Asamblare Roboți

Prezentare generală a aplicațiilor asamblării robotizate în industria PCBA

Asamblarea robotică se referă la automatizarea întregului proces PCBA sau a operațiilor cheie prin sisteme robotizate automate, acoperind aspecte esențiale precum plasarea componentelor, lipirea, testarea, inserarea și ambalarea. Ca element central al producției inteligente, asamblarea robotică a devenit un suport tehnologic esențial pentru Kingfield în îmbunătățirea eficienței producției PCBA, asigurarea consistenței produselor și adaptarea la cerințele fabricației de înaltă performanță. Aplicarea sa acoperă întregul ciclu de viață, de la prototipare până la producția de serie, stimulând transformarea industriei PCBA de la „intensivă în forță de muncă” la „intensivă în tehnologie”.

I. Scenarii principale de aplicare a asamblării robotizate PCBA

1. Montarea componentelor cu înaltă precizie

Asamblarea robotică este utilizată cel mai frecvent în procesul SMT, echipamentele principale incluzând sisteme automate precum mașinile de montare și imprimantele de pastă de lipit. Pentru dispozitivele ambalate de înaltă precizie, cum ar fi componentele ultraminiatuare, BGA și QFP, roboții realizează o poziționare precisă prin tehnologia de poziționare cu vizualizare, viteza de plasare atingând peste 100.000 de puncte pe oră, depășind cu mult eficiența manuală. Este compatibilă cu nevoile de producție Kingfield pentru PCB-uri cu densitate mare, plăci driver Mini LED și alte produse premium, evitând probleme precum alinierea greșită a componentelor, montarea inversă sau omisiunea acestora cauzate de montajul manual, și îmbunătățind semnificativ randamentul plasării.

2. Lipire automată și interconectare

Lipirea robotică este un proces esențial pentru asigurarea fiabilității conexiunilor electrice în PCBAs.

Tehnologiile dominante includ:

· Roboți pentru lipire prin reflow: Acestea realizează lipirea componentelor în loturi prin profile de control precis al temperaturii, evitând probleme precum îmbinările reci, punțile și deteriorarea prin supraîncălzire, frecvent întâlnite la lipirea manuală.

· Roboți pentru lipire selectivă prin undă: Aceștia pulverizează precis material de lipit prin duze programabile pentru componentele cu găuri, adaptându-se la produsele PCBA de asamblare hibridă (SMT+THD) și îmbunătățind consistența lipirii.

· Roboți pentru lipire cu laser: Utilizați în scenarii de înaltă precizie și fiabilitate, acești roboți au o zonă redusă afectată termic și sunt potriviți pentru lipirea unor îmbinări mici și a componentelor sensibile la căldură.

3. Automatizarea inserării și asamblării

Pentru dispozitivele cu găuri care necesită inserare manuală, sistemul robotic de asamblare realizează inserarea automată prin combinarea brațelor robotice cu dispozitive fixe:
Permite comutarea flexibilă între mai multe tipuri de dispozitive și se adaptează cerințelor de inserare ale diferitelor produse PCBA prin logică programabilă; rezolvă probleme precum eficiență scăzută, intensitate mare a forței de muncă și deteriorarea echipamentelor cauzată de forța neuniformă de inserare în cazul inserării manuale, fiind special potrivit pentru Kingfield în scenarii de producție de masă, cum ar fi plăci de control industrial și plăci de alimentare.

4. Testare automatizată și controlul calității

Integrarea profundă a tehnologiilor de asamblare robotică și inspecție formează o buclă închisă de „asamblare-inspecție”:

· Robot de inspecție vizuală: Identifică automat probleme precum poziționarea necorespunzătoare, defecte de lipire și componente lipsă, utilizând algoritmi de viziune artificială. Viteza de inspecție este de 5-10 ori mai mare decât cea a inspecției manuale, cu o rată a falselor pozitive mai mică de 0,1%;

· Robot de testare în circuit (ICT): Efectuează automat testarea performanței electrice a PCBAs, încărcând datele în sistemul MES în timp real pentru urmărirea calității;

· Robot de inspecție cu raze X: Detectează defectele ascunse ale sudurilor la joncțiunile inferioare ale dispozitivelor BGA, CSP și alte componente ambalate, utilizând inspecția prin penetrare cu raze X, asigurând calitatea produselor foarte fiabile.

5. Ambalare finală și asamblare finală

În procesele finale ale PCBA, asamblarea robotică este responsabilă pentru operațiuni precum ambalarea carcasei, inserarea și extragerea conectorilor, și lipirea cablurilor: Roboții colaborativi lucrează în tandem cu oamenii pentru a finaliza procese complexe, cum ar fi asamblarea carcaselor grele și lipirea precisă a cablurilor, echilibrând flexibilitatea și acuratețea; Adaptându-se la nevoile personalizate ale Kingfield, susțin schimbarea rapidă a mai multor tipuri și serii mici de produse, reducând ciclurile de livrare a produselor.

