前言
贴片机除了主机外,还有很多附件,它们与主机组成一个整体共同完成贴装任务,不同的配置,完成任务的效率不同,机器的最大优势发挥不同。但购买这些附件要根据生产需要和财力能力确定。
一般附件都是选件,需要单独选用,附件成本占整机成本的1/3~1/2,主要包括供料器和消耗品两大类。附件的选择分成3 个层次,第一级是企业必须配备的附件,如果这些不及时补上,会造成停机状态;第二级是企业需要配备的附件,如果这些附件损坏,没有及时补充会造成设备速度的降低,影响生产效率;第三级是在购买者有充足资金条件下,用于储备的附件,可以在购主机时购买,享受主机的优惠折扣,减少日后购买的成本,这些备件损坏后不影响生产。
随着贴片机的使用,也会有一些零部件因磨损需要定时进行检查和更换,于是就会出现设备运行产生的消耗品,消耗品准备越充分越有利于生产,但资金占压就会增加。
将对设备的主要附件供料器、消耗品和一些较为独立的部件,如传感器和工装夹具等的选择进行叙述。
一、供料器的选择
1、供料器选择原则
(1)供料器的种类和数量
供料器的种类和数量应根据元器件的封装形式和元器件种类进行配置,必须配置适当。由于供料器的价格比较高,配少了不够用,配多了造成浪费。应按照封装形式和元器件种类最多的产品进行配置,并适当留有富余量。
(2)供料器的通用性
生产线上一定考虑供料器的通用性,可以节约购买设备的成本。同一品牌的机器在不同型号上最好都能通用。多功能机和高速机之间的供料器最好能通用,同是8mm带,2mm步进和4mm步进可通用,塑料和纸带可通用。
一般制造商都会考虑供料器在其机器上的通用性,但有时制造商也会为其某种特定机器设计送料器,这样就限制了送料器在其他机器上的用途。专用机器不仅会导致大量送料器闲置,而且还需要空间存储它们,在选择时应该注意。
(3)供料器的送料方式
动臂式机器可支持多种不同类型的送料器,如带式、盘式、散装式和管式等。这一点与高速安装系统形成鲜明对照,后者只能使用散装式或带式两种送料器。在安装许多大型IC时,如QFP和BGA,动臂式机器是唯一的选择。除了贴装精度外,高速机器不支持盘式送料器也是重要原因。
(4)供料器的发展趋势
供料器从传统的机械式朝向电动式发展。机械供料器与电动供料器相比较,机械供料器分成纸带和塑料带等,步进也分成2mm,4mm和12mm等,而电动式不仅没有纸带和塑料带之分,电子供料器的步进可以在2mm和4mm任意进行,比较灵活,节约成本。
2、供料器选择
(1)带式供料器选择
8mm带式供料器是供料器中选择数量最多、所占成本最大的部分,也是附件选择中最关键部分。选择的一般经验为:不经常换线的供料器数量为最多产品品种数量的1.5 倍;经常更换生产品种的供料器需求是最多产品品种数量的2.5倍,并配备4台料车。例如,中小型EMS企业,随着元件品种的增加,最少配备的8mm带供料器为120~180个左右。
12mm,16mm,24mm,32mm,44mm和56mm的各种带式供料器根据具体情况进行选择;如一种选择为12mm和16mm供料器各10个;24mm和32mm供料器各5个;44mm和56mm供料器各1个。如果产品特殊要求,或经济充裕,这些供料器还可以增加数量。
(2)盘式供料器的选择
盘式供料器有两种,一种是IC托盘,可以直接放置在机器平台上,这样放置的IC种类不多,占地面积比较大,但价格较便宜,几乎没有太多投入,唯一牺牲的是机器的料站位置。适合比较少IC品种的生产模式。另一种是多盘专用供料器,一般能够放置25 个托盘以上的装置,对EMS企业基本够用。
(3)管式振动供料器的选择
