Sklop robotike

Pregled primene robotske montaže u PCBA industriji

Robotska montaža podrazumeva automatizaciju celokupnog PCBA procesa ili ključnih operacija putem automatizovanih robotskih sistema, obuhvatajući osnovne aspekte kao što su postavljanje komponenti, lemljenje, testiranje, umetanje i pakovanje. Kao osnovni deo inteligentne proizvodnje, robotska montaža postala je ključna tehnološka podrška za Kingfield kako bi poboljšao efikasnost proizvodnje PCBA, osigurao konzistentnost proizvoda i prilagodio se zahtevima visoko napredne proizvodnje. Njena primena obuhvata ceo životni ciklus, od izrade prototipa do masovne proizvodnje, pokrećući transformaciju PCBA industrije iz „radno-intenzivne“ ka „tehnološki-intenzivnoj“.

I. Osnovni scenariji primene robotske montaže u PCBA industriji

1. Montaža komponenti sa visokom preciznošću

Роботска асемблажа се најшире користи у SMT процесу, са кључном опремом која укључује аутоматизоване системе као што су машине за постављање и штампање трака са талогом. За високо прецизне упаковане уређаје као што су ултра минијатурне компоненте, BGA и QFP, роботи постижу прецизно постављање помоћу технологије позиционирања на основу визије, са брзинама постављања већим од 100.000 тачака на час, што значајно превазилази ручну ефикасност. Компатибилно је са производним захтевима Кингфилда за високо-густине PCB плоче, Мини LED управљачке плоче и друге висококвалитетне производе, избегавајући проблеме као што су погрешно поравнавање компоненти, обрнуто постављање и прескакање постављања услед ручног постављања, значајно побољшавајући исправност постављања.

2. Аутоматизовано заваривање и повезивање

Роботско лемљење је кључни процес за осигуравање поузданости електричних веза на PCBА плочама.

Популарне технологије укључују:

· Роботи за рефлоу содање: Они постижу лемљење компоненти у серијама кроз прецизне профиле контроле температуре, избегавајући проблеме као што су хладни лемови, кратки спојеви и оштећења услед прегревања који су чести код ручног лемљења.

· Роботи за селективно лемљење таласа: Они прецизно прскају лем кроз програмабилне млазнице за компоненте са отворима, прилагодећи се хибридној производњи (SMT+THD) PCBA производа и побољшавајући конзистентност лемљења.

· Ласерски роботи за лемљење: Користе се у сценаријима високе прецизности и поузданости, имају мали зону термичког дејства и погодни су за лемљење минијатурних лемних везова и компоненти осетљивих на топлоту.

3. Аутоматизација уметања и скупљања

За уређаје са отворима који захтевају ручно уметање, роботски систем за скупљање остварује аутоматско уметање коришћењем комбинације роботских руку и фиксатора:
Подржава флексибилно пребацивање између више типова уређаја и прилагођава се захтевима уметања различитих PCBA производа кроз програмабилну логику; Решава проблеме као што су ниска ефикасност, високи степен физичког напора и оштећење уређаја изазваних неједнаким силама уметања код ручног уметања, и посебно је погодан за Кингфилд у масовним производним сценаријима као што су индустријске контролне плате и плате за напајање.

4. Аутоматизовано тестирање и контрола квалитета

Дубока интеграција технологија роботске асемблаже и инспекције формира затворени циклус „асемблажа-инспекција“:

· Робот за визуелну инспекцију: Аутоматски препознаје проблеме као што су погрешно позиционирање, дефекти у лемљењу и недостајуће компоненте коришћењем AI алгоритама за визију. Брзина инспекције је 5-10 пута већа у односу на ручну инспекцију, са стопом лажних позитивних резултата испод 0,1%;

· Робот за тестирање у кругу (ИКТ): Аутоматски врши тестирање електричних карактеристика ППС-а и уплоадира податке у МЕС систем у реалном времену ради праћења квалитета;

· Рентгенски инспекциони робот: Открива скривене дефекте лемљених веза на донјим лемовима БГА, ЦСП и других упакованих уређаја коришћењем рендген пролазне инспекције, обезбеђујући квалитет високо поузданог производа.

5. Паковање на задњем делу и завршна монтажа

У задњим процесима ППС-а, роботска монтажа је одговорна за операције као што су паковање кућишта, уметање и уклањање конектора и лемљење каблова: Коеоперативни роботи раде уз људе да би завршили сложене процесе као што су монтажа тешких кућишта и прецизно лемљење каблова, остварујући баланс између флексибилности и тачности; Прилагођени потребама Кингфилд, омогућавају брзо пребацивање између више разноврсних и малих серија производа и скраћују циклусе испоруке производа.

