Новый автомат Place All 700 – переход от мелкосерийного к среднесерийному производству

Новый автомат Place All 700 – переход от мелкосерийного к среднесерийному производству

Качество помнят еще долго после того, как цена, уплаченная за него, уже забыта. (Альдо Гуччи)

Стремительное развитие производства электроники диктует развития самих средств производства электроники. В истории компании Fritsch таких этапов было несколько:

В 1985 году был выпущен первый манипулятор установки компонентов LM85. После нескольких технических усовершенствований и модернизации на рынке появились известные по сегодняшний день манипуляторы серий LM900 и LM901.

В 1989 году, компания Fritsch приступила к выпуску самой известной модели полуавтомата SM902, который вывел компанию Fritsch в лидеры среди производителей мелкосерийного оборудования.

Все нарастающая сложность и миниатюризация компонентов и печатных плат двигала производителей электроники к переходу от ручной сборки плат к автоматической, и в 1996 году был представлен первый автомат серии placeAll 908.280, а в 1998 году— Place All 908.480, производство которого продолжалось до 2002 года когда ему на смену пришёл автомат PlaceAll 600, появившийся в результате анализа откликов, полученных от клиентов. Автомат получил новый дизайн и воплощал в себе последние на тот момент технические решения.

Благодаря тенденции в сторону уменьшения размера шага выводов микросхем и большой популярности микросхем в корпусе BGA, в 1999 году, был разработан термовоздушный ремонтный центр BGA Placer, предназначенный для монтажа finepitch компонентов и BGA в мелкосерийном производстве и в процессе ремонта.

В 2004 году Fritsch выпускает упрощённую версию автомата Place All 600 — автомат Place All 500. Новинку отличает чуть меньшее количество питателей, отсутствие некоторых возможностей, чем у старшего «родственника», чуть более простая конструкция и, соответственно, низкая цена.

Появившиеся автоматы становятся популярными, особенно это касается PlaceAll 600. Отечественные производители по достоинству оценили уровень возможностей этого автомата и его технические показатели. PlaceAll 600 сразу же занял свою нишу у производителей электроники, чьими непременными условиями при выборе автомата являются высокая точность монтажа компонентов и минимальное время перехода от сборки одного изделия на сборку нового.

При этом Place All 600 оказался привлекательным для заказчиков еще и своей модульностью. Поставленный в минимальной комплектации, отдельно стоящий автомат может быть превращен в автомат конвейерный менее чем за час и к тому же на территории заказчика. Или автомат с одной установочной головкой переоборудуется в двухголовый, или доустанавливается дозатор, или дополнительная камера, или дополнительное программное обеспечение, и все это может происходить также у заказчика, без отправки автомата на завод-изготовитель.

В 2006 году компания Fritsch выпускает увеличенную версию автомата Place All 600L для удовлетворения нарастающих потребностей много номенклатурных производств.Проведя анализ сложившейся ситуации, компания Fritsch поставила себе задачу построить автомат бюджетного класса, но предоставляющий пользователю невиданный ранее среди подобных автоматов выбор опций. В результате в 2008 году появляется Place All 510 — автомат, созданный с использованием самых современных технологий и заметно выделяющийся по своим свойствам среди аналогов.

В 2010 году автомат серии Place All 600 выпущен в увеличенной версии 600XL и позволял устанавливать сразу до 284 питателя из лент 8 мм.

В 2011 на смену автомату серии Place All 600 пришел модернизированный автомат Place All610 . Благодаря новым приводам, автомат позволял решать самые сложные задачи, производя установку микросхем с шагом 0,3 мм и со скоростью установки чип-компонентов 10500 компонентов в час.

В 2013 году компания Fritsch отметила своё 35 -летие с момента своего основания. Используя накопленный огромный опыт, компания Fritsch выпускает новейший автомат- Place All 700, который является наиболее современным оборудованием для среднесерийных производств.

С развитием компании развивалось и оборудование которое она выпускает: уменьшился размер компонентов, увеличилось количество питателей, скорость работы в общем, точность и шаг установки компонентов, и многое другое, что дает понять- компания FRITSCH стала лидирующей компанией, выпускающей автоматы подобного рода.

Остановимся более подробно на описании последнего выпущенного автомата Place All 700.

artdl1.jpg
Рис. 1 Внешний вид автомата Place All 700.

Выпуск автомата Place All 700 является своевременным шагом в условиях развития современной электронной промышленности, и переход от мелкосерийного производства к среднесерийному производству диктует следующие требования:

  • оборудование должно обеспечивать высокую точность установки компонентов
  • оборудование должно иметь высокую скорость установки компонентов
  • гибкость автомата за счет возможности установки большого количества интеллектуальных питателей
  • автомат должен позволять работать с широкой номенклатурой компонентов
  • Наличие программного модуля планирования и учета используемых компонентов и собранных плат.

Рассмотрим технические характеристики и возможности автомата Place All 700.

Модернизированные привода.
artdl2.jpg
Рис. 2 Электродвигатели с датчиками обратной связи.

Передвижение установочной головки осуществляется с помощью электродвигателей постоянного тока с датчиками обратной связи посредством надёжных приводных ремней, рассчитанных на весь срок службы автомата.

