Robotassemblage

Overzicht van toepassingen van robotassemblage in de PCBA-industrie

Robotassemblage verwijst naar de automatisering van het volledige PCBA-proces of belangrijke bewerkingen via geautomatiseerde robotsystemen, waarbij kernaspecten zoals componentplaatsing, solderen, testen, inbrengen en verpakken worden gedekt. Als een kerncomponent van intelligente productie is robotassemblage uitgegroeid tot een belangrijke technologische ondersteuning voor Kingfield om de PCBA-productie-efficiëntie te verbeteren, productconsistente te waarborgen en zich aan te passen aan de behoeften van high-end productie. De toepassing ervan strekt zich uit over de gehele levenscyclus, van prototyping tot massaproductie, en bevordert de transformatie van de PCBA-industrie van "arbeidsintensief" naar "technologie-intensief".

I. Kern toepassingsscenario's van PCBA-robotassemblage

1. Hoge-nauwkeurigheidscomponentmontage

Robotgebaseerde assemblage wordt het meest gebruikt in het SMT-proces, met als kernapparatuur geautomatiseerde systemen zoals pick-and-place-machines en soldeerpastadrukkers. Voor hoogwaardige verpakte apparaten zoals ultrakleine componenten, BGA en QFP bereiken robots een nauwkeurige plaatsing via visiepositioneringstechnologie, met plaatsingssnelheden van meer dan 100.000 punten per uur, wat ver boven de handmatige efficiëntie uitstijgt. Het voldoet aan Kingfields productiebehoeften voor hoogdichte PCB's, Mini LED-stuurplaten en andere hoogwaardige producten, voorkomt problemen zoals componentverplaatsing, verkeerde oriëntatie en gemiste plaatsingen door handmatige montage, en verbetert de plaatsingsopbrengst aanzienlijk.

2. Geautomatiseerd solderen en interconnectie

Robotsolderen is een cruciale stap om de betrouwbaarheid van elektrische verbindingen in PCBAs te waarborgen.

Algemene technologieën zijn:

· Reflow solderroboten: Deze realiseren het solderen van batchcomponenten via nauwkeurige temperatuurregimprofielen, waardoor problemen zoals koude soldeerverbindingen, doorslag en oververhittingschade, die vaak voorkomen bij handmatig solderen, worden vermeden.

· Selectieve golfsolderroboten: Deze spuiten soldeer via programmeerbare mondstukken met precisie op doorverbindingcomponenten, passen zich aan bij hybride assemblage (SMT+THD) PCBA-producten en verbeteren de consistentie van het solderen.

· Lasersolderroboten: Gebruikt in hoogwaardige, hoge-nauwkeurigheidssituaties, hebben deze robots een kleine warmtebeïnvloede zone en zijn geschikt voor het solderen van zeer kleine soldeerverbindingen en warmtegevoelige componenten.

3. Automatisering van invoegen en assemblage

Voor through-hole-componenten die handmatig moeten worden ingevoegd, realiseert het robotassemblesysteem geautomatiseerd invoegen via een combinatie van robotarmen en bevestigingsmiddelen:
Het ondersteunt flexibel schakelen tussen meerdere apparaattypen en past zich aan de inbrengvereisten van verschillende PCBA-producten aan via programmeerbare logica; het lost problemen op zoals lage efficiëntie, hoge arbeidsintensiteit en apparatenbeschadiging veroorzaakt door ongelijkmatige inbrengkracht bij handmatige montage, en is bijzonder geschikt voor Kingfield in massaproductie-scenario's zoals industriële regelkaarten en voedingskaarten.

4. Geautomatiseerd testen en kwaliteitscontrole

De diepe integratie van robotgeassembleerde en inspectietechnologieën vormt een gesloten kringloop van "assemblage-inspectie":

· Visuele inspectierobot: Identificeert automatisch problemen zoals verkeerde plaatsing, soldeerfouten en ontbrekende componenten met behulp van AI-visie-algoritmen. De inspectiesnelheid is 5 tot 10 keer sneller dan handmatige inspectie, met een fout-positiefpercentage van minder dan 0,1%;

· In-Circuit Testing (ICT) robot: Voert automatisch elektrische prestatietests uit op PCBAs en uploadt gegevens in realtime naar het MES-systeem voor kwaliteitsnaleving;

· Röntgeninspectierobot: Detecteert verborgen soldeerverbindingsfouten aan de onderkant van soldeerverbindingen van BGA, CSP en andere verpakte apparaten met behulp van röntgenpenetratie-inspectie, en waarborgt zo de kwaliteit van zeer betrouwbare producten.

5. Achterkant verpakking en eindmontage

In de achterkantprocessen van PCBA is robotgebruik verantwoordelijk voor operaties zoals behuizingverpakking, het in- en uitschakelen van connectoren en het solderen van kabels: Collaboratieve robots werken synchroon met mensen om complexe processen zoals zware behuizingmontage en precisiesolderen van kabels uit te voeren, en combineren flexibiliteit met nauwkeurigheid; Aangepast aan de klantspecifieke eisen van Kingfield, ondersteunt snelle wisseling van meerdere varianten en kleine series, en verkort de productleveringscycli.