在大规模生产中,可以不必配备管式振动供料器,但在多品种、小批量生产中一定配备,特别是中小型EMS企业,因为客户经常提供杆式包装的元件。具体配备可以根据实际情况,比如可以选择安装6~10种管状物料的供料器。
(4)散装供料器
散装供料器对于一般工厂都可以不必配备,除非生产一些特殊、批量的,且只有散装供料的产品。
二、 消耗品的选择
在购买机器时,除了购买附件和主机一起完成任务外,还必须要购买一定数量的备件,目的是防止机器部件损坏后,可以更换,保证继续生产,如果没有备件,一则影响生产,二则单独购买会特别贵,与主机一起购买会相对便宜一些。另一个购买备件的目的是为了保证设备始终处于贴片的最佳状态,要定期对设备的消耗部件进行更换。
贴片机的主要消耗品有:吸嘴、切刀、叶片、过滤器、典型传感器、单元头、调整夹具、治具、润滑油和过滤器等。
1、吸嘴与吸嘴选择支撑(PIN)
(1)吸嘴
生产贴装过程中出现异常现象,如元件识别误差超出范围和元件装着率降低,这就需要考虑吸嘴是否出现异常,需要检测吸嘴,及时更换。
因为当吸嘴出现缺损、磨损、堵塞和断裂等不良情况时,就会在生产中出现所贴装元件超出检测高度范围和识别误差范围等问题。所以设备在使用过程中,要定时对吸嘴高度进行检测,及时发现,进行吸嘴更换。根据元器件封装形式的种类进行吸嘴配置,由于吸嘴是易损件,应根据吸嘴的使用寿命、贴装头的多少及生产批量等适当多配置一些。在和供应商谈条件时,除了标配外,可以要求免费多配置一些,另外在标配中可以将不常用的吸嘴更换成常用吸嘴等。
(2)吸嘴选择支撑(PIN)
当吸嘴选定后,吸嘴选择支撑用于对吸嘴进行定位,防止脱落。长时间的运转使吸嘴选择支撑(PIN)会有磨损或变形,造成吸嘴定位不良,机器会显示故障,不能进行正常生产。就要对吸嘴选择支撑(PIN)进行检查或更换,如下图所示。
2、典型传感器
选择贴片机由很多部分组成,它的运行条件要求许多部位在一种正常状态下才能运行,怎样知道各组成部分处在正常运行条件下呢?传感器来完成这一使命。通过传感器检测各组成部分的状态,再把信息传送到控制部分进行显示,告诉操作者是否可运行,如果不能运行设备,会显示错误信息条款,操作者就会按提示进行排除故障,使设备能正常运行。
在贴片机设备中有很多传感器,在决定传感器备件数量前,首先弄清楚整个机器的传感器的种类,以及整个机器的分布。可以按照用途分类,也可以按照机器部位进行分类。比如,按照部位有5 大类:安全传感器、驱动部、旋转头及其他、上载导轨和下载导轨部以及元件供给部/送料器等,将每一类的工作原理弄清楚,从而确定这种类型的传感器是否容易损坏等,最后确定传感器备件的重量和数量,对于容易损坏的传感器,应该多买一些。
3、转塔设备的单元头
转塔设备的单元头也容易损坏,如果没有备件,坏后再购买会特别贵,而且购买周期很长。如果有备用单元头,当生产中发生问题时,可以取下单元头,安装一个新的单元头,同时可以在下面检查和调试有故障的单元头,不影响生产。依次类推,对于模块式的部件,也可以多购买一些备用。一般每台贴片机需要购置3~4 个单元头作为备件,在大规模生产中经常采用这种方法。
4、调整工装夹具
每一台设备生产一定时间后,原点都会发生偏离,贴装精度都需要校准。校准是需要一定的工具和手段的,也就是需要一定的校准工装和夹具(一部分企业称为治具)等。在选件中,一定要具备这样的工具和夹具。往往设备购买者忽略这部分,或不愿意花费这方面的经费,这对于保证设备长期、稳定运行非常重要。
5、控制板
控制板是贴片机的大脑,它将各种信息收集起来,然后根据收集的信息发出相应的指令给计算机,使贴片机按要求进行贴装。
一般贴片机的控制板都集中装在一个控制箱内,主要有:
① 电源控制板;