II. Avantajele principale ale asamblării robotice

1. Îmbunătățirea eficienței: Depășirea blocajului productivității manuale

Roboții pot funcționa 24 de ore pe zi, fără oboseală sau perturbări emoționale. Capacitatea unei singure linii de asamblare robotizate este de 3-5 ori mai mare decât cea a unei linii de producție manuale. Pentru comenzile în volum mare, „producția fără operatori” poate fi realizată prin colaborarea mai multor roboți, ceea ce poate reduce semnificativ ciclul de producție și poate ajuta Kingfield să răspundă rapid nevoilor clienților privind livrarea.

2. Asigurarea calității: Îmbunătățirea continuă a consistenței produselor
Asamblarea robotică oferă o repetabilitate superioară și stabilitate operațională comparativ cu asamblarea manuală, controlând ratele de defecte, cum ar fi abaterile de poziționare și defectele de lipire, la mai puțin de unu la milion. Prin programare digitală și solidificarea parametrilor, se asigură faptul că standardele de producție ale fiecărei PCBA sunt complet consistente, ceea ce o face potrivită în special pentru industrii cu cerințe extrem de ridicate privind fiabilitatea, cum ar fi electronica auto și echipamentele medicale, consolident astfel reputația Kingfield în ceea ce privește calitatea.

3. Optimizarea costurilor: Reducerea pe termen lung a costurilor totale de producție

Deși investiția inițială în roboți este mare, pe termen lung aceștia pot reduce semnificativ costurile:

• Costuri cu forța de muncă: Reducerea dependenței de lucrătorii calificați, scăzând astfel costurile de recrutare, formare și management;

• Costuri cu pierderile: Reducerea deteriorării componentelor și a rebuturilor de PCB cauzate de operațiunile manuale, scăzând ratele de pierderi materiale;

• Costuri de management: Monitorizarea în timp real a datelor de producție prin sistemul MES optimizează planificarea producției și reduce risipa de capacitate.

4. Producție flexibilă: adaptabilă la nevoi diverse și personalizate.

Sisteme moderne de asamblare robotizată susțin programarea rapidă și schimbarea liniei de producție. Pentru afacerea personalizată PCBA a Kingfield, parametrii liniei de producție pot fi ajustați în 1-2 ore fără modificări majore ale echipamentelor, permițând o producție eficientă a comenzilor de tip „mică serie, multe serii” și îmbunătățind răspunsul față de piață.

5. Actualizare siguranță: reducerea riscurilor de siguranță în producție

Procesul de producție al PCBA implică riscuri potențiale precum lipirea, temperaturile ridicate și substanțele chimice. Asamblarea robotică poate înlocui forța de muncă umană pentru a finaliza procesele cu risc ridicat și poate reduce riscul de accidente la locul de muncă. În același timp, roboții colaborativi dispun de funcții de detectare a coliziunilor și pot lucra în siguranță alături de oameni, echilibrând eficiența producției și siguranța operațională.

III. Caracteristici tehnice și valoare aplicativă a asamblării robotizate Kingfield

Pe baza expertizei tehnologice și a nevoilor clienților din industria PCBA, Kingfield a dezvoltat o soluție de asamblare robotică „personalizată + inteligentă + integrată”:

• Adaptare personalizată: Optimizarea parametrilor de asamare a robotului pentru a se potrivi caracteristicilor produselor PCBA din diferite industrii;

• Integrare inteligentă: Integrarea inspecției vizuale AI, a sistemului de management al producției MES și a tehnologiei de dublu digital pentru a realiza monitorizarea în timp real, urmărirea datelor și optimizarea inteligentă a procesului de producție;

• Serviciu integrat: Oferirea de servicii pe întregul proces, de la selectarea robotului, configurarea liniei de producție, programarea și depanarea până la întreținerea post-vânzare, ajutând clienții să implementeze rapid producția automatizată și reducând barierele tehnice. Prin aplicarea profundă a tehnologiei de asamblare robotică, Kingfield nu doar că obține o dublă îmbunătățire a eficienței producției și a calității produselor, ci oferă clienților soluții PCBA „eficiente, fiabile și personalizate”, consolidându-și competitivitatea în domeniul PCBA cu densitate mare, înaltă fiabilitate și personalizare, contribuind la modernizarea producției inteligente din industrie.

