Robotmontering

Översikt över robotmonteringens tillämpningar i PCBA-industrin

Robotmontering syftar på automatisering av hela PCBA-processen eller nyckeloperationer genom automatiserade robotsystem, vilket omfattar kärnaktiviteter såsom komponentplacering, lödning, testning, införing och förpackning. Som en central del av intelligent tillverkning har robotmontering blivit en viktig teknologisk grund för Kingfield att förbättra PCBA-tillverkningseffektiviteten, säkerställa produktkonsekvens och anpassa sig till kraven inom högpresterande tillverkning. Dess tillämpning sträcker sig över hela livscykeln från prototypframställning till massproduktion och driver PCBA-industrins omvandling från "arbetskraftsintensiv" till "teknikintensiv".

I. Kärnanvändningsområden för PCBA-robotmontering

1. Högprecisionskomponentmontering

Robotmontering används mest i SMT-processen, med kärnutrustning som inkluderar automatiserade system såsom pick-and-place-maskiner och lodpasta-skrivare. För högprecisionsförpackade enheter såsom ultraminiatyrkomponenter, BGA och QFP uppnår robotar exakt placering genom visuell positioneringsteknik, med placeringstakter på över 100 000 punkter per timme, vilket långt överstiger manuell effektivitet. Det är kompatibelt med Kingfields produktionsbehov för högdensitets PCB, Mini LED-drivkort och andra högpresterande produkter, undviker problem såsom komponentfelpositionering, omvänd placering och utebliven placering orsakade av manuell placering och förbättrar avsevärt placeringens genombrottsgrad.

2. Automatiskt lödning och koppling

Robotlötning är en nyckelprocess för att säkerställa tillförlitligheten i elektriska anslutningar i PCBAs.

Huvudsakliga tekniker inkluderar:

· Reflödlödningsrobotar: Dessa uppnår batchkomponentlödning genom exakta temperaturkontrollprofiler, vilket undviker problem som kalla lödfogar, kortslutningar och överhettningsskador som är vanliga vid manuell lödning.

· Selektiva våglödningsrobotar: Dessa sprutar lodd exakt via programmerbara munstycken för genomborrade komponenter, anpassar sig till hybridmontering (SMT+THD) av PCBA-produkter och förbättrar lödningskonsekvensen.

· Laserlödningsrobotar: Används i högprestanda, högprestandarelaterade scenarier, har dessa robotar en liten värmepåverkad zon och är lämpliga för att löda små lödfogar och värmekänsliga komponenter.

3. Automatisering av införing och montering

För genomborrade enheter som kräver manuell införing uppnår robotsystemet automatiserad införing genom en kombination av robotarmar och fixturer:
Det stöder flexibel växling mellan flera enhetstyper och anpassar sig till infogningskrav för olika PCBA-produkter genom programmerbar logik; det löser problem som låg effektivitet, hög arbetsintensitet och enhetsskador orsakade av ojämn infogningskraft vid manuell infogning, och är särskilt lämpligt för Kingfield i massproduktionsscenarier som styrkort för industriell styrning och elkort.

4. Automatisk testning och kvalitetskontroll

Den djupa integrationen av robotiserad montering och inspektionsteknologier bildar en sluten krets av "montering-inspektion":

· Visuell inspektionsrobot: Identifierar automatiskt problem som felaktig placering, löddefekter och saknade komponenter med hjälp av AI-basade visionalgoritmer. Inspektionshastigheten är 5–10 gånger snabbare än manuell inspektion, med en falsk positiv frekvens på mindre än 0,1 %;

· In-kretstestningsrobot (ICT): Utför automatiskt elektriska prestandatest på PCBAs och laddar upp data i realtid till MES-systemet för kvalitetsspårning;

· Röntgeninspektionsrobot: Upptäcker dolda lödfogsdefekter på undersidan av lödfogar hos BGA-, CSP- och andra paketerade komponenter med hjälp av röntgenigenomstrålning, vilket säkerställer kvaliteten hos produkter med hög tillförlitlighet.

5. Bakre förpackning och slutmontering

I de bakre processerna för PCBA ansvarar robotiserad montering för operationer såsom skalpaket, koppling av kontakter och kabellodning: Samarbetsrobotar arbetar tillsammans med människor för att genomföra komplexa processer som tung skalmontering och precisionskabellodning, vilket balanserar flexibilitet och noggrannhet; Anpassas till Kingfields specialanpassade behov, stöder snabb omställning av flera varianter och små serier samt förkortar produktleveranstider.

