Robotmontering

Oversikt over robotmonteringsapplikasjoner i PCBA-industrien

Robotmontering refererer til automatisering av hele PCBA-prosessen eller nøkkeloperasjoner gjennom automatiserte robotsystemer, og omfatter sentrale aspekter som komponentplassering, lodding, testing, innsetting og emballasje. Som en kjernekomponent i intelligent produksjon har robotmontering blitt en viktig teknologisk støtte for Kingfield for å forbedre PCBA-produksjonseffektivitet, sikre produktkonsistens og tilpasse seg behovene i høyteknologisk produksjon. Dens bruksområde strekker seg over hele livssyklusen fra prototyping til massproduksjon og driver PCBA-industriens transformasjon fra "arbeidsintensiv" til "teknologintensiv".

I. Kjerneområder for PCBA-robotmontering

1. Høypresisjonsmontering av komponenter

Robotmontering er mest utbredt i SMT-prosessen, med kjerneutstyr som automatiserte systemer som plasseringsmaskiner og smøreprintere. For høypresisjonskomponenter som ekstra-miniatyrkomponenter, BGA og QFP, oppnår roboter nøyaktig plassering gjennom visjoneringsposisjoneringsteknologi, med plasseringshastigheter på over 100 000 punkter per time, langt over manuell effektivitet. Den er kompatibel med Kingfields produksjonsbehov for høytetthets PCB-er, Mini LED-driverkort og andre high-end-produkter, og unngår problemer som komponentfeiljustering, omvendt plassering og manglende plassering forårsaket av manuell plassering, og forbedrer dermed betydelig plasseringsutbyttet.

2. Automatisert skjøting og tilkobling

Robotskjøting er en nøkkelfase for å sikre pålitelighet i elektriske tilkoblinger i PCBAs.

Hovedstrøms-teknologier inkluderer:

· Reflow-loddingsroboter: Disse oppnår batch-lodding av komponenter gjennom nøyaktige temperaturkontrollprofiler, og unngår problemer som kalde loddeforbindelser, kortslutning og overopphetingsskader som ofte forekommer ved manuell lodding.

· Selektive bølge-loddingsroboter: Disse sprøyter lodd nøyaktig gjennom programmerbare dysj for gjennomhulls-komponenter, tilpasser seg hybridmontering (SMT+THD) av PCBA-produkter og forbedrer konsistensen i loddingen.

· Laser-loddingsroboter: Brukt i høypresisjons- og høytilgjengelighetssituasjoner, har disse robotene en liten varmepåvirket sone og er egnet til å lodde små loddeforbindelser og varmefølsomme komponenter.

3. Automatisering av innsetting og montering

For gjennomhulls-komponenter som krever manuell innsetting, oppnår det robotiserte monteringssystemet automatisert innsetting ved hjelp av robotarmer og festemidler:
Den støtter fleksibel omkobling mellom flere enhetstyper og tilpasser seg innsettingskravene for ulike PCBA-produkter gjennom programmerbar logikk; den løser problemer som lav effektivitet, høy arbeidsintensitet og enhetsskader forårsaket av ujevn innsettingskraft ved manuell innsetting, og er spesielt egnet for Kingfield i massproduksjonsscenarier som industrielle kontrollbrett og strømbrett.

4. Automatisert testing og kvalitetskontroll

Den dypt integrerte koblingen mellom robotmontering og inspeksjonsteknologier danner en lukket sløyfe av «montering-inspeksjon»:

· Visuell inspeksjonsrobot: Identifiserer automatisk problemer som feil plassering, lodddefekter og manglende komponenter ved hjelp av AI-baserte bildesalgortimer. Inspeksjonshastigheten er 5–10 ganger raskere enn manuell inspeksjon, med en falsk positiv rate på under 0,1 %;

· In-Circuit Testing (ICT) robot: Utfører automatisk elektrisk ytelses testing av PCBAs og laster opp data til MES-systemet i sanntid for kvalitetssporing;

· Røntgeninspeksjonsrobot: Oppdager skjulte loddeforbindelsesfeil på bunnens loddeforbindelser til BGA, CSP og andre pakket enheter ved hjelp av røntgen gjennomstråling, og sikrer kvaliteten på svært pålitelige produkter.

5. Bakvendt emballasje og endelig montering

I bakvendte prosesser for PCBA, står robotisert montering for operasjoner som skallemontasje, tilkobling og frakobling av kontakter og kabellodding: Samarbeidsroboter jobber sammen med mennesker for å fullføre komplekse prosesser som tung skallemontasje og presis kabellodding, og balanserer fleksibilitet og nøyaktighet; Tilpasset Kingfields spesialbehov, støtter rask omstilling mellom flere varianter og små serier, og forkorter leveringstider for produkter.

