ماشین انتخاب و قرار دادن: تجهیزات اصلی تولید الکترونیک مدرن

مقدمه
در موج هوشمند صنعت تولید الکترونیک، دستگاه Pick and Place (دستگاه قراردهی)، به عنوان تجهیزات اصلی فناوری نصب سطحی (SMT)، به کلید تولید با دقت بالا و راندمان بالا تبدیل شده است. از تلفن های هوشمند گرفته تا الکترونیک خودرو، از دستگاه های پزشکی تا هوافضا، دستگاه های Pick and Place از روند کوچک سازی و پیچیدگی محصولات الکترونیکی مدرن از طریق قابلیت های نصب اجزای با سرعت بالا و دقیق خود پشتیبانی می کنند. این مقاله یک تجزیه و تحلیل عمیق از اصل کار، هسته فنی و جهت توسعه آینده آن انجام خواهد داد.

دستگاه Pick and Place یک دستگاه خودکار است که عملکرد اصلی آن برداشتن قطعات الکترونیکی (مانند مقاومت ها، خازن ها، تراشه ها و غیره) از فیدر و نصب دقیق آنها در موقعیت های تعیین شده روی برد مدار چاپی (PCB) از طریق سیستم موقعیت یابی بصری است. گردش کار آن را می توان به مراحل زیر تقسیم کرد:

1. برداشتن قطعه: قطعات را از فیدر (نوار، سینی یا لوله) از طریق نازل های مکش خلاء یا گیره های مکانیکی بگیرید.
2. کالیبراسیون بصری: دوربین های با وضوح بالا موقعیت و زاویه قطعات را برای اطمینان از دقت نصب اصلاح می کنند.
3. کنترل حرکت: بازوی مکانیکی چند محوره قطعات را با سرعت بالا به مختصات هدف PCB منتقل می کند.
4. نصب دقیق: نیروی نصب توسط یک سنسور فشار کنترل می شود تا از آسیب دیدن قطعات جلوگیری شود.

• کنترل حرکت با دقت بالا
  با موتورهای خطی یا سروو، همراه با طراحی بازوی رباتیک سبک وزن، دقت موقعیت یابی در سطح میکرون (در ±25μm) به دست می آید. به عنوان مثال، برخی از مدل های پیشرفته می توانند نصب یک قطعه واحد را در عرض 0.05 ثانیه تکمیل کنند.
• سیستم بینایی هوشمند
  الگوریتم بینایی مبتنی بر هوش مصنوعی می تواند عیوب قطعات، علائم قطبیت و موقعیت های پد PCB را شناسایی کند، از تشخیص سه بعدی و جبران در زمان واقعی پشتیبانی می کند و برای نصب قطعات فوق العاده مینیاتوری 01005 (0.4*0.2 میلی متر) مناسب است.
• سیستم تغذیه مدولار
  از روش های تغذیه متعدد (مانند فیدر الکتریکی و فیدر ارتعاشی) پشتیبانی می کند و می تواند با مدیریت سیلو هوشمند، تعویض خط سریع را انجام دهد و زمان خرابی را کاهش دهد.
• سازگاری تولید انعطاف پذیر
  از طریق برنامه نویسی نرم افزار، با اندازه های مختلف PCB و انواع قطعات سازگار است و نیازهای تولید انواع مختلف و دسته های کوچک را برآورده می کند.

الکترونیک مصرفی: تقاضا برای نصب قطعات کوچک شده در تلفن های هوشمند و دستگاه های پوشیدنی افزایش یافته است.

الکترونیک خودرو: قطعات درجه خودرو (مانند ماژول های ADAS) به قابلیت اطمینان و عملکرد ضد لرزش بالاتری نیاز دارند.

ادغام صنعت 4.0: اتصال با سیستم های MES و پلتفرم های اینترنت اشیا برای دستیابی به نظارت بر داده های تولید در زمان واقعی و نگهداری پیش بینی کننده.

بر اساس داده های موسسات تحقیقات بازار، اندازه بازار جهانی دستگاه Pick and Place در سال 2023 از 4.5 میلیارد دلار آمریکا فراتر رفته است و انتظار می رود که نرخ رشد سالانه مرکب (CAGR) در پنج سال آینده به 8.2٪ برسد، که منطقه آسیا و اقیانوسیه (به ویژه چین) بیشترین سهم را به خود اختصاص داده است.

نصب تطبیقی ​​مبتنی بر هوش مصنوعی
از یادگیری ماشینی برای بهینه سازی مسیر و پارامترهای نصب استفاده کنید و به طور پویا تأثیر تغییر شکل PCB یا نوسانات دما را جبران کنید.

ادغام چند فرآیندی
با ادغام عملکردهایی مانند توزیع، لحیم کاری و بازرسی، یک خط تولید SMT یکپارچه ایجاد می شود.

تولید سبز
کاهش انتشار کربن از طریق موتورهای صرفه جویی در انرژی و طراحی کم مصرف برای پشتیبانی از تولید پایدار.

هنگامی که شرکت ها دستگاه های Pick and Place را انتخاب می کنند، باید به طور جامع در نظر بگیرند:

• تقاضای ظرفیت تولید: دستگاه های با سرعت بالا (>30000 CPH) در مقابل دستگاه های همه منظوره;
• درجه دقت: درجه مصرف کننده (±50μm) در مقابل درجه نیمه هادی (±10μm)
• مقیاس پذیری: آیا از ارتقاء های آینده به ساختارهای دو مسیره یا دو کنسولی پشتیبانی می کند.

با رواج فناوری های 5G، اینترنت اشیا و هوش مصنوعی، دستگاه های Pick and Place از "ابزارهای اتوماسیون" به "گره های تولید هوشمند" در حال تکامل هستند. پیشرفت های فناوری آن نه تنها ارتقاء صنعت تولید الکترونیک را ترویج می کند، بلکه پشتیبانی اساسی را برای تولید انعطاف پذیر در عصر صنعت 4.0 فراهم می کند. در آینده، سرعت بالاتر، سازگاری قوی تر و هزینه کلی کمتر، جهت های اصلی برای نوآوری مستمر در این زمینه خواهد بود.