SMT設(shè)備貼裝率的分析
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如何提高和保持SMT設(shè)備貼裝率是擺在設(shè)備經(jīng)多年使用后的管理者面前的迫切需要解決的問題，本文以旋轉(zhuǎn)頭貼片機(jī)為例，從多方面詳細(xì)闡述影響設(shè)備貼裝率低下的原因，并詳細(xì)介紹了SMT設(shè)備常見故障的檢查內(nèi)容。關(guān)鍵詞：貼裝率 光學(xué)識(shí)別 姿態(tài)檢測(cè) 狀態(tài)監(jiān)控貼片機(jī)是在不對(duì)器件和基礎(chǔ)板造成任何損壞的情況下，穩(wěn)定、快速、完整、正確地吸取器件，并快速準(zhǔn)確地將器件貼裝在指定位置上，目前已廣泛應(yīng)用于軍工、家電、通訊、計(jì)算機(jī)等行業(yè)。SMT設(shè)備在選購(gòu)時(shí)主要考慮其貼裝精度與貼裝速度，在實(shí)際使用過程中，為了有效提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低有利于產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率，則如何提高和保持SMT設(shè)備貼裝率是擺在使用者面前的首要課題。
一：貼裝率的含義所謂貼裝率是指在一定時(shí)間內(nèi)器件實(shí)際貼裝數(shù)與吸數(shù)之比，即： 貼裝率= ×100% 吸著數(shù)其中總棄件數(shù)是指吸著錯(cuò)誤數(shù)、識(shí)別錯(cuò)誤數(shù)、立片數(shù)、丟失數(shù)等，而識(shí)別錯(cuò)誤又分器件規(guī)格尺寸錯(cuò)誤與器件光學(xué)識(shí)別不良兩種。貼片機(jī)無(wú)論是小型機(jī)、中型機(jī)、大型機(jī)，也無(wú)論是中速機(jī)，高速機(jī)，它們主要都是由器件貯運(yùn)裝置、XY工作臺(tái)、貼裝頭以及控制系統(tǒng)組成。貼裝頭是貼片機(jī)的核心和關(guān)鍵部件，貼裝頭一般有固定頭和旋轉(zhuǎn)頭之分，固定一般多頭排列，少則2個(gè)，多則8個(gè)，可同時(shí)或單獨(dú)取件，旋轉(zhuǎn)頭又分在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)與在垂直面內(nèi)旋轉(zhuǎn) 。 A：器件吸起吸嘴吸起高度切換
B：θI旋轉(zhuǎn)（±90’）
C：器件光學(xué)識(shí)別
D：器件姿態(tài)檢測(cè) θ2旋轉(zhuǎn)（±90’）
E：貼裝器件/吸嘴高度切換
F：θ3旋轉(zhuǎn)（±180’-θ）吸嘴原點(diǎn)檢測(cè)不良品排除
G：吸嘴轉(zhuǎn)換
H：吸嘴號(hào)碼檢測(cè)根據(jù)貼片機(jī)從取件 貼裝整個(gè)流程，就單純從設(shè)備方面來(lái)看，在正確設(shè)置吸嘴取件高度、取件位吸嘴中心與供料器相對(duì)位置情況下，影響設(shè)備貼裝率的主要因素是在取件位置，根據(jù)設(shè)備統(tǒng)計(jì)的生產(chǎn)信息情報(bào)，其影響占整個(gè)影響因素的80%以上。而造成的原因有：一方面是器件貯運(yùn)裝置上的供料器，另一方面是吸嘴，兩者中供料器的影片中６０％左右，40%左右是由于吸嘴污染所造成。
二、供料器的影響供料器的影響主人集中在供料異常。供料器的驅(qū)動(dòng)方式有馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、機(jī)械式驅(qū)動(dòng)以及氣缸驅(qū)動(dòng)等幾種，這里以機(jī)械式驅(qū)動(dòng)為例，說(shuō)明供料器對(duì)貼裝率的影響：