② CPU控制板;
③FD/VGA控制板,用于计算机的软驱、键盘和硬盘检控制;
④ I/O控制板,用于输入、输出和打印控制;
⑤ NC控制板,用于控制移动的驱动器,如X,Y,H,ZL/ZR,VT/MT和CT(识别相机补偿);
⑥ SC控制板、控制时序、轨道宽度和副键盘;
⑦ RC控制板,用于识别控制,对PCB的识别、元件照相和LED的控制;
⑧ MMC控制板,用于对转塔上部θ的步进电动机进行控制。
控制板由印制板线路和元件组成,它也需要一定的工作环境,要定时检查散热风扇是否正常运行,保证散热正常,还要定时进行清洁才能保持控制板的正常运行,延长寿命。
6、电动机
电动机是设备的动力源,如果设备电动机不能工作,整个设备就无法工作。电动机使用的好坏和设备的维护有关,要保证电动机的散热系统,保证电动机的工作环境,定时对电动机进行清洁,定时保养,出现异常及时维修或更换。贴片机上使用的电动机有:交流电动机、步进电动机和直流电动机。如主电动机是设备的动力源;伺服电动机(或步进电动机)是X、Y、Z的控制电动机;用于传送印制板的动力电动机为直流电动机。
7、其他机电零部件
(1)过滤器
过滤器对贴片过程中使用的压缩空气进行过滤,保证空缩气体的清洁,如果过滤器脏,过滤效果不好,就会影响吸嘴的吸力,直接影响贴片效果。在设备维护中,要求定期更换过滤器,一般要求一月更换一次,属于消耗的物品。因此必须有一定的备件。
(2)反射板和反射帽
反射板用于对元件尺寸、元件电极及吸嘴号进行检测。当贴片过程中出现以上3 种识别不良时,就要对反射板和反射帽进行检查或更换。
(3)传送带
传送带用于传送贴片产品。传送带在长期使用过程中会有磨损,经过一定时间会断裂,这时就需要更换。需要有至少1份备件,对于经常磨损的部位可能有两份。
(4)气缸
气缸在贴片机中一般和电磁阀结合使用,起着升降、止动的作用。在贴片机的机构中,气缸运用很广泛,如贴片头上使用的气缸可以对贴片头是否使用进行设置,完成止动作用;贴片工作台的上升和下降,气缸根据电磁阀的信号进行伸缩使工作台上升和下降。气缸在使用过程中会有磨损和灰尘进入,应该定时进行检查,发现问题及时处理,如果由于压缩空气不清洁造成气缸伸缩不灵活或不到位,就要进行清洗,如果漏气,就可能是密封圈老化,更换密封圈;如果由于活塞磨损,那么就要更换气缸了。
(5)轴承
轴承的作用有两方面,第一是限位,第二是支撑。轴承限位是指被固定轴只能实现转动,而不能进行轴向和径向的移动;支撑是指承担轴的径向载荷。轴承按功能分有滚动轴承、向心轴承、球轴承和止推轴承等。
轴承是贴片机结构中运用广泛的标准件,它要求运转平稳,如果长时间运转,就会有磨损,要定时进行检查,发现轴承有径向窜动,影响设备的正常运行,要进行及时更换。如贴片机中使用的关节轴承和滚动轴承等。
(6)同步带
同步带传动由一根内周表面设有等间距齿形的环行带及具有相应吻合的轮所组成。它综合了带传动、链传动和齿轮传动各自的优点。当转动时,通过带齿与轮的齿槽相啮合来传递动力。同步带传动具有准确的传动比,无滑差,可获得恒定的速比,传动平稳,能吸振,噪声小,传动比范围大,一般可达1:10。允许线速度可达50 m/s,传递功率从几瓦到百千瓦。传动效率高,一般可达98%,结构紧凑,适宜于多轴传动,无须润滑,无污染,因此可在不允许有污染和工作环境较为恶劣的场所下正常工作。
在贴片机上,同步皮带一般使用在θ角的转动和主轴的传动,使用时间较长会有磨损,需要定时检查和更换,才能保证设备的正常的运行。
The End!
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