SMT設備貼裝率的分析
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如何提高和保持SMT設備貼裝率是擺在設備經多年使用后的管理者面前的迫切需要解決的問題，本文以旋轉頭貼片機為例，從多方面詳細闡述影響設備貼裝率低下的原因，并詳細介紹了SMT設備常見故障的檢查內容。關鍵詞：貼裝率 光學識別 姿態(tài)檢測 狀態(tài)監(jiān)控貼片機是在不對器件和基礎板造成任何損壞的情況下，穩(wěn)定、快速、完整、正確地吸取器件，并快速準確地將器件貼裝在指定位置上，目前已廣泛應用于軍工、家電、通訊、計算機等行業(yè)。SMT設備在選購時主要考慮其貼裝精度與貼裝速度，在實際使用過程中，為了有效提高產品質量、降低有利于產成本、提高生產效率，則如何提高和保持SMT設備貼裝率是擺在使用者面前的首要課題。
一：貼裝率的含義所謂貼裝率是指在一定時間內器件實際貼裝數與吸數之比，即： 貼裝率= ×100% 吸著數其中總棄件數是指吸著錯誤數、識別錯誤數、立片數、丟失數等，而識別錯誤又分器件規(guī)格尺寸錯誤與器件光學識別不良兩種。貼片機無論是小型機、中型機、大型機，也無論是中速機，高速機，它們主要都是由器件貯運裝置、XY工作臺、貼裝頭以及控制系統(tǒng)組成。貼裝頭是貼片機的核心和關鍵部件，貼裝頭一般有固定頭和旋轉頭之分，固定一般多頭排列，少則2個，多則8個，可同時或單獨取件，旋轉頭又分在水平面內旋轉與在垂直面內旋轉 。 A：器件吸起吸嘴吸起高度切換
B：θI旋轉（±90’）
C：器件光學識別
D：器件姿態(tài)檢測 θ2旋轉（±90’）
E：貼裝器件/吸嘴高度切換
F：θ3旋轉（±180’-θ）吸嘴原點檢測不良品排除
G：吸嘴轉換
H：吸嘴號碼檢測根據貼片機從取件 貼裝整個流程，就單純從設備方面來看，在正確設置吸嘴取件高度、取件位吸嘴中心與供料器相對位置情況下，影響設備貼裝率的主要因素是在取件位置，根據設備統(tǒng)計的生產信息情報，其影響占整個影響因素的80%以上。而造成的原因有：一方面是器件貯運裝置上的供料器，另一方面是吸嘴，兩者中供料器的影片中６０％左右，40%左右是由于吸嘴污染所造成。
二、供料器的影響供料器的影響主人集中在供料異常。供料器的驅動方式有馬達驅動、機械式驅動以及氣缸驅動等幾種，這里以機械式驅動為例，說明供料器對貼裝率的影響：
1：驅動部分磨損機械式驅動地靠凸輪主軸驅動供料機構，迅速敲找供料器的擊找臂，通過連桿使與之連接的棘輪帶動元器件編帶前進一個進距，同時帶動塑料卷帶盤將編帶上的塑料帶帽離，吸嘴下降完成取件動作。但由于供料機構高速訪問供料器，經長時間的使用之后，供料器的棘爪磨損嚴重，造成棘爪不能驅動卷帶盤塑料帶正常剝離，使吸嘴不能完成取件工作。因此在安裝編帶前應仔細檢查供料器，對棘爪輪已磨損的供料器應立即修復，不能修復的應及時更換。
2：供料器結構件變形由于長期使用或操作工操作不當，其壓帶蓋板、頂針、彈簧 及其它運動機構產生變形、銹蝕等，從而導致器件吸偏、立片或者吸不到器件，因此應定期檢查，發(fā)現問題及時處理，以免造成器件的大量浪費，同時在安裝共料器應正確、牢固地安裝在供料部平臺上，特別是無供料器高度檢測的設備，否則可能會造成供料器或設備損壞。
3：供料器潤滑不良一般對供料器的維護與保養(yǎng)，很容易被忽略，但定期的清潔、清洗、加油潤滑是必不可少的工作。
三、吸嘴的影響吸嘴也是影響貼裝率的又一重要因素，造成的原因有內部原因，也有外部原因。
1：內部原因一方面是真空負壓不足，吸嘴取件前自動轉換貼裝頭上的機械閥，由吹氣轉換為真它吸附，產生一定的負壓，當吸取部品后，負壓傳感器檢測值在一定范圍內時，機器正常，反之吸著不良。一般在取件位到貼裝位吸嘴處的負壓應至少在400mmＨg以上，當貼裝大器件負壓應在70mmHg以上，因此應定期清洗真空泵內的過濾器，以保證足夠的負壓；同時應定期的檢查負壓檢測傳感器的工作狀態(tài)。另一方面是貼裝頭上的過濾器及吸嘴上的過濾器因周圍環(huán)境或氣源不純凈被污染堵塞而發(fā)黑。因此該過濾器應定期更換，一般吸嘴上的過濾器至少應半個月更換一次，貼裝頭上的過濾器應至少半年更換一次，以保證氣流的通暢。