Область сборки
artdl3.jpg
Рис. 3 Область сборки.

Размеры и назначение областей обозначены на рисунке.

Распознавание компонентов «на лету»

Одновременное распознавание компонентов «на лету» осуществляется при помощи 4-х камер, которые распознают компоненты размером до 14 x 14 мм и высотой до 20 мм.

artdl4.jpg
Рис. 4 Камеры для распознавания компонентов.
Оптическое центрирование
artdl5.jpg
Рис. 5 Процесс центрирования

Используется стационарная нижняя камера, которая позволяет работать с такими компонентами как FP / BGA / CSP / µBGA а также со специфическими размерами до 50х50 мм и шагом 0.3 мм (опционально до 80×80мм) и точностью 30 микрон. С помощью данной камеры происходит измерение каждого вывода или внешних углов компонента, а затем вычисление корректирующей поправки для точной установки компонента.

smartFEEDER®
artdl6.jpg
Рис. 6 Процесс работы системы smartFEEDER®

smartFEEDER® Интеллектуальные питатели могут быть быстро и удобно прописаны при помощи устройства считывания штрих кодов. Для проведения этой операции необходимо считать штрих-код, имеющийся на каждом питателе, затем считать код с катушки с элементами.

Создание программы из CAD
artdl7.jpg
Рис. 7 Схема работы CAD конвертера

Одним из способов создания рабочих программ является метод конвертирования данных из CAD. Данный процесс может быть выполнен на отдельном персональном компьютере, не выключая автомат из цикла производства, что также сокращает время переналадки автомата на новое изделие. Удобный CAD конвертор позволяет сократить время создание рабочей программы до нескольких минут.

Возможность встраивания автомата в производственную линию
artdl8.jpg
Рис. 8 Схема встраивания автомата в производственную линию

При помощи конвейерной системы, автомат FRITSCH Place All 700 может быть встроен в состав производственной линии. Конвейерная система имеет SMEMA интерфейс и может быть легко установлена на автомат на территории заказчика. Существует два варианта исполнения конвейерной системы: сквозная и тупиковая.

Установка компонентов из россыпи
artdl9.jpg
Рис. 9 Процесс выбора курсором компонента для установки

Для эффективной работы на автомате FRITSCH Place All 700 предусмотрена возможность установки компонентов из россыпи. Для установки компонентов из россыпи необходимо отметить курсором компоненты в питателе перед началом сборки платы. Если в процессе сборки платы количество отмеченных компонентов оказалось не достаточным, то программа дополнительно предложить выделить компоненты из россыпи.

Опция по распознаванию перевёрнутых чип – компонентов
artdl10.jpg
Рис. 10 Процесс определения перевернутых компонентов.

Автомат может быть оснащён опцией по распознаванию перевёрнутых компонентов.

Данный программный модуль может быть совмещен со станцией для переворота компонентов для полной автоматизации процесса установки перевёрнутых компонентов и исключения ошибки при их установке.

Программный модуль автоматически сканирует камерой компоненты в питателе и в случае, если компонент окажется перевёрнутым, насадка переносит компонент на станцию, где он будет перевёрнут.

Электрический тест номинала компонентов перед установкой
artdl11.jpg
Рис. 11 Станция для измерения чип-компонентов

Система электрического теста представляет собой станцию для измерения чип-компонентов и блок измерения-мультиметр, которые функционируют следующим образом: Установочная головка после захвата компонента из питателя переносит компонент на станцию, где он захватывается специальными щупами и измеряется. Полученные параметры сравниваются с заданными по программе.

Систему электрического теста можно легко установить в любой момент и тем самым избежать ошибки при установке элементов с несоответствующими номиналами.

Адаптация катушек с лентой и питателей, при помощи устройства считывания штрих-кодов.
artdl12.jpg
Рис. 12 Принцип работы устройства считывания штрих-кодов

Данная опция позволяет быстро и безошибочно производить запись новых компонентов в катушках в базу автомата, позволяя сократить время создания новых проектов.

Автоматическая минимизация непроизводительных пробегов установочной головки
artdl13.jpg
Рис. 13 Принцип оптимизации работы установочной головки
Система удаленной диагностики через Internet сервисным инженером
artdl14.jpg

Автомат Place All 700 имеет систему удаленной диагностики для удаленной локализации неполадок, ускорения времени реакции и улучшения качества сервисного обслуживания и поддержки. Специалисты официального дистрибьютора, при поддержке завода изготовителя, могут в любой момент ответить на возникающие вопросы по работе автомата.