II. Robotmonterings kärnfördelar

1. Effektivitetsförbättring: Bryta igenom flaskhalsen i manuell produktivitet

Robotarna kan arbeta dygnet runt utan trötthet eller påverkan av humör. Kapaciteten för en ensam robotbaserad monteringslinje är 3–5 gånger högre än för en manuell produktionslinje. För stora ordrar kan "obemannad produktion" uppnås genom samverkan mellan flera robotar, vilket avsevärt kan förkorta produktionscykeln och hjälpa Kingfield att snabbt möta kundernas leveransbehov.

2. Kvalitetssäkring: Kontinuerligt förbättra produkternas konsekvens
Robotmontering erbjuder bättre upprepbarhet och driftsstabilitet jämfört med manuell montering, vilket håller defektrater som placeringstvivel och lödfel under en per miljon. Genom digital programmering och fastläggning av parametrar säkerställs att produktionsstandarderna för varje PCBA är helt konsekventa, vilket gör det särskilt lämpligt för branscher med extremt höga krav på tillförlitlighet, såsom bil­elektronik och medicinsk utrustning, och därmed stärker Kingfields rykte för kvalitet.

3. Kostnadsoptimering: Långsiktig minskning av totala produktionskostnader

Även om den initiala investeringen i robotar är hög kan de på lång sikt avsevärt minska kostnaderna:

• Arbetskostnader: Minskad beroende av skickliga arbetare, vilket sänker rekryterings-, utbildnings- och hanteringskostnader;

• Förlustkostnader: Minskade komponentskador och kassering av PCB-or orsakade av manuella ingrepp, vilket sänker materialförlustgraden;

• Driftskostnader: Real­tidsövervakning av produktionsdata genom MES-systemet optimerar produktionsschemaläggning och minskar kapacitetsförluster.

4. Flexibel produktion: anpassningsbar till mångsidiga och skräddarsydda behov.

Moderna robotbaserade monteringssystem stöder snabb programmering och omställning. För Kingfields skräddarsydda PCBA-verksamhet kan produktionslinjeparametrar justeras inom 1–2 timmar utan omfattande utrustningsändringar, vilket möjliggör effektiv produktion av "små serier, många serier" och förbättrar marknadsrespons.

5. Säkerhetsförbättring: Minskar risker för produktionssäkerhet

PCBA-produktionsprocessen innebär potentiella risker såsom lödning, hög temperatur och kemikalier. Robotbaserad montering kan ersätta mänsklig arbetskraft för att utföra högriskprocesser och minska risken för arbetsplatsolyckor. Samtidigt har samarbetande robotar kollisionsdetektering och kan arbeta säkert tillsammans med människor, vilket balanserar produktivitet och driftssäkerhet.

III. Tekniska egenskaper och tillämpningsvärde av Kingfield robotmontering

Utifrån sin teknologiska expertis och kundbehov inom PCBA-industrin har Kingfield utvecklat en "anpassad + intelligent + integrerad" robotmonteringslösning:

• Anpassad anpassning: Optimering av robotmonteringsparametrar för att passa PCBA-produkters karaktäristik inom olika branscher;

• Intelligent integration: Integration av AI-baserad visuell inspektion, MES-produktionsstyrningssystem och digitala tvillingteknik för att uppnå real­tidsövervakning, dataspårbarhet och intelligent optimering av produktionsprocessen;

• Integrerad service: Tillhandahåller helhetsprocesser från robotval, produktionslinjeinstallation, programmering och felsökning till efterunderhåll, vilket hjälper kunder att snabbt implementera automatiserad produktion och sänka tekniska hinder. Genom den djupa tillämpning av robotmonteringsteknologi uppnår Kingfield en dubbel förbättring av produktions-effektivitet och produktkvalitet, samt erbjuder kunderna "effektiva, tillförlitliga och anpassade" PCBA-lösningar. Detta stärker dess kärnkompetens inom högdensitet, hög tillförlitlighet och anpassade PCBA-lösningar och driver intelligent tillverkningsuppgradering inom branschen.