II. Кључне предности роботске монтаже

1. Poboljšanje efikasnosti: Proboj kroz uži deo ručne produktivnosti

Roboti mogu da rade 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 narudžbine, „bezljudnu proizvodnju“ moguće je ostvariti saradnjom više robota, čime se značajno skraćuje proizvodni ciklus i pomaže Kingfieldu da brzo reaguje na potrebe kupaca u vezi isporuke.

2. Osiguranje kvaliteta: Kontinuirano poboljšavanje konzistentnosti proizvoda
Robotizovana montaža ima bolju ponovljivost i operativnu stabilnost u poređenju sa ručnom montažom, kontrolisanjem stope grešaka, kao što su odstupanja u postavljanju i greške u lemljenju, na manje od jedne na milion. Kroz digitalno programiranje i fiksiranje parametara, osigurava se da su proizvodni standardi svake PCBA potpuno konzistentni, što je posebno pogodno za industrije sa veoma visokim zahtevima za pouzdanošću, kao što su automobilska elektronika i medicinska oprema, time se ojačava Kingfield-ova reputacija kvaliteta.

3. Уколико је потребно. Оптимизација трошкова: дугорочно смањење укупних производних трошкова

Иако су почетне инвестиције у роботе велике, на дугу трају могу значајно смањити трошкове:

• Трошкови рада: Смањење зависности од квалификованих радника, смањење трошкова запошљавања, обуке и управљања;

• Трошкови губитка: смањење оштећења компоненти и СЦБ скрапинг узроковани ручним рад, смањење стопе губитка материјала;

• Трошкови управљања: Мониторинг података о производњи у реалном времену путем система МЕС оптимизује распоређивање производње и смањује губитке капацитета.

4. Флексибилна производња: прилагодљива разноврсним и прилагођеним потребама.

Савремени роботски системи за склапање омогућавају брзо програмирање и прелазак између серија. За пословање PCBA по наруџбини компаније Kingfield, параметри на линији за производњу могу се прилагодити у року од 1-2 сата, без великих измена опреме, што омогућава ефикасну производњу наруџбина типa "мала серија, више серија" и побољшава одзив на тржиште.

5. Безбедносни ажуриранje: Умањивање ризика од несрећа у производњи

Производни процес PCBA повлачи потенцијалне ризике као што су лемљење, висока температура и хемикалије. Роботско склапање може заменити људски рад у извођењу високоризичних процеса и смањити ризик од повреда на радном месту. Уз то, колнeборативни роботи имају функцију детекције судара и могу сигурно радити уз људе, чиме се остварује равнотежа између ефикасности производње и оперативне безбедности.

III. Техничка карактеристика и примена вредности роботске амбалаже Кингфилд

На основу својих технолошких знања и потреба клијената у индустрији PCBA, Кингфилд је развио решење за „прилагођену + интелигентну + интегрисану“ роботску амбалажу:

• прилагођавање на корак: оптимизација параметара монтаже робота како би се прилагодила карактеристикама ПЦБА производа у различитим индустријама;

• Интелигентна интеграција: Интегрирање визуелне инспекције АИ, система управљања производњом МЕС-а и дигиталне технологије близанца како би се постигло праћење у реалном времену, тражимост података и интелигентна оптимизација производње;

• Интегрисана услуга: Обезбеђивање услуга за све процесе од избора робота, постављања производне линије, програмирања и дебаговања до пост-услугу одржавања, помажући купцима да брзо имплементирају аутоматизовану производњу и смањују техничке баријере. Кроз дубоку примену технологије монтаже робота, Кингфилд не само да постиже двоструко побољшање ефикасности производње и квалитета производа, већ и пружа купцима "ефикасна, поуздана и прилагођена" ПЦБА решења, јачајући своју основну конкурентност у области високог густине, високог

Преглед процеса аsemblације робота на PCB-у корак по корак

Robotizovana montaža PCB je automatizovani proces koji uključuje preciznu mehaniku, vizuelno pozicioniranje i inteligentnu kontrolu. Njegovo jezgro se vrti oko zatvorenog ciklusa „precizno pozicioniranje – manipulacija komponentama – precizna montaža – kontrola kvaliteta“. U nastavku je standardizovan, korak po korak pregled koji odgovara stvarnoj logici industrijske proizvodnje:

1. Početna priprema:

· Чишћење и позиционирање ПЦБ-а: Робот прима ПЦБ плочу преко аутоматског модула за учитавање. Прво се пролази кроз плазмено чишћење или уклањање прашине четкицом како би се уклонили уље и прашина са лемних падова. Затим се ПЦБ фиксира на носиоцу, а координатни систем ПЦБ-а калибрише користећи визуелно препознавање референтних тачака како би се осигурала тачност референтне монтаже.

