Машины для подбора и размещения: основное оборудование современного электронного производства

Введение
В интеллектуальной волне индустрии электронного производства Pick and Place машина (машина для установки компонентов), как основное оборудование технологии поверхностного монтажа (SMT), стала ключом к высокоточной и высокоэффективной продукции. От смартфонов до автомобильной электроники, от медицинских устройств до аэрокосмической отрасли, Pick and Place машины поддерживают тенденцию к миниатюризации и сложности современных электронных продуктов благодаря своим высокоскоростным и точным возможностям установки компонентов. В этой статье будет проведен углубленный анализ ее принципа работы, технических основ и направления будущего развития.

Pick and Place машина - это автоматизированное устройство, основная функция которого заключается в захвате электронных компонентов (таких как резисторы, конденсаторы, микросхемы и т. д.) из питателя и точной установке их в заданные положения на печатной плате (PCB) с помощью системы визуального позиционирования. Ее рабочий процесс можно разделить на следующие этапы:

1. Захват компонентов: Захват компонентов из питателя (ленты, лотка или трубки) с помощью вакуумных всасывающих насадок или механических захватов.
2. Визуальная калибровка: Камеры высокого разрешения корректируют положение и угол компонентов для обеспечения точности установки.
3. Управление движением: Многоосевой механический манипулятор перемещает компоненты с высокой скоростью к целевым координатам на печатной плате.
4. Точная установка: Сила установки контролируется датчиком давления для предотвращения повреждения компонентов.

• Высокоточное управление движением
  Привод от линейных двигателей или серводвигателей в сочетании с легкой конструкцией роботизированной руки обеспечивает точность позиционирования на уровне микрон (в пределах ±25 мкм). Например, некоторые модели высокого класса могут завершить установку одного компонента в течение 0,05 секунды.
• Интеллектуальная система технического зрения
  Алгоритм технического зрения на основе ИИ может идентифицировать дефекты компонентов, полярные метки и положения контактных площадок печатной платы, поддерживать 3D-обнаружение и компенсацию в реальном времени и подходит для установки сверхминиатюрных компонентов 01005 (0,4*0,2 мм).
• Модульная система подачи
  Поддерживает несколько способов подачи (например, электрический питатель и вибропитатель) и может обеспечить быструю смену линий за счет интеллектуального управления бункером, сокращая время простоя.
• Гибкая производственная совместимость
  Благодаря программному программированию она совместима с различными размерами печатных плат и типами компонентов, удовлетворяя производственные требования нескольких разновидностей и небольших партий.

Потребительская электроника: Спрос на установку миниатюрных компонентов в смартфонах и носимых устройствах резко возрос.

Автомобильная электроника: Компоненты автомобильного класса (например, модули ADAS) требуют более высокой надежности и вибростойкости.

Интеграция Industry 4.0: Связь с системами MES и платформами Интернета вещей для достижения мониторинга данных о производстве в реальном времени и профилактического обслуживания.

Согласно данным исследовательских институтов, мировой рынок Pick and Place машин в 2023 году превысил 4,5 миллиарда долларов США, и ожидается, что совокупный годовой темп роста (CAGR) достигнет 8,2% в течение следующих пяти лет, при этом Азиатско-Тихоокеанский регион (особенно Китай) будет занимать наибольшую долю.

Адаптивная установка на основе ИИ
Используйте машинное обучение для оптимизации траектории и параметров установки, а также динамической компенсации влияния деформации печатной платы или колебаний температуры.

Интеграция нескольких процессов
Путем интеграции таких функций, как дозирование, пайка и контроль, создается интегрированная производственная линия SMT.

Экологичное производство
Сократите выбросы углерода за счет энергосберегающих двигателей и конструкции с низким энергопотреблением для поддержки устойчивого производства.

При выборе Pick and Place машин предприятиям необходимо всесторонне учитывать:

• Потребность в производственной мощности: Высокоскоростные машины (>30 000 CPH) против машин общего назначения;
• Класс точности: Потребительский класс (±50 мкм) против полупроводникового класса (±10 мкм)
• Масштабируемость: Поддерживает ли он будущие обновления до двухколейных или двухконсольных структур.

С популяризацией технологий 5G, Интернета вещей и искусственного интеллекта Pick and Place машины превращаются из «инструментов автоматизации» в «интеллектуальные производственные узлы». Ее технологические прорывы не только способствуют модернизации индустрии электронного производства, но и обеспечивают базовую поддержку гибкого производства в эпоху Industry 4.0. В будущем более высокая скорость, более высокая совместимость и более низкая общая стоимость станут основными направлениями для постоянных инноваций в этой области.