Prezentare pas cu pas a procesului de asamblare robotică a PCB

Asamblarea robotică a PCB este un proces automatizat care integrează mecanica de precizie, poziționarea vizuală și controlul inteligent. Esența sa constă într-un ciclu închis de tipul „poziționare precisă – manipularea componentelor – asamblare precisă – inspecția calității”. Mai jos este o descompunere standardizată, pas cu pas, aliniată la logica reală a producției industriale:

1. Pregătiri preliminare:

· Curățarea și poziționarea PCB Robotul primește placa PCB printr-un modul de încărcare automată. În primul rând, aceasta este curățată prin plasmă sau eliminarea prafului cu periuță pentru a îndepărta uleiul și praful de pe padurile de lipit. Apoi, placa PCB este fixată pe un suport, iar sistemul de coordonate al PCB-ului este calibrat prin recunoașterea vizuală a punctelor de referință pentru a asigura precizia referinței de montaj.

· Preluarea parametrilor și importul programului: Pe baza documentelor de proiectare ale PCB-ului, parametri precum coordonatele componentelor, dimensiunile ambalajelor și secvența de asamblare sunt importați în sistemul de control. Robotul își preconfigurează traseul de mișcare prin programare offline sau modul de învățare pentru a evita riscurile de interferență.

· Pregătirea materialelor: Componentele pentru montaj superficial sunt încărcate pe benzi transportoare, tăvi sau suporturi tubulare. După ce modulul de detectare a materialului confirmă că modelul și orientarea componentei sunt corecte, componentele sunt transportate la stația de preluare a robotului.

2. Asamblare de bază: Ridicare componente - Poziționare - Asamblare

Pasul 1: Ridicarea componentelor Brațul robotic este echipat cu un nozzle cu vid sau cu un dispozitiv de prindere și comută automat la instrumentul potrivit în funcție de dimensiunea componentei. Utilizează un sistem de vizualizare pentru a identifica poziția și orientarea componentelor pe suport și le ridică cu precizie, evitând deteriorarea sau căderea acestora.
Pasul 2: Corecția orientării componentelor După ridicare, componentele sunt supuse unei identificări secundare de către modulul de inspecție vizuală pentru a corecta orice decalaj sau unghi de rotație, asigurând o aliniere precisă între pini și zonele de contact de pe placa PCB, fiind în special potrivit pentru componente ambalate dens, cum ar fi BGA și QFP.
Pasul 3: Asamblare precisă Robotul se deplasează de-a lungul unei traiectorii prestabilite până la poziția corespunzătoare de pe placa PCB și plasează componenta în mod lin pe pad sau o introduce în orificiul pad. În procesul de montare în suprafață, după ce componenta este fixată pe pad, duza cu vid eliberează presiunea. În procesul prin găuri, brațul robotic ajută la inserarea completă a pinilor componentei pentru a asigura un contact bun.
Pasul patru: Sudare și curățare Pentru asamblarea SMT, placa PCB asamblată este transportată către un cuptor de reflow unde pasta de lipit este curățată la temperaturi înalte pentru a realiza conexiunea electrică între componente și placa PCB. Robotul poate fi echipat cu un modul de lipit online pentru a finaliza lipirea prin undă sau lipirea punctuală a componentelor prin găuri.

3. Inspecție calitativă: Verificare în timp real și eliminarea defectelor

· Inspecție vizuală online (AOI): După asamblarea robotică, echipamentul de inspecție AOI scanază automat placa PCB, o compară cu imagini standard și identifică defecte precum componente lipsă, componente incorecte, aliniere necorespunzătoare și lipituri reci, având o precizie a inspecției măsurată în microni.

· Testarea performanțelor electrice: Prin intermediul testării cu pernă de ace sau modulelor de testare cu sondă zburdătoare, sunt verificate parametrii electrici ai circuitului PCB, precum conductivitatea și izolația, eliminându-se astfel defecțiunile ascunse.

· Tratarea defectelor: Produsele defecte detectate sunt marcate automat și transportate la stația de retuş, în timp ce produsele corespunzătoare trec la următorul proces, realizându-se astfel un ciclu închis automatizat de „asamblare-inspecție-sortare”.

4. Procese ulterioare: Prelucrarea produsului finit și urmărirea datelor

• Curățarea și protejarea plăcii PCB: Produsele calificate trec printr-o etapă de eliminare a prafului și o acoperire conformală, urmate de o reinspecție vizuală pentru a se asigura că nu există impurități reziduale sau defecțiuni de asamblare.

• Descărcare și ambalare automată: Roboții îndepărtează PCB-urile asamblate din purtători și le stivuiesc ordonat în loturi în containere sau pe linii de transport, în așteptarea proceselor ulterioare de ambalare.

• Înregistrarea datelor și trasabilitate: Parametrii de asamblare sunt colectați pe tot parcursul procesului și sincronizați cu sistemul MES pentru a genera rapoarte de producție, susținând trasabilitatea completă a ciclului de viață al produsului și facilitând optimizarea proceselor și controlul calității.