Montaža robota

Pregled primjene robotske montaže u PCBA industriji

Robotska montaža odnosi se na automatizaciju cijelog PCBA procesa ili ključnih operacija putem automatiziranih robotskih sustava, obuhvaćajući ključne aspekte poput postavljanja komponenata, lemljenja, testiranja, umetanja i pakiranja. Kao ključni sastavni dio inteligentne proizvodnje, robotska montaža postala je važna tehnološka podrška za Kingfield kako bi poboljšao učinkovitost proizvodnje PCBA, osigurao dosljednost proizvoda i prilagodio se zahtjevima visokotehnološke proizvodnje. Njezina primjena obuhvaća cijeli životni ciklus, od izrade prototipa do serijske proizvodnje, te potiče transformaciju PCBA industrije iz "radno-intenzivne" u "tehnološki-intenzivnu".

I. Ključni scenariji primjene robotske montaže u PCBA industriji

1. Montaža komponenata s visokom preciznošću

Robotizirana montaža najšire se koristi u SMT procesu, s ključnom opremom koja uključuje automatizirane sustave poput strojeva za postavljanje komponenti i strojeva za nanošenje lemite. Za visoko precizne pakirane uređaje kao što su ultra-minijaturne komponente, BGA i QFP, roboti ostvaruju točno pozicioniranje pomoću tehnologije vizualnog prepoznavanja, s brzinama postavljanja većim od 100.000 točaka po satu, znatno nadmašujući ručnu učinkovitost. Ovaj je sustav kompatibilan s proizvodnim zahtjevima Kingfielda za visokogustoćne tiskane ploče, ploče pogona Mini LED-ova i druge visokokvalitetne proizvode, izbjegavajući probleme poput krivog poravnanja komponenti, obrnutog postavljanja ili propuštanja postavljanja zbog ručnog rada, te znatno poboljšava isplativost postavljanja.

2. Automatizirano lemljenje i međuspojevi

Robotizirano lemljenje ključni je proces za osiguravanje pouzdanosti električnih spojeva na PCBAs.

Glavne tehnologije uključuju:

• Roboti za povratno lemljenje: Ovi postižu lemljenje komponenti u seriji kroz precizne profile kontrole temperature, izbjegavajući probleme poput hladnih lemnih spojeva, mostova i oštećenja zbog pregrijavanja koji su česti kod ručnog lemljenja.

· Selektivni roboti za valno lemljenje: Ovi roboti precizno prskaju lema kroz programabilne mlaznice za komponente sa provrtima, prilagođavajući se hibridnoj montaži (SMT+THD) PCBA proizvoda i poboljšavajući konzistentnost lemljenja.

· Roboti za lasersko lemljenje: Koriste se u visokopreciznim i visokonadopodnim scenarijima, ovi roboti imaju malu zonu toplinskog utjecaja i pogodni su za lemljenje sitnih lemnih spojeva i komponenti osjetljivih na toplinu.

3. Automatizacija umetanja i sklopa

Za uređaje s provrtima koji zahtijevaju ručno umetanje, robotski sustav za sklop ostvaruje automatizirano umetanje kombinacijom robotskih ruku i steznih naprava:
Podržava fleksibilno prebacivanje između više tipova uređaja i prilagođava se zahtjevima za umetanje različitih PCBA proizvoda putem programabilne logike; Rješava probleme poput niske učinkovitosti, visoke fizičke napornosti i oštećenja uređaja uzrokovanih neujednačenom silom umetanja kod ručnog umetanja, a posebno je prikladan za Kingfield u scenarijima masovne proizvodnje, kao što su industrijske ploče i ploče napajanja.

4. Automatizirano testiranje i kontrola kvalitete

Duboka integracija tehnologija robotske montaže i inspekcije stvara zatvoreni krug „montaža-inspekcija“:

• Robot za vizualnu inspekciju: Automatski prepoznaje probleme poput pogrešnog poravnanja postavljanja, grešaka u lemljenju i nedostajućih komponenti korištenjem AI algoritama za video analizu. Brzina inspekcije je 5-10 puta veća od ručne inspekcije, s stopom lažnih pozitivnih rezultata manjom od 0,1%;

• Robot za testiranje u krugu (ICT): Automatski obavlja testiranje električnih performansi na tiskanim pločama (PCBA) te podatke u stvarnom vremenu prenosi u MES sustav radi praćenja kvalitete;

· Robot za rendgensku inspekciju: Otkriva skrivene defekte lemljenja na donjim spojevima BGA, CSP i drugih pakiranih uređaja koristeći rendgensko prozračivanje, osiguravajući kvalitetu visoko pouzdanih proizvoda.

5. Završna izrada i finalna montaža

U završnim fazama PCBA procesa, robotska montaža obavlja operacije poput pakiranja kućišta, umetanja i uklanjanja spojnica te lemljenja kabela: suradni roboti rade u suradnji s ljudima kako bi obavili složene procese poput montaže teških kućišta i preciznog lemljenja kabela, ostvarujući ravnotežu između fleksibilnosti i točnosti; prilagođeni prilagođenim potrebama Kingfielda, podržavaju brzo prebacivanje između više vrsta i malih serija proizvoda te skraćuju cikluse isporuke proizvoda.

II. Ključne prednosti robotske montaže

1. Poboljšanje učinkovitosti: Proboj kroz ograničenje ručne produktivnosti

Roboti mogu raditi 24 sata dnevno bez umora ili emocionalnih poremećaja. Kapacitet jedne robotske montažne linije je 3-5 puta veći od kapaciteta ručne proizvodne linije. Za velike serije, "neobavijen proizvodnju" moguće je ostvariti suradnjom više robota, što značajno skraćuje proizvodni ciklus i pomaže Kingfieldu da brzo reagira na potrebe kupaca u vezi isporuke.

2. Osiguranje kvalitete: Stalno poboljšavanje konzistentnosti proizvoda
Robotizirana montaža ima izvrsnu ponovljivost i operativnu stabilnost u usporedbi s ručnom montažom, kontrolirajući stope grešaka poput odstupanja u postavljanju i grešaka u lemljenju na manje od jedne na milijun. Kroz digitalno programiranje i fiksiranje parametara, osigurava se potpuno dosljedne proizvodne standarde za svaku PCBA ploču, što je posebno prikladno za industrije s iznimno visokim zahtjevima pouzdanosti, kao što su automobilska elektronika i medicinska oprema, time jačajući Kingfieldov ugled kvalitete.

3. Slijedi sljedeće: Optimizacija troškova: Dugoročno smanjenje ukupnih troškova proizvodnje

Iako su početne investicije u robote visoke, dugoročno se mogu znatno smanjiti troškovi:

• troškovi rada: smanjenje ovisnosti o kvalificiranim radnicima, smanjenje troškova zapošljavanja, osposobljavanja i upravljanja;

• troškovi gubitka: smanjenje štete dijelova i razbijanja PCB-a uzrokovanih ručnim radom, smanjenje stope gubitka materijala;

• Troškovi upravljanja: Praćenje podataka o proizvodnji u stvarnom vremenu putem sustava MES-a optimizira raspored proizvodnje i smanjuje gubitak kapaciteta.

4. Fleksibilna proizvodnja: prilagodljiva različitim i pojedinačnim potrebama.

Suvremeni robotski sustavi za montažu podržavaju brzo programiranje i prelazak između serija. Za Kingfieldov posao prilagođenih PCBA ploča, parametri na proizvodnoj liniji mogu se prilagoditi u roku od 1-2 sata bez velikih izmjena opreme, što omogućuje učinkovitu proizvodnju serija "mala serija, više serija" i poboljšava reaktivnost na tržištu.

5. Nadogradnja sigurnosti: Smanjenje rizika u radnoj sigurnosti

Proces proizvodnje PCBA uključuje potencijalne rizike poput lemljenja, visoke temperature i kemikalija. Robotska montaža može zamijeniti ljudski rad pri izvođenju visokorizičnih procesa i time smanjiti rizik od ozljeda na radnom mjestu. Uz to, kolaborativni roboti imaju funkciju detekcije sudara i mogu sigurno raditi uz ljude, ostvarujući ravnotežu između učinkovitosti proizvodnje i operativne sigurnosti.

III. Tehničke značajke i primjenska vrijednost Kingfield robotizirane postavke

Temeljem svoje tehnološke stručnosti i potreba kupaca u industriji PCBA, Kingfield je razvio rješenje za "prilagođenu + inteligentnu + integriranu" robotiziranu postavku:

• prilagođavanje prilagođenju: optimizacija parametara montaže robota kako bi se prilagodili osobinama PCBA proizvoda u različitim industrijama;

• Inteligentna integracija: integracija vizualne inspekcije umjetne inteligencije, sustava upravljanja proizvodnjom MES-a i tehnologije digitalnih blizanaca kako bi se postiglo praćenje u stvarnom vremenu, praćenje podataka i inteligentna optimizacija proizvodnog procesa;

• Integrirana usluga: Pružanje usluga za cijeli proces od izbora robota, postavljanja proizvodne linije, programiranja i ispravljanja pogrešaka do naknadnog održavanja, pomažući kupcima brzo implementirati automatiziranu proizvodnju i smanjivanje tehničkih barijera. Kroz duboku primjenu tehnologije sastavljanja robota, Kingfield ne samo da postiže dvostruko poboljšanje proizvodne učinkovitosti i kvalitete proizvoda, već i pruža kupcima "efikasna, pouzdana i prilagođena" rješenja za PCBA, jačajući svoju osnovnu konkurentnost u području PCBA s visokom gustoćom, vis

Pregled korak po korak robotiziranog procesa montaže PCB-a

Robotska montaža PCB-a je automatizirani proces koji uključuje preciznu mehaniku, vizualno pozicioniranje i inteligentnu kontrolu. Njegovo jezgro čini zatvoreni krug „preciznog pozicioniranja – manipulacije komponentama – precizne montaže – kontrole kvalitete“. U nastavku slijedi standardizirani, korak po korak opis koji odgovara stvarnoj logici industrijske proizvodnje:

1. Početna priprema:

· Čišćenje i pozicioniranje PCB-a: Robot prima PCB ploču putem automatskog modula za utovar. U slučaju da se ne primjenjuje primjena ovog standarda, proizvod se može upotrijebiti za proizvodnju proizvoda koji se upotrebljavaju u proizvodnji proizvoda koji se upotrebljavaju u proizvodnji proizvoda koji se upotrebljavaju u proizvodnji proizvoda. U slučaju da se ne primjenjuje presjek, to znači da se ne može upotrebljavati za određivanje vrijednosti.

· Predviđanje parametara i uvoz programa: U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, za proizvodnju PCB-a za proizvodnju PCB-a za proizvodnju PCB-a za proizvodnju PCB-a za proizvodnju PCB-a za proizvodnju PCB-a za proizvodnju PCB-a za proizvodnju PCB-a za proizvodnju PCB-a za proizvodnju PCB-a za Robot unaprijed postavlja putanje putem offline programiranja ili načina učenja kako bi se izbjegli rizici interferencije.

· Priprema materijala: Komponente za postavljanje na površinu utovaraju se na transportne trake, pločnike ili cevastike. Nakon što modul za otkrivanje materijala potvrdi da su model i orijentacija komponente točne, komponente se prevoze do stanice za prikupljanje robota.

2. Sklop jezgre: Uzimanje komponente - Pozicioniranje - Sklapanje

Korak 1: Uzimanje komponente Robotska ruka opremljena je vakuumskom mlaznicom ili hvataljkom te automatski prebacuje na odgovarajuće alat ovisno o veličini komponente. Koristi vizualni sustav za prepoznavanje položaja i orijentacije komponenti na stojanu i precizno ih podiže, izbjegavajući oštećenje ili pad komponenti.
Korak 2: Ispravljanje orijentacije komponente Nakon podizanja, komponente prolaze kroz sekundarnu identifikaciju pomoću modula za vizualnu inspekciju kako bi se ispravili pomaci ili kut rotacije, osiguravajući točno poravnanje između pina i pločica na tiskanoj ploči (PCB), što je posebno prikladno za komponente u visokogustoćnim paketima poput BGA i QFP.
Korak 3: Precizna montaža Robot se kreće duž unaprijed postavljene staze do odgovarajuće pozicije pločice na tiskanoj ploči i glatko postavlja komponentu ili je umetne u otvor pločice. U procesu površinske montaže, nakon što se komponenta pričvrsti na pločicu, vakuumska mlaznica pusti tlak. U procesu provrtanja, robotska ruka pomaže u potpunom umetanju nožica komponente kako bi se osigurao dobar kontakt.
Korak 4: Zavarivanje i učvršćivanje Za SMT montažu, sklopljena tiskana ploča prenosi se u peć za ponovno topljenje gdje se lemiljka otapa na visokim temperaturama kako bi se postigla električna veza između komponenti i tiskane ploče. Robot može biti opremljen online modulom za lemljenje kako bi izveo talasno lemljenje ili točkasto lemljenje komponenti za provrtanje.

3. Kontrola kvalitete: Istovremena provjera i uklanjanje grešaka

• Online vizualna inspekcija (AOI): Nakon sastavljanja robota, oprema za inspekciju AOI-a automatski skenira PCB, uspoređuje ga s standardnim slikama i identificira nedostatke kao što su nedostajuće komponente, pogrešne komponente, pogrešno poravnanje i spojevi hladnog lemljenja, s točkinjom inspekcije do mikronove razine.

· Testiranje električnih svojstava: Kroz testiranje na igli ili testiranje modula leteće sonde testiraju se električni parametri PCB kola kao što su provodljivost i izolacija, uklanjajući skrivene kvarove.

· Upravljanje defektima: Otkriveni defektni proizvodi automatski se označavaju i prevoze na stanicu za preobrada, dok kvalificirani proizvodi prelaze na sljedeći postupak, postižući automatiziranu zatvorenu petlju "sastavljanje-inspekcija-sortiranje".

4. Slijedeći procesi: obrada gotovog proizvoda i praćenje podataka

• Čišćenje i zaštita tiskane ploče (PCB): Kvalificirani proizvodi prolaze kroz uklanjanje prašine i konformno premazivanje, nakon čega slijedi vizualna ponovna provjera kako bi se osiguralo da nema ostataka nečistoća ili nedostataka u sklopu.

• Automatizirano ispitivanje i pakiranje: Roboti uklanjaju sklopljene tiskane ploče iz nosača i uredno ih slagaju u serije u spremnike ili transportne trake, u pripremi za naknadne procese pakiranja.

• Snimanje podataka i praćenje: Parametri sklopa prikupljaju se tijekom cijelog procesa i sinkroniziraju s MES sustavom radi generiranja izvještaja o proizvodnji, čime se osigurava potpuna praćivost životnog ciklusa proizvoda te se olakšava optimizacija procesa i kontrola kvalitete.