CC BY
36Компоненты и технологии, № 3'2005 Технологии
Сверхпроизводительные гибкие автоматы установки компонентов
на базе платформы АХ
Новое поколение автоматов установки компонентов на базе платформы АХ компании Assembleon, входящей в группу компаний Philips, предлагает уникальные гибкие решения для многономенклатурного крупносерийного производства печатных узлов. Данные автоматы обеспечивают высокую производительность и максимальные возможности при минимальных инвестициях.
Александр Соловьев
Концепция параллельной установки компонентов
Главной особенностью автоматов на базе платформы AX компании Assembleon является концепция параллельной установки компонентов. В обычном автомате установки компонентов на выполнение вспомогательных операций, таких, как транспортировка печатных плат по конвейеру, фиксация платы в рабочей зоне автомата, считывание реперных знаков, смена вакуумных захватов, затрачивается очень много времени, что в условиях средне- и крупносерийных производств приводит к существенным материальным потерям.
Передовая технология параллельной установки компонентов, реализованная в автоматах AX, позволяет свести к минимуму непродуктивное время работы автомата благодаря параллельной загрузке, выгрузке плат, распознаванию реперных знаков, смене захватов и установке компонентов. Данная концепция обеспечивает хорошую производительность и минимальную стоимость установки компонента.
Модульность конструкции
Одним из главных преимуществ данных автоматов является передовая технология TrueModularity, которая обеспечивает масштабируемую производительность автоматов и позволяет исключить наличие избыточной или недостаточной производственной мощности.
Автоматы могут оснащаться установочными модулями двух типов: стандартными установочными модулями и компактными установочными модулями. Модули обоих типов имеют одинаковый принцип работы, систему управления и могут контролироваться одним и тем же программным обеспечением. Единственная разница между ними состоит в том, что компактный установочный модуль в два раза уже стандартного модуля. Это позволяет гибко изменять производительность автомата для достижения максимальной эффективности работы.
Стандартный установочный модуль имеет 26 позиций захвата компонентов, а компактный — 11 позиций. Максимальная производительность обоих мо-
Компоненты и технологии, № 3'2GG5
Технологии
Установочные модули \
Направление
движения
□ □□ ^ q I D | □
□ □ □ □ □ □ □ « Но
П п ■
: о D п і □ □ D п а
„ " П 0 D 1 □ ■ , D
□ □ □ и0 □ □
Компоненты -
IIII11|11II НИНІШНІ ІНІІІІНП ІІІІІІ II 1II1 1II1 ІІІІІІ ІІІІІІ 1II1 ІІІІІІ ІІІІІІ 1II1 ІІІІІІ ІІІІІІ
IIIIII IIII IIIIII IIII IIIIII 1111 ІІІІІІ 1111 НІНІ ІІІИІ НИН НИИ НИН НИИ НИН НИИ НИИ ІІІІІІ ІІІІІІ ІІІІІІ НІНІ НІНІ II НІНІ НІНІ II НІНІ НІНІ II ІІІІІІ ІІІІІІ II
Систем ы перемещения питателей
Рис. 3. Концепция параллельной установки компонентов в автоматах на базе платформы AX
Рис. 5. Установочная головка автоматов AX
Рис. 6. Возможность использования различных вакуумных захватов позволяет устанавливать весь спектр компонентов для поверхностного монтажа
дулей по стандарту 1РС 9850 составляет 5500 комп./ч. Компактные и стандартные установочные модули могут использоваться в любой комбинации. Данные установочные модули унифицированы для использования на автоматах, созданных на базе платформы АХ, что позволяет перераспределять их между автоматами в сборочных линиях в пределах цеха, предприятия, страны и тем самым гибко варьировать производственные мощности, исходя из текущих потребностей. На автомат АХ-3 можно установить до 6 стандартных или до 12 компактных установочных модулей, на АХ-5 — до 10 стандартных или до 20 компактных. Максимальная производительность автомата АХ-3 по стандарту 1РС 9850 достигает 65 000 комп./ч, а максимальная производительность АХ-5 — 110 000 комп./ч.
Каждый модуль оснащен установочной головкой со сменными вакуумными захватами для установки широкого спектра компонентов — от чип-компонентов типоразмером 01005 (0,4х0,2 мм) до микросхем 801С, QFP, БОА и С8Р с максимальными размерами 45х45 мм. Система регулирования усилия при установке от 2,5 до 8 Н с шагом 0,1 Н обеспечивает прецизионный монтаж компонентов, полностью исключая возможность их повреждения.
Рис. 7. Система технического зрения на основе ПЗС-камеры для центрирования компонентов размером до 45x45 мм и минимальным размером выводов 0,2 мм
ния реперных знаков или шаблонов для автоматической коррекции координат установки компонентов. Данная камера также используется для распознавания положения питателей, станции смены вакуумных захватов и емкости для отбраковки компонентов.
