Elektroninių komponentų padėklų liejimas: trijų ašių robotų efektyvumo palyginimas

Elektroninių komponentų padėklų liejimas: trijų sistemų efektyvumo palyginimasAšies robotai

Elektronikos gamybos tiekimo grandinėje elektroninių komponentų padėklai yra pagrindinė tiksliųjų komponentų saugojimo ir transportavimo priemonė. Jų liejimo gamybos efektyvumas, tikslumas ir stabilumas tiesiogiai veikia elektronikos pramonės tiekimo grandinės ritmą. Trijų ašių servo robotai, kaip pagrindinė liejimo automatizavimo įranga, yra labai svarbi siekiant pagerinti elektroninių komponentų padėklų liejimo gamybos linijų efektyvumą. Skirtingos trijų ašių robotų konfigūracijos ir techniniai standartai pasižymi labai skirtingu našumu elektroninių komponentų padėklų liejimo scenarijuose. Tinkamos įrangos pasirinkimas gali ne tik padvigubinti gamybos pajėgumus, bet ir iš esmės sumažinti gamybos nuostolius bei padidinti produkcijos išeigą.

Trijų ašių robotų, skirtų elektroninių komponentų padėklų liejimui, pagrindiniai našumo reikalavimai

Elektroninių komponentų dėklai dažniausiai yra plonasieniai, tikslios struktūros, kai kurie su tankiais plyšiais ir padėties nustatymo kaiščiais. Liejimo gamybai taikomi griežti reikalavimai paėmimo greičiui, padėties nustatymo tikslumui ir veikimo stabilumui. Tai lemia, kad šiam scenarijui tinkami trijų ašių robotai turi atitikti tris pagrindinius standartus: pirma, greitas paėmimas, atitinkantis greito prototipų kūrimo ciklą Įpurškimo liejimo mašina siekiant sumažinti laukimo laiką formoje ir išvengti mašinos prastovų; antra, mikronų lygio pozicionavimas, kai nuokrypiai paėmimo ir dėjimo metu yra kontroliuojami iki minimumo, kad nebūtų subraižyta tiksli dėklo struktūra ir paveikta vėlesnis komponentų pakrovimas; trečia, didelis apkrovos stabilumas, nes kai kurie elektroninių komponentų dėklai gaminami naudojant daugiaertmes liejimo formas su dideliu vieno paėmimo svoriu, todėl robotas turi išlaikyti stabilumą dideliu greičiu be drebėjimo ar nuokrypių.

Tuo tarpu elektroninių komponentų dėklų liejimas dažniausiai yra didelio masto, nepertraukiamas gamybos procesas. Robotai turi gebėti nepertraukiamai veikti 24 valandas per parą, 7 dienas per savaitę ir būti pritaikyti daugiaertmių formų gamybai bei greitam formų keitimui. Dėl to roboto konstrukcinis dizainas, servo sistemos konfigūracija ir patvarumas yra labai svarbūs efektyvumo konkurencijos veiksniai.

Įvairių tipų trijų ašių robotų efektyvumo palyginimas elektroninių komponentų dėklų liejimo procese

I. Pagal struktūrą: trijų ašių robotas su jaučio galva ir įprastas horizontaliai judantis trijų ašių robotas

Trijų ašių robotai su jaučio galvute ir įprasti horizontaliai judantys trijų ašių robotai yra du dažniausiai naudojami konstrukcijų tipai elektroninių komponentų dėklų liejimo gamyboje. Pagrindiniai jų veikimo efektyvumo skirtumai yra jų veikimo greitis, erdvės panaudojimas ir keliamoji galia.

Trijų ašių robotas „Bull-Head“: dėl unikalaus „bull-head“ išdėstymo jis turi trumpesnę svirtį, didesnį konstrukcijos tvirtumą ir mažesnę inerciją veikimo metu. Jo tuščio ciklo laikas gali būti vos 3,3 sekundės, o detalių išėmimo iš liejimo formos laikas – vos 0,65 sekundės, todėl vieno ciklo gamybos laikas gerokai sutrumpėja. Kalbant apie keliamąją galią, aukštos kokybės trijų ašių robotas „bull-head“ tipo... Robotas gali Gali atlaikyti maksimalią 50 kg apkrovą, todėl puikiai tinka vieno ciklo komponentų išėmimo reikalavimams, keliamiems elektroninių komponentų dėklų daugiaertmėms formoms. Visiškai linijinė kreipiančiųjų bėgelių konfigūracija užtikrina sklandų veikimą net ir esant didelėms apkrovoms, apsaugodama dėklus nuo deformacijos ar įbrėžimų dėl vibracijos. Be to, jaučio galvos formos konstrukcija padidina tvirtinimo erdvę daugiau nei 35 %, prisitaikydama prie įvairių dydžių ir ertmių elektroninių komponentų dėklų formų, todėl formas lengviau keisti ir reguliuoti.

Įprasti horizontaliai judantys trijų ašių robotai: Jų konstrukcinė konstrukcija yra gana tradicinė, tuščiosios eigos ciklo laikas paprastai trunka apie 4–5 sekundes, o komponentų išėmimo iš formos laikas – apie 1–2 sekundes. Vieno ciklo gamybos laikas yra maždaug 30 % ilgesnis nei jaučio galvos tipo robotų. Jų keliamoji galia dažniausiai yra tarp 3–15 kg, todėl jie tinka tik mažų ertmių formoms ir lengvų elektroninių komponentų dėklų gamybai. Išimant sunkius komponentus iš daugiaertmių formų, gali kilti tokių problemų kaip strigtys ir padėties nukrypimai. Be to, horizontaliai judanti konstrukcija naudoja mažiau vietos, todėl reikia papildomai koreguoti gamybos linijos išdėstymą, kai reikia prisitaikyti prie didelių formų, o formų keitimo efektyvumas yra gana mažas.

Elektroninių komponentų dėklų masinio liejimo procese bendras trijų ašių „bull-head“ tipo roboto gamybos efektyvumas yra 40–50 % didesnis nei įprasto horizontalios trajektorijos roboto, o produkto išeiga gali nuolat viršyti 99,5 %, tuo tarpu įprasto horizontalios trajektorijos roboto išeiga dažniausiai yra nuo 95 iki 98 %, ir jis yra linkęs į defektus dėl padėties nukrypimų.

II. Klasifikacija pagal pavarą ir konfigūraciją: pilnai servo trijų ašių robotas ir pusiau servo trijų ašių robotas

Servo sistema yra trijų ašių roboto „galios šerdis“. Pilno ir pusiau servo robotų konfigūracijos skirtumas tiesiogiai lemia roboto veikimo tikslumą ir efektyvumo stabilumą elektroninių komponentų dėklų liejimo procese.

Trijų ašių pilnai servovariklis: visas tris ašis varo didelio tikslumo kintamosios srovės servovarikliai, suporuoti su tiksliais planetiniais reduktoriais ir importuotais rutuliniais sraigtais. Pakartojamumas gali siekti ±0,01 mm, puikiai atitinkant elektroninių komponentų dėklų tikslios gamybos reikalavimus. Jo veikimo greitį galima lanksčiai reguliuoti atsižvelgiant į liejimo ciklą, užtikrinant sklandų sinchronizavimą su liejimo mašina. Liejimo mašinai baigus liejimą, roboto ranka gali akimirksniu reaguoti ir paimti detalę be jokio laiko uždelsimo. Tuo pačiu metu pilnai servovariklis sunaudoja mažiau energijos ir turi automatinio gedimų aptikimo bei signalizacijos įrašymo funkcijas, kurios efektyviai sumažina įrangos prastovas ir užtikrina nepertraukiamą gamybos linijos veikimą.

Trijų ašių pusiau servo robotas: tik horizontalioji ašis naudoja servo pavarą, o vertikalioji ir ištraukiamoji ašys yra varomos pneumatiškai. Padėties nustatymo tikslumas yra tik ±0,1 mm, todėl dirbant su tiksliųjų elektroninių komponentų dėklais gali lengvai kilti problemų, tokių kaip plyšių nesutapimas ir paviršiaus įbrėžimai. Pneumatinė pavara reaguoja lėčiau, o jos veikimo greitį veikia oro slėgis, todėl sunku pasiekti tikslią sinchronizaciją su liejimo mašina. Laukimo laikas formoje pailgėja 0,5–1 sekunde, o tai žymiai sumažina vieno ciklo gamybos efektyvumą. Be to, pneumatiniai komponentai greičiau susidėvi, todėl jiems reikia dažnesnės priežiūros ir jie lengvai sukelia dažnas gamybos linijos prastovas, o tai turi įtakos masinės gamybos tęstinumui.

Esant tokioms pačioms liejimo sąlygoms, bendras įrangos panaudojimas (OEE) pilnai servo trijų ašių robotuose gali siekti daugiau nei 90 %, o pusiau servo trijų ašių robotuose – tik 60–70 %. Be to, pusiau servo robotų gaminių atliekų kiekis yra 3–5 kartus didesnis nei pilnai servo robotų, todėl ilgalaikės gamybos sąnaudos yra didesnės.

III. Klasifikacija pagal rankų tipą: dviejų rankų trijų ašių robotas ir vienos rankos trijų ašių robotas

Vienos rankos ir dviejų rankų robotų konstrukcijos skirtumai pirmiausia turi įtakos trijų ašių roboto veikimo spinduliui ir taikomiems scenarijams, taip netiesiogiai paveikdami gamybos efektyvumą.

Dviejų rankų trijų ašių robotas: Dėl teleskopinės dviejų rankų konstrukcijos jis pasižymi didesniu veikimo spinduliu, todėl gali būti pritaikytas didelėms liejimo mašinoms ir didelių elektroninių komponentų dėklų formoms. Paėmęs dalis, jis gali greitai transportuoti gaminius į tolimesnes rūšiavimo ir krovimo stotis, nereikalaudamas papildomos transportavimo įrangos, taip supaprastindamas gamybos linijos išdėstymą. Dviejų rankų judėjimo trajektorija yra labiau optimizuota, todėl sumažėja neefektyvus judėjimas ir dar labiau sutrumpėja vieno ciklo laikas, todėl jis tinka didelių, daugiasluoksnių elektroninių komponentų dėklų gamybai liejimo būdu.

Vienos rankos trijų ašių robotai pasižymi mažu veikimo spinduliu, todėl tinka tik mažoms liejimo mašinoms ir mažų elektroninių komponentų dėklų formoms. Didelėms formoms liejimo mašina turi būti glaudžiai integruota su vėlesnėmis darbo stotimis, todėl gamybos linijos išdėstymas yra prastas. Ribotas vienos rankos ištiesimo ilgis lemia trumpą gaminių transportavimo atstumą po detalių surinkimo, todėl reikia papildomų konvejerio juostų ir kitos įrangos, todėl padidėja gamybos linijos sąnaudos ir prarandamas laikas dėl daugybės tarpusavyje sujungtų etapų.

Didelių elektroninių komponentų dėklų liejimo scenarijuose dviejų rankų trijų ašių robotai pasižymi 25–30 % didesniu bendru gamybos linijos efektyvumu nei vienos rankos robotai. Tačiau mažų dėklų gamyboje vieno ciklo efektyvumo skirtumas yra mažesnis, nes vienos rankos robotai pasižymi geresniu ekonomiškumu dėl paprastesnės konstrukcijos ir mažesnės kainos.

Pagrindiniai veiksniai, darantys įtaką trijų ašių robotų efektyvumo gerinimui

Kaip rodo aukščiau pateiktas palyginimas, trijų ašių robotų efektyvumas elektroninių komponentų dėklų liejimo procese nėra tiesiog greičio klausimas, o priklauso nuo daugelio veiksnių, įskaitant konstrukcinį dizainą, servo konfigūraciją, rankos tipo pasirinkimą ir liejimo formų suderinamumą. Be to, įrangos patvarumas, priežiūros paprastumas ir išmanumo lygis taip pat turi įtakos ilgalaikiam gamybos efektyvumui.

Servo sistemos ir transmisijos komponentai: importuoti didelio tikslumo servo varikliai, planetiniai reduktoriai ir rutuliniai sraigtai yra būtini norint užtikrinti didelį greitį ir tikslų veikimą. Prastos kokybės komponentai gali sukelti veikimo strigimą ir padėties nukrypimus, o tai tiesiogiai sumažina efektyvumą ir našumą.

Konstrukcijos tvirtumas ir medžiagos: Robotinė ranka, pagaminta iš didelio tvirtumo aliuminio lydinio profilių ir tvirto plieno, efektyviai sumažina triukšmą ir vibraciją veikimo metu, pagerina įrangos stabilumą, pailgina tarnavimo laiką ir sumažina prastovas.

Pažangus valdymas: robotinė ranka, aprūpinta formų duomenų atmintimi, greito programavimo ir derinimo bei nuotolinio stebėjimo funkcijomis, žymiai pagerina formų keitimo efektyvumą, prisitaikydama prie įvairių rūšių, mažų partijų elektroninių komponentų dėklų gamybos poreikių ir sumažindama linijos keitimo prastovas.

Pagalbinės paslaugos ir derinimas: vietoje atliekami tyrimai, pritaikytas derinimas ir profesionalūs įrangos tiekėjo mokymai užtikrina optimalų robotinės rankos ir elektroninių komponentų dėklų liejimo gamybos linijos suderinamumą, visapusiškai išnaudojant įrangos našumo pranašumus ir išvengiant efektyvumo nuostolių dėl netinkamo derinimo.

Trijų ašių robotų, skirtų elektroninių komponentų padėklų liejimo gamyboje, pasirinkimo rekomendacijos

Atsižvelgiant į elektroninių komponentų padėklų liejimo gamybos ypatybes ir skirtingų trijų ašių robotų efektyvumą, įmonės, rinkdamosi robotą, turėtų laikytis principų „pirmiausia prisitaikymas, atsižvelgiant į ekonomiškumą ir svarbiausia – ilgalaikis stabilumas“. Konkrečiai, galima atsižvelgti į šiuos punktus:

Pasirinkimas pagal gamybos mastą ir liejimo formų specifikacijas: didelių apimčių, daugiaertmių liejimo formų ir didelių elektroninių komponentų padėklų gamybai pirmenybė teikiama jaučio galvos tipo pilnai servo dvigubos rankos trijų ašių robotui, siekiant maksimaliai padidinti vieno ciklo efektyvumą ir gamybos linijos tęstinumą. Mažų apimčių, mažų ertmių liejimo formų ir mažų padėklų gamybai galima pasirinkti standartinį horizontalios eigos tipo pilnai servo vienos rankos trijų ašių robotą, siekiant kontroliuoti įrangos sąnaudas ir užtikrinti tikslumą.

Svarbiausi našumo parametrai, į kuriuos reikia atsižvelgti: sutelkite dėmesį į keturis pagrindinius roboto parametrus: pakartojamumą, laisvos eigos ciklo laiką, maksimalią apkrovą ir apsaugos lygį. Užtikrinkite tikslumą ≤ ±0,05 mm, laisvos eigos ciklo laiką ≤ 4 sekundes, apkrovą, atitinkančią daugiaertmių liejimo formų detalių tvarkymo reikalavimus, ir apsaugos lygį, tinkamą aukštai temperatūrai ir dulkėtai aplinkai liejimo dirbtuvėse.

Pirmenybę teikite tiekėjams, turintiems pritaikymo galimybių: elektroninių komponentų padėklai yra įvairių konstrukcijų, o kai kuriems specialių dydžių padėklams reikalingi pritaikyti tvirtinimo elementai ir darbo trajektorijos. Tiekėjo pritaikytas dizainas ir derinimo galimybės vietoje užtikrina aukštą roboto ir gamybos poreikių atitikimo laipsnį, išvengiant „perteklinio našumo“ ar „nepakankamo našumo“ problemų.

Dėmesys bendroms įrangos gyvavimo ciklo sąnaudoms: be įrangos įsigijimo išlaidų, taip pat reikia atsižvelgti į energijos suvartojimą, priežiūros išlaidas ir prastovų nuostolius. Pasirinkite trijų ašių robotą, kuris sunaudoja mažai energijos, yra lengvai prižiūrimas ir turi pakankamai atsarginių dalių, kad sumažintumėte bendras ilgalaikes gamybos sąnaudas.

Išvada: Elektronikos gamybos pramonei pereinant prie didelio efektyvumo, tikslumo ir intelekto, elektroninių komponentų dėklų liejimo automatizavimo atnaujinimas tapo neišvengiama tendencija. Trijų ašių roboto, kaip pagrindinės įrangos dalies, efektyvumas tiesiogiai lemia pagrindinį gamybos linijos konkurencingumą. Nuo struktūrinių skirtumų tarp jaučio galvos ir šoninio judėjimo tipų iki konfigūracijos skirtumų tarp pilnai servo ir pusiau servo tipų ir scenarijaus pritaikymo tarp vienos rankos ir dviejų rankų tipų – kiekvienas pasirinkimas yra glaudžiai susijęs su gamybos efektyvumu, produkto išeiga ir bendromis sąnaudomis.

Liejimo įmonėms nėra „geriausio“ trijų ašių roboto, yra tik „tinkamiausia“ įranga. Tik tiksliai parinkus trijų ašių robotą su atitinkama konstrukcija, konfigūracija ir rankos tipu, remiantis konkrečiais įmonės gamybos specifikacijomis, pajėgumų reikalavimais ir elektroninių komponentų dėklų gamybos linijos išdėstymu, galima pagerinti tiek efektyvumą, tiek pelningumą. Aukštos kokybės įrangos tiekėjai ne tik teikia didelio našumo trijų ašių robotus, bet ir siūlo profesionalią techninę pagalbą bei individualius sprendimus, skirtus sukurti automatizuotas liejimo gamybos linijas, pritaikytas prie faktinių įmonės poreikių, padėdami joms įgyti rinkos pranašumą elektroninių komponentų dėklų apdorojimo srityje.

#ElektroninioKomponentoRaštasĮpurškimas #TrijųAšiųRobotas #ĮpurškimoLiejimasMašinosServoRobotas #TrijųAšiųRobotoEfektyvumas#JaučioGalvaTrijųAšiųRobotasElektroninioKomponentoRaštas #PilnasServoTrijųAšiųRobotas #ĮpurškimoLiejimoEfektyvumas #ElektroninioKomponentoRaštasĮpurškimas #RobotoPasirinkimas #TrijųAšiųRobotoEfektyvumoPalyginimasĮpurškimoLiejimasGamyba