II. Robotmonterings kjernefordeler

1. Effektivitetsforbedring: Å bryte gjennom flaskehalsen i manuell produktivitet

Robotene kan fungere døgnet rundt uten tretthet eller emosjonell påvirkning. Kapasiteten til en enkelt robotmonteringslinje er 3–5 ganger høyere enn for en manuell produksjonslinje. For store ordreantall kan «ubemannet produksjon» oppnås ved samarbeid mellom flere roboter, noe som betydelig kan forkorte produksjonsperioden og hjelpe Kingfield med raskt å imøtekomme kundens leveringsbehov.

2. Kvalitetssikring: Kontinuerlig forbedring av produktenes konsekvens
Robotmontering har bedre gjentakbarhet og driftsstabilitet sammenlignet med manuell montering, og holder defektrater som plasseringsavvik og lodddefekter under én per million. Gjennom digital programmering og fastsettelse av parametere sikrer den at produksjonsstandardene for hver PCBA er helt konsekvente, noe som gjør den spesielt egnet for bransjer med ekstremt høye krav til pålitelighet, som bil-elektronikk og medisinsk utstyr, og dermed styrker Kingfields rykte for kvalitet.

3. Kostnadsoptimalisering: Langsiktig reduksjon av totale produksjonskostnader

Selv om startinvesteringen i roboter er høy, kan de på sikt redusere kostnadene betydelig:

• Arbeidskostnader: Redusert avhengighet av faglærte arbeidere, lavere rekrutterings-, opplærings- og ledelseskostnader;

• Taptapaskostnader: Redusert skade på komponenter og kassering av PCB forårsaket av manuell håndtering, lavere materieltapshastighet;

• Driftskostnader: Sanntidsovervåking av produksjonsdata gjennom MES-systemet optimaliserer produksjonsplanlegging og reduserer kapasitetsspill.

4. Fleksibel produksjon: tilpasset mangfoldige og spesialtilpassede behov.

Moderne robotiserte monteringssystemer støtter rask programmering og omstilling. For Kingfields spesialtilpassede PCBA-virksomhet kan produksjonslinjeparametre justeres innen 1–2 timer uten omfattende utstyrsmessige endringer, noe som muliggjør effektiv produksjon av "små serier, mange serier" og forbedrer markedsrespons.

5. Sikkerhetsoppgradering: Redusere risikoer knyttet til produksjonssikkerhet

PCBA-produksjonsprosessen innebærer potensielle risikoer som lodding, høy temperatur og kjemikalier. Robotmontering kan erstatte manuelt arbeid for å utføre høyrisikoprosesser og redusere risikoen for arbeidsulykker. Samtidig har samarbeidsroboter kollisjonsdeteksjonsfunksjoner og kan arbeide trygt sammen med mennesker, og dermed balansere produksjonseffektivitet og driftssikkerhet.

III. Tekniske egenskaper og bruksverdi av Kingfield robotmontering

Basert på sin teknologiske ekspertise og kundens behov i PCBA-industrien, har Kingfield utviklet en «tilpasset + intelligent + integrert» robotmonteringsløsning:

• Tilpasset tilpasning: Optimalisering av robotmonteringsparametere for å passe karakteristikken til PCBA-produkter i ulike bransjer;

• Intelligent integrasjon: Integrasjon av AI-basert visuell inspeksjon, MES-produksjonsstyringssystem og digital tvilling-teknologi for å oppnå sanntidsovervåking, sporbarhet av data og intelligent optimalisering av produksjonsprosessen;

• Integrert tjeneste: Tilbyr helhetlige tjenester fra robotvalg, oppsett av produksjonslinje, programmering og debugging til etterliggende vedlikehold, og hjelper kunder raskt å implementere automatisert produksjon og senke tekniske barrierer. Gjennom dyp applikasjon av robotmonteringsteknologi oppnår Kingfield en dobbel forbedring i produksjonseffektivitet og produktkvalitet, og tilbyr samtidig kunder «effektive, pålitelige og skreddersydde» PCBA-løsninger. Dette styrker selskapets kjernekompetanse innen høy tetthet, høy pålitelighet og skreddersydde PCBA-områder, og driver frem utviklingen av intelligent produksjon i bransjen.