II. Kernvoordelen van robotmontage

1. Efficiëntieverbetering: Doorbraak van het knelpunt van handmatige productiviteit

De robots kunnen 24 uur per dag werken zonder vermoeidheid of emotionele verstoringen. De capaciteit van een enkele robotassemblagelijn is 3 tot 5 keer zo groot als die van een handmatige productielijn. Voor grootschalige orders kan "onbemande productie" worden gerealiseerd door samenwerking van meerdere robots, wat de productiecyclus aanzienlijk kan verkorten en Kingfield sneller kan laten reageren op de leveringseisen van klanten.

2. Kwaliteitsborging: Continu verbeteren van productconsistentie
Robotgeassembleerd biedt een superieure herhaalbaarheid en operationele stabiliteit vergeleken met handmatige assemblage, waardoor foutmarges zoals plaatsingsafwijkingen en soldeerafwijkingen worden beperkt tot minder dan één op de miljoen. Door middel van digitale programmering en het vastleggen van parameters, wordt gegarandeerd dat de productienormen van elke PCBA volledig consistent zijn, wat het bijzonder geschikt maakt voor industrieën met uiterst hoge betrouwbaarheidseisen, zoals auto-elektronica en medische apparatuur, en zo Kingfield's reputatie op het gebied van kwaliteit versterkt.

3. Kostenoptimalisatie: Op lange termijn verlaging van totale productiekosten

Hoewel de initiële investering in robots hoog is, kunnen ze op lange termijn de kosten aanzienlijk verlagen:

• Arbeidskosten: Minder afhankelijkheid van gespecialiseerde werknemers, waardoor rekruterings-, opleidings- en managementkosten dalen;

• Verlieskosten: Vermindering van componentenschade en weggooien van PCB's door handmatige operaties, waardoor materiaalverliespercentages dalen;

• Managementkosten: Realtime bewaking van productiegegevens via het MES-systeem optimaliseert de productieplanning en vermindert capaciteitsverspilling.

4. Flexibele productie: aanpasbaar aan uiteenlopende en op maat gemaakte behoeften.

Moderne robotgebaseerde assemblagesystemen ondersteunen snel programmeren en ombouw. Voor Kingfield's op maat gemaakte PCBA-zakendoen kunnen productielijnenparameters binnen 1-2 uur worden aangepast zonder grootschalige wijzigingen aan apparatuur, waardoor efficiënt kan worden geproduceerd op basis van "kleine serie, veel series"-opdrachten en de marktrespons sneller wordt.

5. Veiligheidsverbetering: beperking van risico's voor veiligheid in de productie

Het productieproces van PCBA kent potentiële risico's zoals solderen, hoge temperaturen en chemicaliën. Robotassemblage kan menselijke arbeid vervangen bij gevaarlijke processen en zo het risico op arbeidsongevallen verlagen. Tegelijkertijd beschikken collaboratieve robots over botsingsdetectie en kunnen zij veilig samenwerken met mensen, wat een balans biedt tussen productie-efficiëntie en operationele veiligheid.

III. Technische Kenmerken en Toepassingswaarde van Kingfield Robotmontage

Op basis van haar technologische expertise en klantbehoeften in de PCBA-industrie heeft Kingfield een "aangepaste + intelligente + geïntegreerde" robotmontage-oplossing ontwikkeld:

• Aangepaste aanpassing: Optimalisatie van robotassemblageparameters om aan te sluiten bij de kenmerken van PCBA-producten in verschillende industrieën;

• Intelligente integratie: Integratie van AI-gebaseerde visuele inspectie, het MES-productiebeheersysteem en digital-twin-technologie om realtime bewaking, databareerbaarheid en intelligente optimalisatie van het productieproces te realiseren;

• Geïntegreerde service: het bieden van volledige procesdiensten van robotselectie, productielijnopstelling, programmering en debuggen tot nazorg, waardoor klanten snel geautomatiseerde productie kunnen implementeren en de technische drempel verlaagt. Door de diepe toepassing van robotassemblagetechnologie bereikt Kingfield niet alleen een tweevoudige verbetering van productie-efficiëntie en productkwaliteit, maar biedt ook klanten 'efficiënte, betrouwbare en op maat gemaakte' PCBA-oplossingen, wat de kerncompetitiviteit in het gebied van hoge dichtheid, hoge betrouwbaarheid en op maat gemaakte PCBA versterkt en de intelligente productie-upgrade in de industrie stimuleert.

