Robot Montajı

PCBA Endüstrisinde Robot Montaj Uygulamalarına Genel Bakış

Robot montajı, bileşen yerleştirme, lehimleme, test etme, soketleme ve ambalajlama gibi temel yönleri kapsayacak şekilde, PCBA sürecinin tamamının veya kritik operasyonlarının otomatik robot sistemleri aracılığıyla otomasyonunu ifade eder. Akıllı üretimde merkezi bir bileşen olarak robot montajı, Kingfield'ın PCBA üretim verimliliğini artırmak, ürün tutarlılığını sağlamak ve yüksek düzeyli üretim ihtiyaçlarına uyum sağlamak amacıyla temel teknolojik desteği haline gelmiştir. Uygulaması prototiplemeden seri üretime kadar tüm yaşam döngüsüne yayılır ve PCBA endüstrisinin "emek yoğun"dan "teknoloji yoğun"a dönüşümünü sürdürüyor.

I. PCBA Robot Montajının Temel Uygulama Senaryoları

1. Yüksek hassasiyetli bileşen montajı

Robotik montaj, SMT sürecinde en yaygın olarak kullanılır ve pick-and-place makineleri ile lehim macunu yazıcıları gibi otomasyon sistemlerinden oluşan temel ekipmanlara sahiptir. Ultra-minyatür bileşenler, BGA ve QFP gibi yüksek hassasiyetli paketlenmiş cihazlar için robotlar, görüntü konumlandırma teknolojisi aracılığıyla hassas yerleştirme sağlar ve saatte 100.000'den fazla noktaya ulaşan yerleştirme hızları ile manuel verimliliğin çok ötesine geçer. Bu durum, Kingfield'ın yüksek yoğunluklu PCB'leri, Mini LED sürücü kartları ve diğer üst düzey ürünlerinin üretim ihtiyaçlarıyla uyumludur ve bileşenlerin yanlış hizalanması, ters yerleştirilmesi veya atlanması gibi sorunların önüne geçerek yerleştirme verimini önemli ölçüde artırır.

2. Otomatik lehimleme ve bağlantı

Robotik lehimleme, PCB montajlarında elektriksel bağlantıların güvenilirliğini sağlamak için kritik bir süreçtir.

Yaygın teknolojiler şunlardır:

· Reflow lehimleme robotları: Bu yöntemler, soğuk lehim eklemeleri, köprüleme ve manuel lehimlemede yaygın olan aşırı ısınma hasarı gibi sorunlardan kaçınarak hassas sıcaklık kontrol profilleri aracılığıyla toplu bileşen lehimlemeyi sağlar.

· Seçmeli dalga lehimleme robotları: Programlanabilir nozullar aracılığıyla lehim sıkan bu robotlar, delikli montaj (THD) bileşenleri için tasarlanmıştır ve hibrit montaj (SMT+THD) PCBÜ ürünlerine uyum sağlayarak lehimleme tutarlılığını artırır.

· Lazer lehimleme robotları: Yüksek hassasiyetli ve yüksek güvenilirlik gerektiren uygulamalarda kullanılan bu robotların ısı etkisi altındaki bölge küçüktür ve minik lehim eklemeleri ile ısıya duyarlı bileşenlerin lehimlenmesi için uygundur.

3. Montaj ve yerleştirme işlemlerinin otomasyonu

Manuel yerleştirme gerektiren delikli montaj cihazları için robotik montaj sistemi, robotik kollar ve sabitleme aparatlarının birleşimiyle otomatik yerleştirmeyi gerçekleştirir:
Birden fazla cihaz türü arasında esnek geçiş yapabilir ve programlanabilir mantık aracılığıyla farklı PCBA ürünlerinin yerleştirme gereksinimlerine uyar; Elle yerleştirmede, eşit olmayan yerleştirme kuvvetinden kaynaklanan düşük verimlilik, yüksek işgücü yoğunluğu ve cihaz hasarı gibi sorunları çözer ve özellikle endüstriyel kontrol panoları ile güç panoları gibi seri üretim senaryolarında Kingfield için uygundur.