1：驅(qū)動(dòng)部分磨損機(jī)械式驅(qū)動(dòng)地靠凸輪主軸驅(qū)動(dòng)供料機(jī)構(gòu)，迅速敲找供料器的擊找臂，通過連桿使與之連接的棘輪帶動(dòng)元器件編帶前進(jìn)一個(gè)進(jìn)距，同時(shí)帶動(dòng)塑料卷帶盤將編帶上的塑料帶帽離，吸嘴下降完成取件動(dòng)作。但由于供料機(jī)構(gòu)高速訪問供料器，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的使用之后，供料器的棘爪磨損嚴(yán)重，造成棘爪不能驅(qū)動(dòng)卷帶盤塑料帶正常剝離，使吸嘴不能完成取件工作。因此在安裝編帶前應(yīng)仔細(xì)檢查供料器，對(duì)棘爪輪已磨損的供料器應(yīng)立即修復(fù)，不能修復(fù)的應(yīng)及時(shí)更換。
2：供料器結(jié)構(gòu)件變形由于長(zhǎng)期使用或操作工操作不當(dāng)，其壓帶蓋板、頂針、彈簧 及其它運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生變形、銹蝕等，從而導(dǎo)致器件吸偏、立片或者吸不到器件，因此應(yīng)定期檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，以免造成器件的大量浪費(fèi)，同時(shí)在安裝共料器應(yīng)正確、牢固地安裝在供料部平臺(tái)上，特別是無(wú)供料器高度檢測(cè)的設(shè)備，否則可能會(huì)造成供料器或設(shè)備損壞。
3：供料器潤(rùn)滑不良一般對(duì)供料器的維護(hù)與保養(yǎng)，很容易被忽略，但定期的清潔、清洗、加油潤(rùn)滑是必不可少的工作。
三、吸嘴的影響吸嘴也是影響貼裝率的又一重要因素，造成的原因有內(nèi)部原因，也有外部原因。
1：內(nèi)部原因一方面是真空負(fù)壓不足，吸嘴取件前自動(dòng)轉(zhuǎn)換貼裝頭上的機(jī)械閥，由吹氣轉(zhuǎn)換為真它吸附，產(chǎn)生一定的負(fù)壓，當(dāng)吸取部品后，負(fù)壓傳感器檢測(cè)值在一定范圍內(nèi)時(shí)，機(jī)器正常，反之吸著不良。一般在取件位到貼裝位吸嘴處的負(fù)壓應(yīng)至少在400mmＨg以上，當(dāng)貼裝大器件負(fù)壓應(yīng)在70mmHg以上，因此應(yīng)定期清洗真空泵內(nèi)的過濾器，以保證足夠的負(fù)壓；同時(shí)應(yīng)定期的檢查負(fù)壓檢測(cè)傳感器的工作狀態(tài)。另一方面是貼裝頭上的過濾器及吸嘴上的過濾器因周圍環(huán)境或氣源不純凈被污染堵塞而發(fā)黑。因此該過濾器應(yīng)定期更換，一般吸嘴上的過濾器至少應(yīng)半個(gè)月更換一次，貼裝頭上的過濾器應(yīng)至少半年更換一次，以保證氣流的通暢。
2：外部原因一方面是氣源回路泄壓，如橡膠氣管老化、破裂，密封件老化、磨損以及吸嘴長(zhǎng)時(shí)間使用后磨損等，另一方面是因膠粘劑或外部環(huán)境中的粉塵，特別是紙編帶包裝的元器件在切斷之后產(chǎn)生的大量廢屑，造成吸嘴堵，因此因每日檢查吸嘴的潔凈程度，隨時(shí)監(jiān)控制吸嘴的取件情況，對(duì)堵塞或取件不良的吸嘴應(yīng)及時(shí)清洗或更換，以保證良好的狀態(tài)，同時(shí)在安裝吸嘴時(shí)，必須保證正確、牢固的安裝，否則會(huì)造成吸嘴或設(shè)備的損壞。
四：器件檢測(cè)系統(tǒng)器件檢測(cè)系統(tǒng)是貼裝精度與貼裝正確性的必要保證。分為器件光識(shí)別系統(tǒng)與器件姿態(tài)檢測(cè)。 1：光學(xué)識(shí)別系統(tǒng)是固定安裝的一個(gè)光學(xué)攝像系統(tǒng)，它是在貼裝頭的旋轉(zhuǎn)過程中經(jīng)攝像頭識(shí)別元器件外形輪廓從而光學(xué)成像，同時(shí)把相對(duì)于攝像機(jī)的器件中心位置和旋轉(zhuǎn)角度測(cè)量并記錄下來(lái)，傳遞給傳動(dòng)控制系統(tǒng)，從而進(jìn)行XY坐標(biāo)位置偏差與θ角度偏差的補(bǔ)償，其優(yōu)點(diǎn)在于精確性與可適用于各種規(guī)格形狀器件的靈活性。它有反射識(shí)別方式以器件電極為識(shí)別依據(jù)，識(shí)別精度不受吸嘴大小的影響，一般SOP、QFP、BGA、PLCC等器件采用反射識(shí)別方式。