2：外部原因一方面是氣源回路泄壓，如橡膠氣管老化、破裂，密封件老化、磨損以及吸嘴長時間使用后磨損等，另一方面是因膠粘劑或外部環(huán)境中的粉塵，特別是紙編帶包裝的元器件在切斷之后產生的大量廢屑，造成吸嘴堵，因此因每日檢查吸嘴的潔凈程度，隨時監(jiān)控制吸嘴的取件情況，對堵塞或取件不良的吸嘴應及時清洗或更換，以保證良好的狀態(tài)，同時在安裝吸嘴時，必須保證正確、牢固的安裝，否則會造成吸嘴或設備的損壞。
四：器件檢測系統(tǒng)器件檢測系統(tǒng)是貼裝精度與貼裝正確性的必要保證。分為器件光識別系統(tǒng)與器件姿態(tài)檢測。 1：光學識別系統(tǒng)是固定安裝的一個光學攝像系統(tǒng)，它是在貼裝頭的旋轉過程中經攝像頭識別元器件外形輪廓從而光學成像，同時把相對于攝像機的器件中心位置和旋轉角度測量并記錄下來，傳遞給傳動控制系統(tǒng)，從而進行XY坐標位置偏差與θ角度偏差的補償，其優(yōu)點在于精確性與可適用于各種規(guī)格形狀器件的靈活性。它有反射識別方式以器件電極為識別依據，識別精度不受吸嘴大小的影響，一般SOP、QFP、BGA、PLCC等器件采用反射識別方式。而透射識別方式是以元件外形為識別依據，識別精度受吸嘴尺寸的影響當吸嘴形大于器件輪廓時，識別圖像中有吸嘴的輪廓 。由于光學攝像系統(tǒng)的光源經過一段時間使用之后，光照強度會逐漸下降，因光照強度與固態(tài)攝像轉換的灰度值成正比，灰度值越大，則數字圖像越清晰。所以隨著光源光照強度的減小，灰度值也隨之減小，但機器內存儲的灰度值不會自動隨著光源光照強度的減小而減小，則當灰度值低于一定值時，圖像就無法識別，因此必須定期進行校正檢測①重新示校②調整光圈焦距?；叶戎挡艜c光源光照強度成正比。當光源光強度弱到無法識別器件時，就必須更換光源，同時應定期清洗鏡頭、玻璃片以及反光板上的灰塵與器件，以防因灰塵或器件影響光源強度，導致識別不良發(fā)生；另一方面還必須正確設置攝像機的有關初始數據。
2：整件姿態(tài)檢測是通過安裝在機架上的線性傳感器，從器件的橫向作高速掃描以檢測器件的吸著狀態(tài)，并準確檢測器件的厚度，當部品庫內設定的厚度值與實測值超出允許的誤差范圍時，會出現厚度檢測不良，導致部品損耗。因此正確設置部品庫內器件的數據以及厚度檢測控制順的基準數據是至關重要的，必須經常復測器件的厚度。同時應經常對線性傳感器進行清潔，以防止粘附其上的粉塵、雜物、油污等器件的厚度及吸著狀態(tài)的檢測。
五、器件編帶不良設備貼裝正確率是一個多因素共同作用的結果，除設備自身的原因以外，器件編帶不良對其也產生極大的影響，主要表現在： A：齒孔間距誤差較大。 B：器件形狀欠佳。 C：編帶方孔形狀不規(guī)則或太大，從而導致器件被掛住或橫向翻轉。 D：紙帶與塑料熱壓帶粘力過大，不能正常剝離，或器件被粘在底帶上。 E：器件底部有油污。
六：基礎管理如何利用好性能優(yōu)良的設備，使之創(chuàng)造最大限度的利潤，是企業(yè)追求的目標，如何才能實現目標，主要靠科學的管理方法：
A：建立定期的員工培訓制度，提高員工素質。人是企業(yè)的靈魂，是企業(yè)創(chuàng)業(yè)與發(fā)展的根本所在。因此必須注重員工隊伍的技能培訓與思想觀念的培訓，應能熟練、正確地操作設備，正確安裝、使用供料器，定時維護、保養(yǎng)設備、才能有效地保證產品質量，降低物耗，提高生產效率。
B ：建立定期的設備維護保養(yǎng)計劃。推進TPM管理，實行預防性能維護與檢修，從而減少設備因臨時故障面停機的時間，追求最大限度的設備利用效率。
C：健全設備維修檔案。 ①：維修記錄。記錄故障發(fā)生的現象，分析過程，處理情況，備件更換等。 ②：維備件更換記錄。分析備件更換的原因，備件更換周期，減少備件積壓資金，降低生產成本
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