4. Otomatik test ve kalite kontrol

Robotik montaj ve muayene teknolojilerinin derin entegrasyonu, "montaj-muayene" kapalı döngüsünü oluşturur:

· Görsel muayene robotu: Yapay zeka görsel algoritmalarını kullanarak yerleştirme hizalamasızlıklarını, lehim hatalarını ve eksik bileşenleri otomatik olarak tanımlar. Muayene hızı elle muayeneden 5-10 kat daha hızlıdır ve yanlış pozitif oranı %0,1'in altındadır;

· Devre İçi Test (ICT) robotu: PCB'ler üzerinde elektriksel performans testlerini otomatik olarak gerçekleştirir ve verileri kalite izlenebilirliği için gerçek zamanlı olarak MES sistemine yükler;

· X-ışını muayene robotu: X-ışını nüfuz muayenesi kullanarak BGA, CSP ve diğer paketli cihazların alt lehim bağlantılarında gizli lehim kusurlarını tespit eder ve yüksek oranda güvenilir ürünlerin kalitesini sağlar.

5. Arka uç ambalajlama ve nihai montaj

PCBA'nın arka uç süreçlerinde, robotik montaj kabuk ambalajlaması, konektör takma ve çıkarma ve kablo lehimleme gibi işlemlerden sorumludur: İşbirlikçi robotlar, ağır kabuk montajı ve hassas kablo lehimlemesi gibi karmaşık süreçleri insanlarla eş zamanlı olarak tamamlar ve esneklik ile doğruluk arasında denge sağlar; Kingfield'ın özelleştirilmiş ihtiyaçlarına uyum sağlayarak çok çeşitli ve küçük partili ürünlerde hızlı geçişi destekler ve ürün teslim sürelerini kısaltır.

II. Robot Montajının Temel Avantajları

1. Verimlilik İyileştirme: Manuel Üretim Verimliliğinin Darboğazını Kırmak

Robotlar yorgunluk veya duygusal bozukluk olmadan günde 24 saat çalışabilir. Tek bir robot montaj hattının kapasitesi, manuel üretim hattının 3-5 katıdır. Toplu siparişler için çoklu robotların iş birliğiyle "insansız üretim" gerçekleştirilebilir ve bu da üretim döngüsünü önemli ölçüde kısaltarak Kingfield'ın müşteri teslimat ihtiyaçlarına hızlı bir şekilde yanıt vermesine yardımcı olur.

2. Kalite Güvence: Ürün Tutarlılığının Sürekli Geliştirilmesi
Robot montajı, elle montaja göre üstün tekrarlanabilirlik ve operasyonel kararlılık sunar ve yerleştirme sapmaları ile lehim hataları gibi kusur oranlarını milyonda bire indirir. Dijital programlama ve parametre sabitleme sayesinde her bir PCBA'nın üretim standartlarının tamamen tutarlı olmasını sağlar ve bu da ürünleri otomotiv elektroniği ile tıbbi cihazlar gibi son derece yüksek güvenilirlik gerektiren sektörler için özellikle uygun hale getirir; böylece Kingfield'ın kalite itibarını güçlendirir.

3. Maliyet optimizasyonu: Üretim maliyetlerinde uzun vadeli azalma

Robotlara yapılan başlangıç yatırımı yüksek olsa da uzun vadede maliyetleri önemli ölçüde düşürebilir:

• İşgücü maliyetleri: Uzman işçilere olan bağımlılık azalır ve işe alım, eğitim ve yönetim maliyetleri düşer;

• Kayıp maliyetleri: Manuel işlemlerden kaynaklanan bileşen hasarı ve baskılı devre kartı (PCB) hurda oranları azalır, malzeme kaybı düşer;

• Yönetim maliyetleri: MES sistemi aracılığıyla üretim verilerinin gerçek zamanlı olarak izlenmesi, üretim çizelgelemesini optimize eder ve kapasite israfını azaltır.