Trinn-for-trinn oversikt over robot-PCB-monteringsprosess

Robotisert PCB-emontering er en automatisert prosess som integrerer presisjonsmekanikk, visuell posisjonering og intelligent styring. Kjerneområdet handler om en lukket sløyfe av "nøyaktig posisjonering – komponenthåndtering – nøyaktig montering – kvalitetsinspeksjon". Følgende er en standardisert, trinnvis beskrivelse som samsvarer med den faktiske industrielle produksjonslogikken:

1. Forberedelser:

· Rens og plassering av PCB: Robotten mottar PCB-kortet via en automatisert lastingmodul. Det gjennomgår først plasmarensing eller pensling for støvfjerning for å fjerne olje og støv fra loddestikkene. Deretter festes PCB-kortet på en bærer, og koordinatsystemet kalibreres ved hjelp av visuell gjenkjenning av referansepunkter for å sikre nøyaktighet i monteringsreferansen.

· Parametreforinnstilling og programimport: Basert på PCB-konstruksjonsdokumentene importeres parametere som komponentkoordinater, pakkespesifikasjoner og monteringsrekkefølge til kontrollsystemet. Roboten forhåndsprogrammerer sin bevegelsesbane gjennom offline-programmering eller opplæringsmodus for å unngå interferensrisiko.

· Materiellforberedelse: Overflatemonterte komponenter lastes på transportbånd, brett eller rørformede stativer. Når materielldeteksjonsmodulen har bekreftet at komponentmodellen og orienteringen er korrekt, transporteres komponentene til robotens tappestasjon.

2. Kjernemontering: Komponentopphenting - Posisjonering - Montering

Trinn 1: Komponentopphenting Den robotiske armen er utstyrt med et vakuumdyse eller gripeverktøy og bytter automatisk til riktig verktøy basert på komponentens størrelse. Den bruker et visjonssystem for å identifisere posisjon og orientering av komponentene på racken og plukker opp dem nøyaktig, slik at skader eller fallende komponenter unngås.
Trinn 2: Korrigering av komponentorientering Etter opphenting gjennomgår komponentene sekundæridentifikasjon ved hjelp av visjonsinspeksjonsmodulen for å korrigere eventuelle forskyvninger eller rotasjonsvinkler, og sikrer dermed presis justering mellom pinner og PCB-kontakter, spesielt egnet for høyt tetthetspakkede komponenter som BGA og QFP.
Trinn 3: Presisjonsmontering Roboten beveger seg langs en forhåndsinnstilt bane til den tilhørende plasseringsposisjonen på PCB-en og plasserer komponenten jevnt eller setter den inn i hullene. I overflatemonteringsprosessen slipper vakuumdyse trykket når komponenten er festet til plassen. I gjennomhullsprosessen hjelper robotarmen til å fullstendig sette inn komponentbenene for å sikre god kontakt.
Trinn 4: Sveising og herding For SMT-montering transporteres den monterte PCB-en til en ovensmetningsovn, der loddpasta herdes ved høye temperaturer for å oppnå elektrisk tilkobling mellom komponentene og PCB-en. Roboten kan utstyres med en online-loddemodul for å utføre bølgesoldring eller punktsoldring av gjennomhullskomponenter.

3. Kvalitetsinspeksjon: Sanntidsverifisering og fjerning av feil

· Online visuell inspeksjon (AOI): Etter robotmontering, skanner AOI-inspeksjonsutstyr automatisk PCB-en, sammenligner den med standardbilder og identifiserer feil som manglende komponenter, feil komponenter, feiljustering og kalde lodesteder, med inspeksjonsnøyaktighet ned til mikronivå.

· Elektrisk yttestesting: Gjennom bed-of-needle-testing eller flyende probe-testing-moduler, testes elektriske parametere i PCB-kretsen, som ledningsevne og isolasjon, for å eliminere skjulte feil.

· Feilhåndtering: Produkter som er funnet defekte blir automatisk merket og transportert til omarbeidingsstasjonen, mens godkjente produkter går videre til neste prosess, noe som oppnår en automatisert lukket sløyfe av «montering-inspeksjon-sortering».

4. Påfølgende prosesser: Ferdigproduktbehandling og datasporebarhet

• PCB-rengjøring og beskyttelse: Kvalifiserte produkter gjennomgår støvavskjæring og konformbelegg, fulgt av en ny visuell inspeksjon for å sikre at det ikke er rester av urenheter eller monteringsfeil.

• Automatisk lasting og emballasje: Roboter fjerner monterte PCB-er fra bærere og stable dem ryddig i partier i beholdere eller transportbånd, klare for påfølgende emballasjeprosesser.

• Dataregistrering og sporbarhet: Monteringsparametere samles inn gjennom hele prosessen og synkroniseres til MES-systemet for å generere produksjonsrapporter, noe som støtter full sporbarhet gjennom produktets livssyklus og letter prosessoptimalisering og kvalitetskontroll.