Система транспортировки печатной платы
Транспортная система обеспечивает плавное перемещение печатной платы в автоматах, а фиксация платы по краям не требует наличия на плате базовых отверстий. Система автоматически настраивается под ширину и толщину печатной платы для минимизации времени переналадки оборудования на новый тип изделий.
Автоматы имеют входную и выходную секции, которые играют роль буферов, поэтому для них не требуется установка дополнительных конвейерных систем до и после автомата для синхронизации работы производственной линии.
Новейшие системы технического зрения
Для центрирования столь широкого спектра компонентов автоматы оснащены лазерной системой центрирования для компонентов с максимальными габаритными размерами 17,5x17,5 мм, а также новейшей системой технического зрения на основе ПЗС-камеры для центрирования компонентов размером до 45х45 мм и минимальным размером выводов 0,2 мм. Точность установки компонентов составляет 50 мкм при 4 а.
Кроме того, каждая установочная головка оснащена прецизионной камерой распознава-
Легкая замена питателей
Для упрощения замены питателей и минимизации времени переналадки в автоматах AX используются системы перемещения питателей, а также поставляемая по заказу уникальная система проверки и подготовки питателей вне линии SVS Pro, которая гарантирует правильную установку питателей в автомате.
Система SVS Pro состоит из станции подготовки питателей и контроллера, установленного в автомате установки компонентов. Станция подготовки питателей оснащена сканером штрих-кодов. Считывая штрих-код с катушек с компонентами, оператор получает информацию о том, какой питатель в какую позицию
Компоненты и технологии, № 3'2GG5
Технологии
требуется установить в системе перемещения питателей. В системе SVS Pro содержится информация о каждой системе перемещения питателей, каждой катушке с компонентами, положении питателей в линии, количестве компонентов. Данная информация отслеживается в течение всего периода работы.
В случае, если оператор неправильно установит систему перемещения питателей или отдельный питатель, система SVS Pro приостановит производство и оповестит оператора о возникновении ошибки.
Кроме того, перед тем как компоненты в питателе полностью закончатся, система SVS Pro предупредит оператора о необходимости присоединения новой катушки с компонентами, что позволит значительно увеличить производительность оборудования.
Программное обеспечение
Автомат оснащен системой управления на основе персонального компьютера с операционной системой Windows. Имеется возможность подключения к локальной сети
предприятия для пересылки рабочих программ и мониторинга работы оборудования с основного компьютера в производственном цехе.
Как известно, конвертирование CAD-данных, генерация и оптимизация рабочих программ — важнейшие этапы в организации производства новых изделий.
Компания Assembleon предлагает два различных программных продукта для подготовки рабочих программ и оптимизации работы оборудования: PPS-Pro и eM-Assembly Expert. Данные программные продукты обеспечивают:
• сокращение времени подготовки рабочих программ благодаря использованию CAD-данных;
• создание и оптимизацию рабочих программ для всей сборочной линии;
• балансировку оборудования в линии для достижения максимальной производительности;
• гибкую переналадку на новый тип продукции;
• точное производственное календарное планирование.
Рис. 11. Программное обеспечение для автоматов АХ обеспечивает уникальные возможности создания рабочих программ и управления производственным процессом
Главные преимущества программного обеспечения PPS-Pro:
• использование оптимизаторов рабочих программ Assembleon;
• обеспечение ритмичности производственного процесса путем минимизации времени сборки изделий;
• поддержка различных форматов CAD-данных;
• сохранение информации о компонентах;
• создание отчетов о параметрах автомата. Главные преимущества программного обеспечения eM-Assembly Expert:
• оптимизация рабочих программ;
• расширенный интерфейс для данных CAD и BOM;
• обеспечение сбалансированной загрузки автоматов разных производителей;
• возможность модернизации (например, внедрение электронного документооборота).
Легкость технического обслуживания
Конструкция автоматов обеспечивает легкий доступ ко всем основным узлам, что позволяет сократить время ремонта. При замене установочного модуля среднее время ремонта составляет менее 20 минут, без необходимости последующей калибровки модуля.
Таблица 1. Основные технические характеристики автоматов AX
АХ-3 АХ-5
Максимальная производительность, комп./ч 100000 170000
Производительность по 1РС 9850, комп./ч 65 000 110000
Точность установки при 4 а, мкм 50
Спектр устанавливаемых компонентов От чип-компонентов 01005 (0,4х0,2 мм) до микросхем размером 45х45 мм
Минимальные размеры печатной платы (ДхШ), мм 50х50
Максимальные размеры печатной платы (ДхШ), мм 508x390
Максимальное количество типономиналов компонентов 156 26О
Габаритные размеры (ДхШ), мм 2760x2240 3720x2240