4. Esnek üretim: Çeşitli ve özelleştirilmiş ihtiyaçlara uyum sağlar.

Modern robotik montaj sistemleri, hızlı programlama ve ürün değişimi imkanı sunar. Kingfield'ın özelleştirilmiş PCBA işi için üretim hattı parametreleri büyük ölçekli ekipman değişiklikleri olmadan 1-2 saat içinde ayarlanabilir ve böylece "küçük parti, çok seferli" siparişlerin verimli bir şekilde üretilmesi sağlanarak piyasa tepki süresi kısalır.

5. Güvenlik Yükseltme: Üretim Güvenliği Risklerinin Azaltılması

PCBA üretim süreci, lehimleme, yüksek sıcaklık ve kimyasallar gibi potansiyel riskleri içerir. Robot montajı, insan gücünün yerine geçerek yüksek riskli işlemleri gerçekleştirebilir ve işyeri yaralanma riskini azaltabilir. Aynı zamanda işbirlikçi robotların çarpışma tespit fonksiyonları vardır ve insanlarla güvenli bir şekilde birlikte çalışarak üretim verimliliği ile operasyonel güvenlik arasında denge kurar.

III. Kingfield Robot Montajının Teknik Özellikleri ve Uygulama Değeri

PCBA endüstrisindeki teknolojik uzmanlığı ve müşteri ihtiyaçlarına dayanarak Kingfield, "özel + akıllı + entegre" robot montaj çözümünü geliştirdi:

• Özel Adaptasyon: Robot montaj parametrelerini farklı sektörlerdeki PCBA ürünlerinin özelliklerine uyacak şekilde optimize etmek;

• Akıllı Entegrasyon: Yapay zeka ile görsel muayene, MES üretim yönetim sistemi ve dijital ikiz teknolojisini entegre ederek üretim sürecinin gerçek zamanlı izlenmesi, veri izlenebilirliği ve akıllı optimizasyonunun sağlanması;

• Entegre Hizmet: Robot seçimi, üretim hattı kurulumu, programlama ve hata ayıklamadan sonra bakım sürecine kadar tüm süreçlerde hizmet sunarak müşterilere otomasyonlu üretimi hızlı bir şekilde uygulamaları için yardımcı olmakta ve teknik engelleri düşürmektedir. Robot montaj teknolojisinin derin uygulaması sayesinde Kingfield yalnızca üretim verimliliği ve ürün kalitesini iki kat artırmakla kalmaz, aynı zamanda müşterilere "verimli, güvenilir ve özelleştirilmiş" PCBA çözümleri sunarak yoğun, yüksek güvenilirlik ve özelleştirilmiş PCBA alanındaki temel rekabet gücünü güçlendirmekte ve sektörün akıllı üretim yükseltimini sürüklemektedir.

Robot PCB Montaj Süreci Adım Adım Genel Bakış

Robotik PCB montajı, hassas mekanik, görsel konumlandırma ve akıllı kontrolü birleştiren otomatik bir süreçtir. Temel mantığı "hassas konumlandırma - bileşen taşıma - hassas montaj - kalite kontrol" adlı kapalı döngü etrafında döner. Aşağıda, gerçek endüstriyel üretim mantığıyla uyumlu standartlaştırılmış, adım adım bir açıklama yer almaktadır:

1. Başlangıç hazırlıkları:

· PCB Temizleme ve Konumlandırma: Robot, PCB kartı otomatik bir yükleme modülü aracılığıyla alır. İlk olarak, lehimleme yastıklarındaki yağı ve tozu uzaklaştırmak için plazma temizleme veya fırça ile toz temizleme işleminden geçirilir. Daha sonra, PCB bir taşıyıcıya sabitlenir ve referans nokta görsel tanıma kullanılarak PCB koordinat sistemi, montaj referans doğruluğunu sağlamak üzere kalibre edilir.

· Parametre Önceden Ayarlama ve Program İçe Aktarma: PCB tasarım belgelerine dayanarak, bileşen koordinatları, paket özellikleri ve montaj sırası gibi parametreler kontrol sistemine aktarılır. Robot, hareket yolunu engelleme risklerini önlemek için çevrimdışı programlama veya öğretim modu ile önceden ayarlar.

