La machine à cueillir et à placer: l'équipement de base de la fabrication électronique moderne

Introduction
Dans la vague intelligente de l'industrie de la fabrication électronique, la machine Pick and Place (machine de placement), en tant qu'équipement central de la technologie de montage en surface (SMT), est devenue la clé d'une production de haute précision et à haut rendement. Des smartphones à l'électronique automobile, des dispositifs médicaux à l'aérospatiale, les machines Pick and Place soutiennent la tendance à la miniaturisation et à la complexité des produits électroniques modernes grâce à leurs capacités de montage de composants à haute vitesse et de haute précision. Cet article procédera à une analyse approfondie de son principe de fonctionnement, de ses technologies de base et de ses futures orientations de développement.

La machine Pick and Place est un dispositif automatisé dont la fonction principale est de prélever des composants électroniques (tels que des résistances, des condensateurs, des puces, etc.) du chargeur et de les monter avec précision aux positions désignées sur la carte de circuit imprimé (PCB) grâce au système de positionnement visuel. Son flux de travail peut être divisé en les étapes suivantes :

1. Prélèvement des composants : Saisir les composants du chargeur (ruban, plateau ou tube) à l'aide de buses d'aspiration sous vide ou de pinces mécaniques.
2. Calibration visuelle : Des caméras haute résolution corrigent la position et l'angle des composants pour garantir la précision du montage.
3. Contrôle de mouvement : Le bras mécanique multi-axes déplace les composants à grande vitesse vers les coordonnées cibles du PCB.
4. Montage précis : La force de montage est contrôlée par un capteur de pression pour éviter d'endommager les composants.

• Contrôle de mouvement de haute précision
  Entraîné par des moteurs linéaires ou des servomoteurs, combiné à une conception de bras robotique léger, une précision de positionnement au niveau du micron (inférieure à ±25μm) est atteinte. Par exemple, certains modèles haut de gamme peuvent effectuer le montage d'un seul composant en moins de 0,05 seconde.
• Système de vision intelligent
  L'algorithme de vision basé sur l'IA peut identifier les défauts des composants, les marques de polarité et les positions des pastilles de PCB, prendre en charge la détection 3D et la compensation en temps réel, et convient au montage de composants ultra-miniatures 01005 (0,4*0,2 mm).
• Système d'alimentation modulaire
  Il prend en charge plusieurs méthodes d'alimentation (telles que le chargeur électrique et le chargeur vibrant) et peut réaliser un changement de ligne rapide grâce à la gestion intelligente des silos, réduisant ainsi les temps d'arrêt.
• Compatibilité de production flexible
  Grâce à la programmation logicielle, il est compatible avec différentes tailles de PCB et types de composants, répondant aux exigences de production de multiples variétés et de petits lots.

Électronique grand public : La demande de montage de composants miniaturisés dans les smartphones et les appareils portables a explosé.

Électronique automobile : Les composants de qualité automobile (tels que les modules ADAS) nécessitent une fiabilité et des performances anti-vibration plus élevées.

Intégration de l'Industrie 4.0 : Liaison avec les systèmes MES et les plateformes Internet des objets pour réaliser une surveillance en temps réel des données de production et une maintenance prédictive.

Selon les données des instituts d'études de marché, la taille du marché mondial des machines Pick and Place a dépassé les 4,5 milliards de dollars américains en 2023, et il est prévu que le taux de croissance annuel composé (TCAC) atteigne 8,2 % au cours des cinq prochaines années, la région Asie-Pacifique (en particulier la Chine) représentant la plus grande part.

Montage adaptatif piloté par l'IA
Utiliser l'apprentissage automatique pour optimiser le trajet et les paramètres de montage, et compenser dynamiquement l'influence de la déformation du PCB ou des fluctuations de température.

Intégration multi-processus
En intégrant des fonctions telles que la distribution, le brasage et l'inspection, une ligne de production SMT intégrée est créée.

Fabrication verte
Réduire les émissions de carbone grâce à des moteurs à économie d'énergie et à une conception à faible consommation d'énergie pour soutenir une production durable.

Lorsque les entreprises choisissent des machines Pick and Place, elles doivent prendre en compte de manière exhaustive :

• Demande de capacité de production : Machines à grande vitesse (>30 000 CPH) vs machines polyvalentes ;
• Degré de précision : Qualité grand public (±50μm) vs Qualité semi-conducteur (±10μm)
• Évolutivité : S'il prend en charge les futures mises à niveau vers des structures à double voie ou à double porte-à-faux.

Avec la popularisation des technologies 5G, de l'Internet des objets et de l'intelligence artificielle, les machines Pick and Place évoluent des "outils d'automatisation" vers des "nœuds de production intelligents". Ses percées technologiques favorisent non seulement la modernisation de l'industrie de la fabrication électronique, mais fournissent également un support sous-jacent à la fabrication flexible à l'ère de l'Industrie 4.0. À l'avenir, une vitesse plus élevée, une compatibilité plus forte et un coût global plus faible seront les principales orientations pour une innovation continue dans ce domaine.