· Пресетирање параметара и увоз програма: На основу документације за дизајн ПЦБ-а, у контролни систем се увозе параметри као што су координате компоненти, спецификације пакета и секвенца монтаже. Робот предустано поставља свој пут кретања путем офлајн програмирања или режима обучавања како би се избегао ризик од интерференција.

· Припрема материјала: Компоненте за површинско монтирање учиставају се на конвејерске траке, подносе или цевичасте реке. Након што модул за детекцију материјала потврди да су модел компоненте и оријентација тачни, компоненте се транспортују на станицу за сабирање робота.

2. Склапање језгра: Подизање компоненте - Позиционирање - Склапање

Корак 1: Подизање компоненте Роботска рука опремљена је вакуумским млазником или хватачем и аутоматски пребацује на одговарајући алат у зависности од величине компоненте. Користи систем видљивости за идентификацију позиције и оријентације компоненти на стелажу и прецизно их подиже, избегавајући оштећење или падање компоненти.
Корак 2: Корекција оријентације компоненте Након што се компоненте подигну, подвргавају се секундарној идентификацији модула за проверу видљивости ради исправке било ког помака или угла ротације, обезбеђујући прецизно поравнање између иглица и контактних површина на штампаној плочи, посебно погодно за компоненте у високо-густим пакетима као што су BGA и QFP.
Корак 3: Precizna montaža Robot se kreće duž unapred zadate putanje do odgovarajuće pozicije za kontakt na PCB-u i glatko postavlja komponentu ili je ubacuje u rupu za kontakt. U procesu površinske montaže, nakon što se komponenta pričvrsti za kontakt, vakuumska dizna pusti pritisak. U procesu provrtanja, robotska ruka pomaže u potpunom ubacivanju pinova komponente kako bi se osigurao dobar kontakt.
Четири корак: Zavarivanje i učvršćavanje Za SMT montažu, montirana PCB ploča se transportuje u peć za ponovno topljenje gde se lemiljka otvrdne na visokim temperaturama kako bi se postigla električna veza između komponenti i PCB ploče. Robot može biti opremljen onlajn modulom za lemljenje kako bi izvršio talasno lemljenje ili tačkasto lemljenje komponenti sa provrtanjem.

3. Kontrola kvaliteta: Trenutna provera i uklanjanje grešaka

· Онлине визуелна инспекција (АОИ): Након монтаже робота, опрема за инспекцију АОИ аутоматски скенира ПЦБ, упоређује га са стандардним сликама и идентификује дефекте као што су недостајуће компоненте, неисправне компоненте, погрешна усклађеност и зглобови хладног лемљења, са прецизношћу инспекције

· Тестирање електричних карактеристика: Кроз тестирање игла или модуле за тестирање летећих сонда тестирају се електрични параметри ПЦБ кола као што су проводљивост и изолација, елиминишући скривене грешке.

· Руковање са дефектима: Откривени дефектни производи се аутоматски обележавају и транспортују у станицу за прераду, док квалификовани производи прелазе на следећи процес, постижући аутоматску затворену петљу "монтажа-инспекција-сортирање".

4. Даљи процеси: Обрада готовог производа и праћење података

• Чишћење и заштита PCB: Kvalifikovani proizvodi prolaze kroz uklanjanje prašine i konformno premazivanje, nakon čega sledi vizuelna ponovna provera kako bi se osiguralo da nema preostalih nečistoća ili nedostataka u sklopu.

• Automatizovano ispražnjavanje i pakovanje: Roboti uklanjaju sklopljene PCB-ove sa nosača i uredno ih slažu u serije u kutije ili transportne trake, u očekivanju narednih procesa pakovanja.

• Snimanje podataka i praćenje: Parametri sklopa prikupljaju se tokom celokupnog procesa i sinhronizuju sa MES sistemom radi generisanja izveštaja o proizvodnji, što omogućava potpunu praćivost životnog ciklusa proizvoda kao i optimizaciju procesa i kontrolu kvaliteta.