· Malzeme Hazırlığı: Yüzey montaj bileşenleri taşıyıcı bandlara, tepsilere veya boru raf sistemlerine yüklenir. Malzeme algılama modülü bileşen modelinin ve yönünün doğru olduğunu onayladıktan sonra, bileşenler robotun alma istasyonuna taşınır.

2. Çekirdek Montaj: Bileşen Alımı - Konumlandırma - Montaj

Adım 1: Bileşen Alımı Robotik kol, vakum memesine veya tutucuya sahiptir ve bileşenin boyutuna göre otomatik olarak uygun alete geçer. Raf üzerindeki bileşenlerin konumunu ve yönelimini belirlemek için bir görüntü sistemi kullanır ve bileşenleri hassas bir şekilde alır, böylece bileşenlerin zarar görmesi veya düşmesi önlenir.
Adım 2: Bileşen yönelim düzeltme Alındıktan sonra bileşenler, pinler ile PCB padleri arasında kesin hizalama sağlamaya yönelik olarak görüntü kontrol modülü tarafından ikinci kez tanımlanır. Özellikle BGA ve QFP gibi yüksek yoğunluklu paketlenmiş bileşenler için uygundur.
Adım 3: Hassas Montaj Robot, PCB üzerindeki ilgili yastık pozisyonuna önceden belirlenmiş bir yol boyunca hareket eder ve bileşeni yumuşak bir şekilde yerleştirir veya yastık deliğine sokar. Yüzey montaj sürecinde, bileşen yastığa takıldıktan sonra vakum memesindeki basınç serbest bırakılır. Delikli montaj sürecinde ise robotik kol, bileşen pinlerinin tamamen yerleştirilmesine yardımcı olarak iyi temas sağlar.
Adım 4: Kaynak ve Sertleştirme SMT montajı için, monte edilmiş PCB, lehim pastasının yüksek sıcaklıklarda sertleştirilerek bileşenler ile PCB arasında elektriksel bağlantı sağlanacağı bir reflov fırınına taşınır. Robot, delikli bileşenlerin dalga kaynağı veya nokta kaynağı işlemlerini tamamlamak üzere çevrimiçi lehimleme modülüyle donatılabilir.

3. Kalite Kontrol: Gerçek Zamanlı Doğrulama ve Kusur Giderme

· Çevrimiçi Görsel Muayene (AOI): Robotik montajdan sonra, AOI muayene ekipmanı PCB'yi otomatik olarak tarar, standart görüntülerle karşılaştırır ve eksik bileşenler, yanlış bileşenler, hizalama hatası ve soğuk lehim birleşimleri gibi hataları mikron seviyesine kadar inceleyerek tanımlar.

· Elektriksel performans testi: Test pimlerinden oluşan yatak testi veya uçucu problu test modülleri aracılığıyla, iletkenlik ve yalıtım gibi PCB devrelerinin elektriksel parametreleri test edilerek gizli arızalar ortadan kaldırılır.

· Hata İşleme: Tespit edilen hatalı ürünler otomatik olarak işaretlenir ve yeniden işlenecek istasyona taşınır, nitelikli ürünler ise bir sonraki işleme geçer ve 'montaj-muayene-sınıflandırma' şeklinde otomatik kapalı döngü sağlanır.

4. Sonraki Süreçler: Son Ürün İşleme ve Veri İzlenebilirliği

• PCB Temizliği ve Koruma: Nitelikli ürünler, toz giderme ve uyumlu kaplamadan sonra tekrar görsel olarak denetlenerek kalıntı kirlilik veya montaj hatalarının olmadığı garanti altına alınır.

• Otomatik Boşaltma ve Ambalajlama: Robotlar, monte edilmiş PCB'leri taşıyıcılardan çıkarır ve daha sonraki ambalaj süreçlerini beklemek üzere partiler halinde kutulara veya konveyörlere düzgün bir şekilde yerleştirir.

• Veri Kaydı ve İzlenebilirlik: Montaj parametreleri süreç boyunca toplanır ve üretim raporları oluşturmak üzere MES sistemine senkronize edilir; bu sayede ürünün yaşam döngüsü boyunca tam izlenebilirlik sağlanır ve süreç optimizasyonu ile kalite kontrolü kolaylaştırılır.