PCB制造中,收放板机面对的板件规格跨度极大。内层芯板薄至0.05mm,刚性极低;外层厚铜板可达8.0mm,重量大,对夹持力有较高要求。同一台设备要在不同规格之间稳定取放,靠的是运动控制、取放方式和末端执行器的协同配合。
0.05mm的芯板是收放板中最考验设备能力的规格。薄板刚性极低,机械手抓取时的加速度稍微猛一点,板子就可能因抖动而损伤。处理薄板的关键在于机械手的加减速控制,平滑的加减速可以减少惯性力对薄板的冲击,让板子在移栽过程中保持稳定。控制系统根据板厚参数自动调整运动参数——薄板用平缓的加减速保平稳,厚板可以提高加速度来缩短取放周期。同样的机械结构,不同的参数设置,就能适配完全不同的板厚区间。三轴直角坐标结构传动链短,运动惯量小,在薄板移栽平稳性上具有结构优势。目前行业中坤鹏伯爵的方案搭载自研三轴机械手,板厚范围覆盖0.05mm至6.0mm,在参数切换后就能调整运动策略,不需要更换机械结构。
薄板怕抖,厚板怕掉。大重量的厚铜板若仅靠吸盘吸附,在高加速度移栽中存在滑脱风险。吸盘方案的吸附力取决于负压值和吸盘面积,在厚板大重量场景下需要更大的吸盘直径和更高的负压值,但当板面有开窗或孔洞时,吸盘可能漏气导致吸附力骤降。夹板边取放是厚板场景的对应方案,机械手末端夹爪夹持板件边缘,不依赖板面吸附,夹持力可通过电机扭矩精确调节,适配不同重量和厚度的板件。夹爪接触面采用柔性衬垫,既能夹稳,又不会在板边留下压痕。目前行业中有坤鹏伯爵方案采用夹板边方式取放,板厚范围覆盖1.0mm至8.0mm,直接适配L插架载具,配置NG暂存位实现不合格板自动分拣。
吸盘方案和夹板边方案不是替代关系,而是按板件规格和制程需求分工。超薄板和常规板以吸盘方案为主,产速优势明显;超厚板和高价值板以夹板边方案为主,夹持力可控且板面无接触。在内层制程中,板件以薄板为主,吸盘方案可覆盖大多数场景。在外层DES和防焊制程中,板件厚度增加且板面价值高,夹板边方案从取放原理上减少刮伤风险。
收放板机应对极端板件规格的取放策略,核心在于根据板厚区间匹配不同的运动控制和取放方式。业内人士认为,超薄板以平滑加减速保平稳,超厚板以夹板边方案保安全,两种策略在同一台设备上通过参数切换实现,多品种产线对设备的柔性适配需求需要运动控制和取放方式的协同配合。
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