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        基于小批量、多品種產(chǎn)品電子元器件表面組裝技術(shù)研究

        2020-07-08 09:46:02文東旭張郭勇
        中國科技縱橫 2020年6期
        關(guān)鍵詞:貼片機小批量

        文東旭 張郭勇

        摘 要:電子裝配領(lǐng)域,SMT技術(shù)在90年代得到迅速發(fā)展和普及,目前已逐步發(fā)展成為電子裝聯(lián)技術(shù)的主流,行業(yè)的不斷發(fā)展也推動了SMT自動化程度越來越高,但是相比于行業(yè)內(nèi)先進的OEM,科研院所在SMT產(chǎn)線的自動化程度還有較大差距,主要是受到小批量、多品種產(chǎn)品特點下物料因素的制約。本文以具體實踐崗位為基礎(chǔ),討論了針對科研類院所小批量、多品種產(chǎn)品在散狀物料常態(tài)化的狀態(tài)下,實現(xiàn)自動貼裝的解決方案,不僅降低了成本,還提高了產(chǎn)品質(zhì)量和設備利用率。

        關(guān)鍵詞:SMT;貼片機;小批量;多品種;散料貼裝

        中圖分類號:TN05 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2020)06-0096-02

        0 引言

        對于大多數(shù)科研院所,雖然全自動貼裝設備的引入使原來純手工貼裝實現(xiàn)了元器件機器全自動貼裝。但科研院所的產(chǎn)品特點大多為多品種、小批量,并且元器件篩選等級較高,在物質(zhì)齊套環(huán)節(jié)通常沒有備份,來料時嚴格按照BOM數(shù)量發(fā)料,就造成了很多器件都只有幾只甚至只有一兩只。此外,即使產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)量相對較大,由于元器件都要經(jīng)過二次篩選,原本整盤封裝的器件在篩選后也都變成了散料。所以雖然有了全自動貼裝設備,但是物料狀態(tài)較差,最終只能采用機貼+手補的方式完成SMD貼裝,設備利用率也非常低,嚴重的影響了生產(chǎn)進度,成為了SMT產(chǎn)線上的瓶頸工序,如圖1,圖2所示[1]。

        1 解決方案

        要解決多品種、小批量產(chǎn)品裝配效率低的問題,首先要提高設備的利用率,而提高設備利用率的前提則先要解決大量散狀元器件的上機問題。

        一方面可往前端推,增加元器件備份數(shù)量,但這勢必會造成庫存增加,造成資金大量積壓。此外還可要求二篩部門或者廠家在完成篩選后復裝,但大部分二篩廠家對器件的封裝能力都比較差,這仍然會造成大量成本增加,所以往前端的改善基本不可行,都會帶來大量的成本增加。

        另一方面則是從后端改善,解決方案是設計制作系列通用的散料小托盤,再對貼片機進行硬件改造,加裝載物平臺用于盛放小托盤,從散裝元器件到散料小托盤直至載物平臺,最終實現(xiàn)散料的上機貼裝。不管小托盤還是載物平臺都屬于一般機加結(jié)構(gòu)件,并且是簡單的結(jié)構(gòu)件,所以從設計和加工來說都沒有過高的門檻,理論上是完全可以實現(xiàn)的。

        2 載具設計與實現(xiàn)

        在進行載具設計時,即盛放散料的小托盤和固定載物平臺,需要結(jié)合自身設備的情況進行具體的考量。主要需要考慮以下幾個要素:

        (1)散料托盤必須防靜電;

        (2)散料托盤的尺寸必須標準化;

        (3)固定載物平臺安裝后高度必須在貼片機貼裝頭Z軸運行范圍內(nèi);

        (4)固定載物平臺要實現(xiàn)快速拆裝。

        在經(jīng)過3輪優(yōu)化迭代后,方案確定如圖3-6所示。

        3 載具使用

        加工實物如圖7所示,載物平臺通過2根螺栓和3根導銷可實現(xiàn)在3分鐘內(nèi)快速拆裝,散料托盤采用專用防靜電涂層鍍涂。

        散料托盤+載物平臺合理的利用了貼片機不常用的4號位供料平臺,可實現(xiàn)最多36種散料的上機自動貼裝。

        4 效果驗證

        根據(jù)41周使用的數(shù)據(jù),設備上機率(以品種計)可基本都保持在90%以上,由65%提高至95.6%;設備開動率基本都能保持在30%以上,從13.8%提高至41.9%,全過程僅需多增加3人,將散料擺放至托盤內(nèi),最終得到的有效產(chǎn)出遠大于投入的人力和物力,并且可執(zhí)行程度高,如圖8-9所示。

        5 結(jié)語

        針對小批量、多品種產(chǎn)品,關(guān)鍵是想辦法實現(xiàn)大量散狀物料的自動貼裝,盡可能減少過程中人為因素的介入,在本身對產(chǎn)品質(zhì)量要求非常高的情況下,這樣不僅可最大程度保證裝配質(zhì)量,還可實現(xiàn)貼裝設備的高效利用,避免設備等人的尷尬局面。

        參考文獻

        [1] 陳荷荷.SMT工藝與設備[M].北京:機械工業(yè)出版社,2019.

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