Steg-för-steg översikt av robotbaserad PCB-monteringsprocess

Robotiserad PCB-assembly är en automatiserad process som integrerar precisionsmekanik, visuell positionering och intelligent styrning. Kärnan består av en sluten loop av "exakt positionering – komponenthantering – exakt montering – kvalitetsinspektion". Följande är en standardiserad, steg-för-steg-genomgång som följer den faktiska industriella produktionslogiken:

1. Förberedelser:

· PCB-rengöring och positionering: Roboten tar emot PCB-kortet via en automatisk laddningsmodul. Det genomgår först plasma rengöring eller borstdammsug för att ta bort olja och damm från lödpinnarna. Därefter fixeras PCB-kortet på en bärare, och PCB-koordinatsystemet kalibreras med hjälp av visuell identifiering av referenspunkter för att säkerställa monteringsnoggrannhet.

· Parameterförinställning och programimport: Utifrån PCB-designhandlingar importeras parametrar såsom komponentkoordinater, förpackningspecifikationer och monteringssekvens till styrsystemet. Robotens rörelsbana förinställs genom offline-programmering eller inlärningsläge för att undvika risker för kollisioner.

· Materialförberedelse: Ytmonterade komponenter lastas in på band, brickor eller rörformade ställningar. När materialdetekteringsmodulen bekräftat att komponentmodellen och riktningen är korrekt, transporteras komponenterna till robotens upptagningsstation.

2. Kärnmontering: Komponentupptagning - Positionering - Montering

Steg 1: Komponentupptagning Den robotiska armen är utrustad med en sugmunstycke eller grepphäfte och byter automatiskt till rätt verktyg beroende på komponentens storlek. Den använder ett visionssystem för att identifiera komponenternas position och orientering på racken och plockar upp komponenterna exakt, vilket undviker skador eller att komponenterna faller.
Steg 2: Korrigering av komponentorientering Efter upptagning genomgår komponenterna en sekundär identifiering av visioninspektionsmodulen för att korrigera eventuella förskjutningar eller rotationsvinklar, vilket säkerställer exakt justering mellan kontakter och PCB-lodplattor, särskilt lämpligt för komponenter med hög täthet såsom BGA och QFP.
Steg 3: Precision Assembly Roboten rör sig längs en förinställd bana till motsvarande komponentplacering på kretskortet och placerar komponenten mjukt eller sätter in den i hålet. I processen för ytkomponentmontering, när komponenten är fästad vid plattan, släpper vakuummunstycket trycket. I genomborrad process hjälper robotarmen till att fullständigt sätta in komponentpinarna för att säkerställa god kontakt.
Steg 4: Svetsning och härdning För SMT-montering transporteras det monterade kretskortet till en återflödesugn där löddeg förtätas vid höga temperaturer för att uppnå elektrisk anslutning mellan komponenterna och kretskortet. Roboten kan utrustas med en onlinesolderingsmodul för att genomföra vågsoldering eller fläcksoldering av genomborrade komponenter.

3. Kvalitetsinspektion: Verifiering i realtid och borttagning av defekter

· On-line visuell inspektion (AOI): Efter robotmontering skannar AOI-inspektionsutrustningen automatiskt PCB:n, jämför den med standardbilder och identifierar defekter såsom saknade komponenter, felaktiga komponenter, förskjutningar och kalla lödningar, med en inspektionsnoggrannhet på mikronnivå.

· Elektrisk prestandatestning: Genom säng-med-nål-testning eller flygande provstudsmoduler testas elektriska parametrar i PCB-kretsen, såsom ledningsförmåga och isolering, vilket eliminerar dolda fel.

· Hantering av defekter: Upptäckta defekta produkter markeras automatiskt och transporteras till omarbetningsstationen, medan godkända produkter går vidare till nästa process, vilket skapar en automatiserad sluten loop av "montering-inspektion-sortering".

4. Efterföljande processer: Färdigproduktbehandling och dataspårbarhet

• Rengöring och skydd av PCB Kvalificerade produkter genomgår dammavlägsning och konformbeläggning, följt av en visuell omprövning för att säkerställa att inga restimpuriteter eller monteringsfel finns kvar.

• Automatisk urladdning och förpackning: Robotar tar bort monterade PCB-kort från bärare och staplar dem ordentligt i partier i behållare eller transportband, där de väntar på efterföljande förpackningsprocesser.

• Datainsamling och spårbarhet: Monteringsparametrar samlas in under hela processen och synkroniseras till MES-systemet för att generera produktionsrapporter, vilket stödjer fullständig spårbarhet under produktens livscykel samt underlättar processoptimering och kvalitetskontroll.