : екструдоване алюмінієве або сформоване каркас з листового металу буде мати меншу початкову точність, ніж зварена рама, і вона повинна буде працювати повільніше, оскільки вона не може впоратися з швидкими інерційними зрушеннями руху осі X - Y. Крім того, воно, ймовірно, вийде з калібрування часто, що негативно вплине на робочий час, простою та прибутковість. (Нижня вартість зазвичай відображає слабку конструкцію.)

ПІДПРИЄМНИЦТВО ПАСТА / ФЛЮЇДА

Будь-яка машина для вибору та розміщення повинна бути спроможною запропонувати системи подачі рідини. Найпоширеніші рідини включають в себе припої пасти, клеї, мастильні матеріали, епоксидні смоли, флюси, клеї, герметики тощо. Це цінний варіант при створенні прототипів або одноразових агрегатів друкованої плати, які не вимагають витрат на спеціальний трафарет для друку або фольгу.

Рис 9: робоча колода з компонентними живильниками

КОМПОНЕНТОВІ ПОДАЧІ

Якщо виробництво машини буде присвячено невеликій кількості компонентів і типу роботи, дуже легко визначити кількість та тип подавачів. Однак це, як правило, не стосується магазинів зі складання контрактів, оскільки вони не знають, який тип дошки та скільки різних компонентів потребує наступна робота. Деякі виробники також потребують гнучкості для широкого кола конфігурацій плати, особливо якщо вони мають намір використовувати одну і ту ж машину для прототипів та декількох різних виробничих плат. Отже, в таких випадках корисно розглянути машину з найбільшою кількістю позиції пристрою та опціями, які дозволять розмістити слід, який може обробляти простір.

Види подавачів включають:

1. Закріплені полотнища зазвичай пов'язані з низьким обсягом світла.

2. Тримачі лоток для матриці використовуються для компонентів, які не доступні на стрічці.

3. Трубопровідники подають компоненти, що поставляються в трубах.

4. Електричні стрічки (і катушки) живильники, як правило, дорожче спочатку, але пропонують найкращі довгострокові інвестиції. Електричні стрічки-подавачі доступні в якості одиничних пристроїв різного розміру і охоплюють діапазон 0201 компонентів до 56 мм великих компонентів. Багато виробників тепер пропонують кілька подавачів (відомих як податковий банк). Вони доступні для стрічки 8 мм і можуть містити до дванадцяти 8-міліметрового смуги живлення на одиницю.

Рис 10: Стрічковий фідер

Оскільки компоненти упаковуються у багатьох формах, наприклад, дискретні компоненти на стрічці, квадратні пакети, матричні талони, трубки, нарізні стрічки та інше, ваш вибір подавачів буде залежати від вашої продукції, а також від будь-яких обмежень щодо розміру. Хорошим відправним пунктом є придбання більшості фідерів, які ви можете придбати у доступному для вас місці.

ПЗ

Розглядаючи покупку машини Pick і Place, одним з найважливіших міркувань є інтерфейс програмного забезпечення. Для користувачів у діапазоні низького та середнього обсягу, які визначаються як до 8000 CPH, є три основні цілі гарної операційної системи:

1. Максимум простоти використання

2. Забезпечення широкої гнучкості

3. Оптимізація продуктивності

Рис 11: Плита, що затримує машину

Простота використання

Оскільки операції зборки малих і середніх об'ємів часто повинні змінювати проекти, легкість налаштування та використання є набагато важливішим фактором, ніж це для операцій великого обсягу, коли одна установка може обробляти кілька сотень тисяч компонентів. Асемблер робочого магазину повинен бути достатньо гнучким, щоб швидко перейти до різноманітних виробничих потреб у широкому діапазоні розмірів та компонентів плати. Машина також повинна вміти працювати з широким діапазоном розмірів компонентів, від дуже маленьких до дуже великих, без навантаження на налаштування та тестування.

На відміну від цього, великі виробничі машини часто складаються з декількох модулів систем вибору та розміщення, розташованих в режимі он-лайн, де вони потрібні більшою мірою для чітких деталей, чіп стрільців або додаткових завдань. Це дозволяє виробнику великого об'єму налаштовувати лінію, щоб оптимізувати швидкість виробництва, ефективність та якість. У цих середовищах можна допустити більш довгу установку, оскільки вона буде складатися з ефективності виробництва.

По-перше, деякі основні питання:

1. Чи є модель, яку ви шукаєте, поставляється з комп'ютером або просто програмним забезпеченням? Це ні добре, ні погано, оскільки деякі користувачі вважають за краще встановлювати програмне забезпечення на власних комп'ютерах; однак, повністю інтегрована система гарантує, що проблем із сумісністю програмного забезпечення не буде, і це може покращити встановлення та налаштування.

2. Чи працює машина на знайомому графічному інтерфейсі користувача (GUI), такому як Windows ™ або фірмова система? Більшість кожного оператора одразу ж ознайомиться з інтуїтивно зрозумілим інтерфейсом умовності Windows, що є ключовим фактором прискорення зручності використання, особливо для нової машини. Власний графічний інтерфейс може вимагати більш тривалу криву навчання.