Питатели
Ленточные питатели
artdl15.jpg
Рис. 14 Ленточный питатель
  • Ленты от 8 мм до 72 мм;
  • Все питатели «интеллектуальные»;
  • Удобная и надежная система крепления питателей на автомате;
  • Прецизионные питатели для компонентов 0402 и 0201;
  • Допускается заправка пластиковых и бумажных лент
Блок питателей из ленты 8мм
artdl16.jpg
Рис. 15 Питатель из ленты 8мм
  • Позволяет экономить место на базе питателей, занимая только 5 стандартных мест под одиночный питатель из ленты 8 мм;
  • Интеллектуальный питатель позволяет загрузить 10 типономиналов из 8 мм ленты;
  • Общее количество типономиналов компонентов для автомата FRITSCH Place All 700 расширяется до 208 позиций
Питатель для компонентов в пеналах
artdl17.jpg
Рис. 16 Питатель для компонентов в пеналах
  • Подача компонентов в зону захвата автомата осуществляется сжатым воздухом, позволяя ставить корпуса разного габарита в один питатель;
  • Поддерживается любая ширина пенала
Питатель из обрезков ленты
artdl18.jpg
Рис. 17 Внешний вид питателя из обрезков ленты

При сборке опытных образцов и малых серий плат часто используются обрезки лент. При помощи данного питателя в автомат можно загрузить до 10 обрезков из ленты 8 мм. При загрузке более широкой ленты общее количество типономиналов снижается соответственно.

Спец. питатели / Питатели для светодиодов
artdl19.jpg
Рис. 18 Внешний вид питателя для светодиодов

По специальному заказу могут быть изготовлены нестандартные питатели для различных компонентов. Например, одна из возможностей осуществлять обрезку выводов и установку штыревых светодиодов, с возможностью их формовки.

Питатели из матричных поддонов
artdl20.jpg
Рис. 19 Питатель из матричных поддонов

При наличии в изделии микросхем, монтируемых из матричных поддонов, автомат может быть оснащен питателями, устанавливаемыми в область сборки автомата.

Устройство подачи матричных питателей
artdl21.jpg
Рис. 20 Внешний вид установки подачи матричных питателей
  • загрузка до 8-ми матричных поддонов
  • обеспечивает автоматическую подачу нужного компонента в процессе сборки
  • не требует отдельного программного обеспечения
  • устройство механически соединяется с автоматом
Дозатор
artdl22.jpg
Рис. 21 Процесс нанесения паяльной пасты

Для производства опытных образцов и небольших серий печатных плат, в случае когда изготовление трафаретов нерентабельно или занимает слишком много времени, автомат placeAll 700 может быть укомплектован системой дозирования паяльной пасты или клея. Существуют два варианта дозатора: первый — более простая система пневматического дозирования, в основном применяемая для клея или крупных контактных площадок для паяльной пасты; и второй — цифровой дозатор CD-04, с микропроцессорным управлением, контролем температуры, позволяющим работать с компонентами с малым шагом до 0,5 мм и возможностью наносить микродозы паяльной пасты до 0,001 м      м³ .

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
PLACEALL 700
Количество установочных головок 4
Габаритные размеры ×Ш × В), мм 1700 x 1600 x 1600
Макс. кол-во питателей из ленты 8мм
— отдельно стоящий 208
— встраиваемый в линию 124
ТИПЫ ПИТАТЕЛЕЙ
— ленточные 8, 12, 16, 24, 32, 44, 56, 72 мм
— из пеналов На 10 пеналов
— из матричных поддонов да
— автомат. питатель из поддонов да
— из обрезков ленты для любых обрезков
— по спец. Заказу По запросу (Штыревые светодиоды, наклейки и т. д.)
-компоненты из россыпи да
Размеры плат
Минимальный размер печатной платы
Отдельно стоящий 5х5 мм
Встраиваемый в линию 30х30мм
Макс. размер плат (без системы тех. зрения), мм 620 x 450
Максимальная толщина плат, мм 10
Максимальная высота компонентов, мм 20
Максимальная производительность, комп/час 14000
Разрешение
Разрешение перемещения приводов по осям X-Y, мкм 1
Разрешение перемещения по оси Z, мкм 8
Разрешение вращения, 0 0.012
ТОЧНОСТЬ УСТАНОВКИ КОМПОНЕНТОВ, МКМ
-распознавание на лету ±30
— с нижней системой технического зрения 2 ±30
Минимальный размер компонентов, мм 01005 шаг 0,3
Максимальный размер компонентов, мм
— установка «на лету» 14х14 мм
— с нижней системой технического зрения Vision 2 50х50 (80х80 опционально)
Заключение

Автомат установки компонентов Place All 700 объединяет в себе лучшие достижения компании Fritsch – одного из лидеров отрасли – и являются инструментом, позволяющим перейти производителям электроники от мелкосерийного к среднесерийному производству. Представленных характеристики и опции постоянно совершенствуются и дополняются для наилучшего соответствия сегодняшним и будущим потребностям предприятий.

Сергей Пакскин

s.pakskin@global-smt.ru

Юрий Сухоручкин
yuri.s@global-smt.ru


14 июня 2017, Санкт-Петербург

Практическая конференция
«Сборочно-монтажное оборудование.
Технологии и практические решения»

Вернуться на сайт Подробнее

Офис в Москве

Глобал Инжиниринг

г.Москва Высоковольтный проезд, 1/49, офис 303

+7 495 980 0819

Время работы:

Офис в Санкт-Петербурге

Глобал Инжиниринг

г.Санкт-Петербург Набережная Чёрной речки, 41, БЦ «Прогресс Сити», офис 215

+7 495 980 0819

Время работы: