Muntatge de robots

Visió general de les aplicacions del muntatge robòtic en la indústria PCBA

El muntatge robòtic fa referència a l'automatització de tot el procés PCBA o d'operacions clau mitjançant sistemes robòtics automàtics, cobrint aspectes fonamentals com la col·locació de components, soldadura, proves, inserció i envasat. Com a component clau de la fabricació intel·ligent, el muntatge robòtic s'ha convertit en un suport tecnològic essencial per a Kingfield per millorar l'eficiència de producció PCBA, assegurar la consistència dels productes i adaptar-se a les necessitats de la fabricació d'alta gamma. La seva aplicació abasta tot el cicle de vida, des del prototipatge fins a la producció en sèrie, impulsant la transformació de la indústria PCBA des de la fabricació "intensiva en mà d'obra" cap a la fabricació "intensiva en tecnologia".

I. Escenaris d'aplicació fonamentals del muntatge robòtic PCBA

1. Muntatge de components d'alta precisió

El muntatge robòtic s'utilitza àmpliament en el procés SMT, amb equips principals que inclouen sistemes automàtics com màquines de col·locació i impressores de pasta de soldar. Per a dispositius d'altíssima precisió envasats, com components ultraminis, BGA i QFP, els robots aconsegueixen una col·locació precisa mitjançant tecnologia de posicionament per visió, amb velocitats de col·locació que superen les 100.000 punts per hora, molt per sobre de l'eficiència manual. És compatible amb les necessitats de producció de Kingfield per a PCBs d'alta densitat, tauletes controladores Mini LED i altres productes d'alta gamma, evitant problemes com desalineació de components, col·locació invertida o omissions causades per la col·locació manual, i millorant significativament el rendiment del procés.

2. Soldadura i interconnexió automàtiques

La soldadura robòtica és un procés clau per garantir la fiabilitat de les connexions elèctriques en les PCBAs.

Les tecnologies més habituals inclouen:

· Robots de soldadura per refluït: Aquests aconsegueixen la soldadura de components en lot mitjançant perfils de control precís de la temperatura, evitant problemes com unions de soldadura fredes, ponts i danys per sobrecalfament habituals en la soldadura manual.

· Robots de soldadura per ona selectiva: Aquests robots pulveritzen soldadura amb precisió mitjançant capçals programables per a components de forats passants, adaptant-se a productes PCBA d'assemblatge híbrid (SMT+THD) i millorant la consistència de la soldadura.

· Robots de soldadura làser: Utilitzats en escenaris d’alta precisió i alta fiabilitat, aquests robots tenen una zona afectada tèrmicament reduïda i són adequats per a la soldadura d’unions petites i components sensibles a la calor.

3. Automatització de la inserció i muntatge

Per als dispositius de forat passant que requereixen inserció manual, el sistema robòtic d’assemblatge aconsegueix la inserció automàtica mitjançant una combinació de braços robòtics i fixturs:
Permet l'alternança flexible entre diversos tipus de dispositius i s'adapta als requisits d'inserció de diferents productes PCBA mitjançant lògica programable; resol problemes com la baixa eficiència, l'elevada intensitat de mà d'obra i els danys en els dispositius causats per una força d'inserció desigual en la inserció manual, i és especialment adequat per a Kingfield en escenaris de producció massiva com ara taules de control industrial i taules d'alimentació.

4. Proves automàtiques i control de qualitat

La profunda integració de les tecnologies de muntatge robòtic i inspecció forma un bucle tancat de "muntatge-inspecció":

· Robot d'inspecció visual: Identifica automàticament problemes com desalineacions en el posicionament, defectes de soldadura i components absents mitjançant algorismes de visió artificial. La velocitat d'inspecció és de 5 a 10 vegades més ràpida que la inspecció manual, amb una taxa de falsos positius inferior a l'0,1%;

· Robot de proves en circuit (ICT): Realitza automàticament proves de rendiment elèctric en PCBAs, pujant les dades al sistema MES en temps real per a la traçabilitat de qualitat;

· Robot d'inspecció per raigs X: Detecta defectes ocults en soldadures de la part inferior de dispositius envasats com BGA, CSP i altres mitjançant inspecció per penetració de raigs X, assegurant la qualitat de productes altament fiables.

5. Envasat posterior i muntatge final

En els processos posteriors del PCBA, el muntatge robòtic és responsable d'operacions com l'envasat del carenat, inserció i extracció de connectors, i soldadura de cables: Els robots col·laboratius treballen en paral·lel amb humans per completar processos complexos com el muntatge de carenats pesants i la soldadura precisa de cables, equilibrant flexibilitat i precisió; Adaptant-se a les necessitats personalitzades de Kingfield, suporta el canvi ràpid de múltiples varietats i lots petits de productes, i redueix els cicles de lliurament dels productes.

II. Avantatges clau del muntatge robòtic

1. Millora de l'eficiència: superació del coll d'ampolla de la productivitat manual

Els robots poden funcionar 24 hores al dia sense fatiga ni alteracions emocionals. La capacitat d'una línia d'assemblatge robotitzada és de 3 a 5 vegades la d'una línia de producció manual. Per a comandes massives, es pot aconseguir una "producció sense personal" mitjançant la col·laboració de diversos robots, cosa que pot reduir significativament el cicle de producció i ajudar Kingfield a respondre ràpidament a les necessitats de lliurament del client.

2. Assegurament de la qualitat: millora contínua de la consistència del producte
El muntatge robòtic ofereix una repetibilitat superior i una estabilitat operativa comparat amb el muntatge manual, controlant les taxes de defectes com ara desviacions en la col·locació i defectes de soldadura per sota d'una entre un milió. Mitjançant la programació digital i la solidificació de paràmetres, assegura que els estàndards de producció de cada PCBA siguin completament consistents, cosa que el fa especialment adequat per a indústries amb requisits de fiabilitat extremadament alts, com l'electrònica automotriu i l'equipament mèdic, reforçant així la reputació de Kingfield en qualitat.

3. Optimització de costos: Reducció a llarg termini dels costos generals de producció

Tot i que la inversió inicial en robots és elevada, a llarg termini poden reduir significativament els costos:

• Costos de mà d'obra: Reduir la dependència de treballadors qualificats, disminuint els costos de contractació, formació i gestió;

• Costos de pèrdues: Reduir els danys als components i el rebut de PCB causats per operacions manuals, disminuint les taxes de pèrdua de materials;

• Costos de gestió: el monitoratge en temps real de les dades de producció mitjançant el sistema MES optimitza la programació de la producció i redueix el malbaratament de capacitat.

4. Producció flexible: adaptable a necessitats diverses i personalitzades.

Els sistemes moderns d’assemblatge robòtic admeten una programació i canvi ràpids. Per al negoci personalitzat de PCBA de Kingfield, els paràmetres de la línia de producció es poden ajustar en 1-2 hores sense necessitat de modificacions d’equipament a gran escala, permetent així una producció eficient de comandes de "petits lots, múltiples sèries" i millorant la resposta al mercat.

5. Actualització de seguretat: reducció dels riscos de seguretat en la producció

El procés de producció de PCBA comporta riscos potencials com la soldadura, altes temperatures i productes químics. L’assemblatge robòtic pot substituir la mà d’obra humana per completar processos d’alt risc i reduir així el risc d’accidents laborals. Al mateix temps, els robots col·laboratius disposen de funcions de detecció de col·lisions i poden treballar de manera segura amb persones, equilibrant l’eficiència de producció i la seguretat operativa.

III. Característiques Tècniques i Valor d'Aplicació del Muntatge Robòtic Kingfield

A partir de la seva experiència tecnològica i les necessitats del client en la indústria PCBA, Kingfield ha desenvolupat una solució de muntatge robòtic "personalitzada + intel·ligent + integrada":

• Adaptació personalitzada: optimització dels paràmetres de muntatge del robot per adaptar-los a les característiques dels productes PCBA en diferents indústries;

• Integració intel·ligent: integració de la inspecció visual amb IA, el sistema de gestió de producció MES i la tecnologia de bessó digital per assolir el monitoratge en temps real, la traçabilitat de dades i l'optimització intel·ligent del procés de producció;

• Servei integrat: Ofereix serveis complets des de la selecció del robot, la configuració de la línia de producció, la programació i depuració fins al manteniment posterior, ajudant els clients a implementar ràpidament la producció automatitzada i reduint les barreres tècniques. Mitjançant l'aplicació profunda de la tecnologia de muntatge de robots, Kingfield no només aconsegueix una millora doble en l'eficiència de producció i la qualitat del producte, sinó que també ofereix als clients solucions PCBA "eficients, fiables i personalitzades", reforçant la seva competitivitat clau en el camp de les solucions PCBA d'alta densitat, alta fiabilitat i personalitzades, impulsant l'actualització de la fabricació intel·ligent en la indústria.

Visió pas a pas del procés d'assemblatge de PCB per robot

El muntatge robòtic de PCB és un procés automatitzat que integra mecànica de precisió, posicionament visual i control intel·ligent. El seu nucli gira al voltant d'un bucle tancat de "posicionament precís - manipulació de components - muntatge precís - inspecció de qualitat". A continuació es mostra una descomposició estandarditzada pas a pas, ajustada a la lògica real de producció industrial:

1. Preparacions prèvies:

· Netejament i posicionament del PCB El robot rep la placa PCB mitjançant un mòdul de càrrega automatitzat. Primer, es sotmet a una neteja de plasma o a la retirada de pols amb brotxa per eliminar oli i pols dels pads de solda. A continuació, la PCB es fixa en un portador i el sistema de coordenades de la PCB es calibra mitjançant el reconeixement visual de punts de referència per garantir la precisió de referència del muntatge.

· Presaturació de paràmetres i importació de programa: A partir dels documents de disseny de la PCB, es importen al sistema de control paràmetres com les coordenades dels components, les especificacions del paquet i la seqüència de muntatge. El robot preseteja el seu camí de moviment mitjançant programació fora de línia o en mode d'ensenyament per evitar riscos d'interferència.

· Preparació del material: Els components de muntatge superficial es carreguen en cintes transportadores, safates o bastidors tubulars. Després que el mòdul de detecció de material confirmi que el model i l'orientació del component són correctes, els components es transporten fins a l'estació de presa del robot.

2. Muntatge del nucli: Recollida de components - Posicionament - Muntatge

Pas 1: Recollida de components El braç robòtic està equipat amb una broqueta de buit o pinça i canvia automàticament a l'eina adequada segons la mida del component. Utilitza un sistema de visió per identificar la posició i orientació dels components al suport i recull els components amb precisió, evitant danys o caigudes dels components.
Pas 2: Correcció de l'orientació del component Després de ser recollits, els components passen per una identificació secundària mitjançant el mòdul d'inspecció visual per corregir qualsevol desplaçament o angle de rotació, assegurant una alineació precisa entre les patilles i les pistes del PCB, especialment adequat per a components d'embalatge d'alta densitat com BGA i QFP.
Pas 3: Muntatge de precisió El robot es desplaça al llarg d'un camí predeterminat fins a la posició corresponent del contacte a la PCB i col·loca el component suau o l'insereix al forat del contacte. En el procés de muntatge superficial, un cop el component està fixat al contacte, la broqueta de buit allibera la pressió. En el procés de forats passants, el braç robòtic ajuda a inserir completament les potes del component per garantir un bon contacte.
Pas 4: Soldadura i curat Per al muntatge SMT, la PCB muntada es transporta a un forn de refluix on la pasta de soldadura es cura a altes temperatures per assolir la connexió elèctrica entre els components i la PCB. El robot pot anar equipat amb un mòdul de soldadura en línia per completar la soldadura per ona o la soldadura puntual de components de forats passants.

3. Inspecció de qualitat: Verificació en temps real i eliminació de defectes

· Inspecció visual en línia (AOI): Després de l'assemblatge amb robot, l'equipament d'inspecció AOI escaneja automàticament la PCB, la compara amb imatges estàndard i identifica defectes com ara components absents, components incorrectes, desalineacions i unions de soldadura fredes, amb una precisió d'inspecció fins al nivell del micròmetre.

· Proves de rendiment elèctric: Mitjançant mòduls de proves amb llit d'agulles o proves amb sonda volant, es testen els paràmetres elèctrics del circuit PCB, com ara la conductivitat i l'aïllament, eliminant així fallades ocultes.

· Tractament de defectes: Els productes defectuosos detectats són marcats automàticament i transportats a la estació de reprocessament, mentre que els productes qualificats passen al següent procés, assolint un bucle tancat automatitzat d'"assemblatge-inspecció-classificació".

4. Processos següents: Processament del producte acabat i traçabilitat de dades

• Netegesa i protecció de la PCB: Els productes qualificats passen per una eliminació de pols i un recobriment conformal, seguits d'una reinspecció visual per assegurar que no queden impureses residuals ni defectes de muntatge.

• Descàrrega i envasat automàtics: Els robots extreuen les PCB muntades dels portadors i les apilen ordenadament en lots a contenidors o línies de transport, a l'espera dels processos posteriors d'envasat.

• Registre de dades i traçabilitat: Els paràmetres de muntatge es recullen durant tot el procés i es sincronitzen amb el sistema MES per generar informes de producció, donant suport a la traçabilitat completa del cicle de vida del producte i facilitant l'optimització de processos i el control de qualitat.