而透射識(shí)別方式是以元件外形為識(shí)別依據(jù)，識(shí)別精度受吸嘴尺寸的影響當(dāng)吸嘴形大于器件輪廓時(shí)，識(shí)別圖像中有吸嘴的輪廓 。由于光學(xué)攝像系統(tǒng)的光源經(jīng)過一段時(shí)間使用之后，光照強(qiáng)度會(huì)逐漸下降，因光照強(qiáng)度與固態(tài)攝像轉(zhuǎn)換的灰度值成正比，灰度值越大，則數(shù)字圖像越清晰。所以隨著光源光照強(qiáng)度的減小，灰度值也隨之減小，但機(jī)器內(nèi)存儲(chǔ)的灰度值不會(huì)自動(dòng)隨著光源光照強(qiáng)度的減小而減小，則當(dāng)灰度值低于一定值時(shí)，圖像就無(wú)法識(shí)別，因此必須定期進(jìn)行校正檢測(cè)①重新示校②調(diào)整光圈焦距?；叶戎挡艜?huì)與光源光照強(qiáng)度成正比。當(dāng)光源光強(qiáng)度弱到無(wú)法識(shí)別器件時(shí)，就必須更換光源，同時(shí)應(yīng)定期清洗鏡頭、玻璃片以及反光板上的灰塵與器件，以防因灰塵或器件影響光源強(qiáng)度，導(dǎo)致識(shí)別不良發(fā)生；另一方面還必須正確設(shè)置攝像機(jī)的有關(guān)初始數(shù)據(jù)。
2：整件姿態(tài)檢測(cè)是通過安裝在機(jī)架上的線性傳感器，從器件的橫向作高速掃描以檢測(cè)器件的吸著狀態(tài)，并準(zhǔn)確檢測(cè)器件的厚度，當(dāng)部品庫(kù)內(nèi)設(shè)定的厚度值與實(shí)測(cè)值超出允許的誤差范圍時(shí)，會(huì)出現(xiàn)厚度檢測(cè)不良，導(dǎo)致部品損耗。因此正確設(shè)置部品庫(kù)內(nèi)器件的數(shù)據(jù)以及厚度檢測(cè)控制順的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)是至關(guān)重要的，必須經(jīng)常復(fù)測(cè)器件的厚度。同時(shí)應(yīng)經(jīng)常對(duì)線性傳感器進(jìn)行清潔，以防止粘附其上的粉塵、雜物、油污等器件的厚度及吸著狀態(tài)的檢測(cè)。
五、器件編帶不良設(shè)備貼裝正確率是一個(gè)多因素共同作用的結(jié)果，除設(shè)備自身的原因以外，器件編帶不良對(duì)其也產(chǎn)生極大的影響，主要表現(xiàn)在： A：齒孔間距誤差較大。 B：器件形狀欠佳。 C：編帶方孔形狀不規(guī)則或太大，從而導(dǎo)致器件被掛住或橫向翻轉(zhuǎn)。 D：紙帶與塑料熱壓帶粘力過大，不能正常剝離，或器件被粘在底帶上。 E：器件底部有油污。
六：基礎(chǔ)管理如何利用好性能優(yōu)良的設(shè)備，使之創(chuàng)造最大限度的利潤(rùn)，是企業(yè)追求的目標(biāo)，如何才能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，主要靠科學(xué)的管理方法：
A：建立定期的員工培訓(xùn)制度，提高員工素質(zhì)。人是企業(yè)的靈魂，是企業(yè)創(chuàng)業(yè)與發(fā)展的根本所在。因此必須注重員工隊(duì)伍的技能培訓(xùn)與思想觀念的培訓(xùn)，應(yīng)能熟練、正確地操作設(shè)備，正確安裝、使用供料器，定時(shí)維護(hù)、保養(yǎng)設(shè)備、才能有效地保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低物耗，提高生產(chǎn)效率。
B ：建立定期的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃。推進(jìn)TPM管理，實(shí)行預(yù)防性能維護(hù)與檢修，從而減少設(shè)備因臨時(shí)故障面停機(jī)的時(shí)間，追求最大限度的設(shè)備利用效率。
C：健全設(shè)備維修檔案。 ①：維修記錄。記錄故障發(fā)生的現(xiàn)象，分析過程，處理情況，備件更換等。 ②：維備件更換記錄。分析備件更換的原因，備件更換周期，減少備件積壓資金，降低生產(chǎn)成本
評(píng)論