Stap-voor-stap overzicht van het robot PCB-assemblageproces

Robotische PCB-assembly is een geautomatiseerd proces dat precisie-mechanica, visuele positionering en intelligente besturing integreert. De kern ervan draait om een gesloten keten van "nauwkeurige positionering - componenthantering - precieze assemblage - kwaliteitsinspectie". Hieronder volgt een gestandaardiseerde, stap-voor-stap uitleg, afgestemd op de werkelijke industriële productielogica:

1. Voorbereidende stappen:

· PCB-reiniging en positionering: De robot ontvangt de PCB-plaat via een geautomatiseerde laadmodule. Eerst ondergaat deze plaat een pluisreiniging of borstelreiniging om olie en stof van de soldeerpads te verwijderen. Vervolgens wordt de PCB bevestigd op een drager, en wordt het coördinatenstelsel van de PCB gekalibreerd middels visuele herkenning van referentiepunten om de nauwkeurigheid van de assemblage-referentie te waarborgen.

· Parameter voorinstelling en programma import: Op basis van de PCB-ontwerpdocumenten worden parameters zoals componentcoördinaten, verpakkingspecificaties en assemblagevolgorde in het besturingssysteem geïmporteerd. De robot stelt zijn bewegingstraject vooraf in via offline programmering of leermodus om interferentierisico's te voorkomen.

· Materiaal voorbereiding: Oppervlaktegemonteerde componenten worden geladen op transportbanden, trays of buisvormige rekken. Nadat de materiaaldetectiemodule heeft bevestigd dat het componentmodel en de oriëntatie correct zijn, worden de componenten naar de pickstation van de robot getransporteerd.

2. Kernassemblage: Onderdeel oppakken - Positioneren - Monteren

Stap 1: Onderdeel oppakken De robotarm is uitgerust met een vacuümmondstuk of grijper en wisselt automatisch naar de juiste tool op basis van de grootte van het onderdeel. Met behulp van een visiesysteem identificeert hij de positie en oriëntatie van de onderdelen op het rek en pakt deze nauwkeurig op, waarbij beschadiging of het vallen van onderdelen wordt voorkomen.
Stap 2: Correctie van onderdeeloriëntatie Nadat ze zijn opgepakt, worden de onderdelen opnieuw geïdentificeerd door de visie-inspectiemodule om eventuele verschuiving of rotatiehoek te corrigeren, zodat de pinnen en PCB-pads exact worden uitgelijnd, met name geschikt voor hoogdichte verpakte componenten zoals BGA en QFP.
Stap 3: Precisie-assemblage De robot beweegt langs een vooraf ingesteld traject naar de overeenkomstige padpositie op de PCB en plaatst het component soepel of voert het in het padgat. Bij het oppervlakte montageproces laat de vacuümmondstuk de druk los nadat het component is bevestigd aan het pad. Bij het door-contact gat proces helpt de robotarm om de componentpinnen volledig in te steken om goede contact te garanderen.
Stap 4: Lassen en uitharden Voor SMT-assemblage wordt de gemonteerde PCB getransporteerd naar een refluxoven waar soldeerpasta bij hoge temperaturen wordt uitgehard om elektrische verbinding tussen de componenten en de PCB te realiseren. De robot kan worden uitgerust met een online-soldeermodule om golflassen of puntlassen van door-contact componenten uit te voeren.

3. Kwaliteitsinspectie: Realtime verificatie en defectverwijdering

· Online visuele inspectie (AOI): Na robotassemblage scant de AOI-inspectieapparatuur automatisch de PCB, vergelijkt deze met standaardbeelden en identificeert gebreken zoals ontbrekende componenten, verkeerde componenten, verkeerde uitlijning en koude soldeerverbindingen, met een inspectienauwkeurigheid tot op micronniveau.

· Elektrische prestatietest: Via bed-of-needle-testen of vliegende probe-testmodules worden de elektrische parameters van de PCB-circuit, zoals geleiding en isolatie, getest om verborgen fouten uit te sluiten.

· Gebrekshandhaving: Gedetecteerde defecte producten worden automatisch gemarkeerd en naar de nabewerkingsstation getransporteerd, terwijl gokeuring producten doorgaan naar het volgende proces, waardoor een geautomatiseerde gesloten lus van "assemblage-inspectie-sortering" wordt bereikt.

4. Volgende processen: Afwerking van eindproduct en datatraceerbaarheid

• PCB-reiniging en -bescherming: Gekwalificeerde producten worden onderworpen aan stofverwijdering en conformale coating, gevolgd door een visuele herinspectie om ervoor te zorgen dat er geen resterende verontreinigingen of montagefouten aanwezig zijn.

• Geautomatiseerd lossen en verpakken: Robots verwijderen gemonteerde PCB's uit de carriers en stapelen ze netjes in batches in bakken of op transportbanden, klaar voor de volgende verpakkingsprocessen.

• Gegevensregistratie en traceerbaarheid: Montageparameters worden tijdens het hele proces verzameld en gesynchroniseerd met het MES-systeem om productierapporten te genereren, waarmee volledige traceerbaarheid gedurende de productlevenscyclus wordt ondersteund en procesoptimalisatie en kwaliteitscontrole worden vergemakkelijkt.