Майстерні набору оператора слід доповнити постачальник машин за допомогою:

1. Хороша документація

2. Практичні заняття або відео

3. Утиліта для навчання машин загальних компонентів і повторюваних процедур

Для машин, що обробляють понад 8000 КПН, передбачається більш висока крива навчання, оскільки складність значно зростає.

Гнучкість

Важливою утилітою, яку потрібно шукати, надає індивідуальному ассемблеру велику гнучкість, це універсальна функція перекладача САПР (UCT). УКТ дозволяє користувачам імпортувати дані про вибір і місце в базу даних машини, щоб допомогти створити програму та масштабувати її. Коли проект починається, користувач вибирає програму для запуску з архіву набору файлів. Це дозволяє швидко перейти від однієї дошки до іншого, оскільки все програмне забезпечення запам'ятовується.

Рис. 12: Екран програми універсальної САПР (UCT)

Ще однією особливістю, яку потрібно шукати, є магістральний джерело живлення та компонентна база даних. Після того як оператор зберігає дані компонентів, він зберігається назавжди, і його можна отримати та імпортувати до будь-якої нової настройки конфігурації плати. Ця база даних зростає, коли ви додаєте компоненти, тому з часом ви будете витрачати менше часу на програмування та більше часу на виробництво. Часто база даних запам'ятовує інвентаризацію, тому що ви використовуєте компоненти, інший запас завжди буде доступний для перевірки. Це чудова функція планування та інвентаризації.

Переконайтеся, що система, яку ви розглядаєте, зберігає дані лише для окремих дощок, а не для всієї бази даних компонентів. Якщо так, він буде пам'ятати лише деякі дані компонента плати, і він не відображатиме всі наявні рекламні ресурси.

Рис. 13: Екран моделювання автономного режиму для оптимізації

Оптимізація

Деякі утиліти часто забезпечуються добре продуманою машиною, яка допомагає налаштувати та програмувати систему. Одним з найважливіших програм, що впливають на оптимізовану продуктивність, є офлайнове програмне забезпечення.

Офлайн-програмне забезпечення дозволяє користувачеві імітувати процедуру вибору та розміщення машини у віддаленій середовищі для програмування. Він може бути встановлений на будь-якому комп'ютері та виглядає так само, як графічний інтерфейс комп'ютера. Це дозволяє користувачеві маніпулювати програмою для сортування функцій і модифікації рядків програми для найбільш ефективного використання та швидкості, наприклад, шляхом агрегування компонентів однотипного типу в тій же послідовності, мінімізації змін інструментів та часу, необхідного для виконання цих функцій. Він також може створювати посилання на плату для мультиплатформ до запуску на машині.

Щоб прискорити перехід на роботу, інтерфейс програмного забезпечення повинен включати підпрограми для звичайних операцій, таких як встановлення матричних лотків, ідентифікація стрічок для стрічки та навчання для центрів зору. Розширюючись на останній момент, інтерпретація зображення має бути чіткою та зрозумілою; якщо це не так, і машині важко розпізнати компонент, результат може стати непридатним компонентом, що призведе до непотрібної переробки. Добре розроблений програмний інтерфейс буде захоплювати цілий спектр властивостей зображення для кожного типу компонентів, який є репрезентативним для прийнятної частини, і зберігати його як схвалений файл. Це покращує швидкість, повторюваність та ефективність, а також якість останньої плати.

Інші міркування

Так само важливо, як фізичні особливості машини для вибору та розміщення якості - "м'які" функції. Переконайтеся в тому, що:

1. Наявність на місці або фабричного тренінгу?

2. Дистанційна діагностика - чи може ваш постачальник надавати це за допомогою онлайн-підтримки?

3. Критичні оновлення програмного забезпечення - чи вони приходять безкоштовно або за ціною?

4. Чи існує інтерфейс програмного забезпечення для попереднього продажу?

ПІДТРИМКА ПОСЛУГИ

Оцінюючи будь-який тип машини SMT, розгляньте фабричну підтримку як один із найважливіших активів вашої покупки. Найкращий спосіб дізнатися, як компанія поводиться зі своїми клієнтами, - це з перших поглядів. Поговоріть із кількома клієнтами, щоб дізнатись, наскільки щасливі вони з машиною, продавцем та підтримкою, яку вони надають. Де виробничий цех? Чи можуть вони допомогти вирішити проблеми вирівнювання по телефону? Чи пропонують вони польові послуги? Чи є у них запасні частини на складі для негайного відвантаження? Незважаючи на те, що на ринку не використовується ринок для ручного, машинного або покращеного обладнання для ручного вибору та розміщення машин, доречно попросити свого постачальника про свої старі машини в полі, і якщо в дорозі, запасні частини доступні, а також про їх здатність налаштувати запасну частину, якщо машина застаріє. Запитайте, який очікуваний життєвий цикл продукту. Промисловий стандарт - сім років. Пам'ятайте, що існує відмінність справжнього виробника та постачальника обладнання або дистриб'ютора.