ראש הצבה ASM E BY SIPLACE cp14 03109887

ראש העבודה SIPLACE CP14 הוא מודול הנחת ליבה שתוכנן על ידי ASM Assembly Systems (לשעבר Siemens Electronic Assembly Systems) עבור מכונות הנחת מהירות ודיוק גבוה, והוא רכיב מפתח במכונות ההנחה מסדרת SIPLACE X. ראש העבודה מותאם לסביבות ייצור אלקטרוניות בנפח גבוה ובתמהיל גבוה ומתאים להנחה מהירה במיוחד ומדויקת של רכיבי 01005 ועד רכיבי IC גדולים (כגון 0402, 0603, QFN, POP וכו').

2. רקע טכני ומיצוב שוק

רקע פיתוח: לעמוד בדרישות הצבת צפיפות גבוהה של מיקרו-רכיבים (01005) ורכיבים בצורות מיוחדות בתעשיות כגון 5G ואלקטרוניקה לרכב.

מיצוב שוק: קווי ייצור SMT בינוניים עד גבוהים, איזון מהירות ודיוק (המהירות התיאורטית של ראש העבודה CP14 יכולה להגיע ל-156,000 CPH)

יחסי דורות: CP14 הוא גרסה משודרגת של CP12, והשיפורים העיקריים כוללים:

מוט הזרבובית קל יותר ב-30%

מהירות התגובה של מערכת הוואקום גדלה ב-20%

נוספה פונקציית סריקת פני השטח של הרכיב

3. הסבר מפורט על המבנה המכני

1. מערכת מכנית ליבה

מאפיינים טכניים של תת-המערכת

מערכת הנעה רב-צירית משתמשת במנוע ליניארי + טכנולוגיית הנחיית מתלה מגנטית (פטנט DE102015216789), חזרתיות ציר Z ±5μm

מטריצת ראש ההשמה 16 פיות נשלטות באופן עצמאי, וכל פיה מצוידת בסיבוב ציר θ עצמאי (רזולוציה 0.01°)

מנגנון הפחתת רעידות תכנון הפחתת רעידות תלת-מפלסי (שיכוך אלקטרומגנטי אקטיבי + חיץ גומי פסיבי + קפיץ אוויר)

החלפת מודול מהירה עיצוב מודולרי, זמן החלפת ראש עבודה יחיד <90 שניות (כולל כיול)

2. מערכת בקרת תנועה

ציר X/Y: הנעת מנוע ליניארית, תאוצה מקסימלית 3G

ציר Z: הנעת מנוע סליל קולי, טווח בקרת לחץ 0.1-5N (ניתן לתכנות בצעדים של 0.01N)

ציר θ: מנוע הנעה ישירה (DDM), מהירות 3000 סל"ד

IV. מערכת אלקטרוניקה וחיישנים

1. רשת חיישנים חכמה

סוג חיישן פרמטרים טכניים פונקציה

מד גובה לייזר תלת-ממדי טווח מדידה 0-10 מ"מ, רזולוציה 1 מיקרומטר זיהוי מישוריות רכיבים, פיצוי עיוות PCB

מערכת ראייה בקצב פריימים גבוה, CMOS של 2000fps, רזולוציה אופטית של 5μm, יישור רכיבים וזיהוי פגמים בזמן אמת

חיישן ואקום מטריקס 16 ערוצים ניטור עצמאי, זמן תגובה <1ms ניטור שיעור הצלחה של איסוף ותחזוקה חזויה

מודול ניטור טמפרטורה מדידת טמפרטורה בת 8 נקודות, דיוק ±0.5℃ פיצוי עיוות תרמי והגנה מפני התחממות יתר

2. ארכיטקטורת בקרה

בקר ראשי: Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC

תקשורת בזמן אמת: TSN (רשת רגישה לזמן), זמן מחזור 62.5μs

מערכת בטיחות: בלם בטיחות SIL3, אימות מקודד כפול יתיר

V. פרמטרי ביצועים

1. מפרטים בסיסיים

אינדקס פרמטרים

טווח רכיבים ישים 01005 (0.4×0.2 מ"מ) ~ 30×30 מ"מ (כולל CSP עם פסיעה של 0.3 מ"מ)

מהירות הרכבה תאורטית 156,000CPH (תקן IPC9850)

דיוק הרכבה ±25μm@3σ (Cpk≥1.67)

מרווח מינימלי בין רכיבים 0.15 מ"מ (נדרשת פיה מיוחדת)

משקל 4.2 ק"ג (כולל סט פיה סטנדרטי)

2. דרישות סביבתיות

דרישות פרמטרים

טמפרטורת עבודה 23±2℃ (נדרשת סדנת טמפרטורה קבועה)

טווח לחות 40-60%RH (ללא עיבוי)

אוויר דחוס 6 בר ± 0.2 בר, תקן ISO8573-1 Class 2

ו. חדשנות טכנולוגית מרכזית

1. מערכת פיצוי דיוק דינמי (DACS)

גורמי פיצוי בזמן אמת:

עיוות תרמי מכני (דרך רשת חיישני טמפרטורה)

אינרציה בתנועה (מבוססת על בקרת הזנת תאוצה קדימה)

עיוות PCB (משוב נתוני סריקה תלת-ממדית)

2. אסטרטגיית השמה חכמה

בקרת לחץ אדפטיבית:

טכנולוגיית נחיתה רכה (כוח מגע <0.1N)

ניטור עיוות משחת הלחמה (באמצעות חיישן תזוזה בלייזר)

אלגוריתם טיפול ברכיבים:

בקרת נגד היפוך רכיבים אסימטריים

אלגוריתם נגד התזות של מיקרו-רכיבים

VII. מערכת תחזוקה

1. תוכנית תחזוקה בת שלוש רמות

נקודות טכניות של פריט מחזור

בדיקה יומית של ניקוי הפיה השתמש בעט ניקוי מיוחד (P/N: SIPLACE 488-223) כדי לנקות את הדופן הפנימית של הפיה

בדיקה שבועית בדיקת מערכת ואקום בדיקת זמן יצירת ואקום של 16 ערוצים (ערך סטנדרטי <50ms)

תחזוקה חודשית שימון חלקים נעים השתמשו בגריז מיוחד (Klüberplex BEM 41-132), מינון 0.2 מ"ל/מסילה מובילה

בדיקה שנתית כיול מקיף כולל:

• כיול אורך מוקד של המערכת האופטית

• פיצוי פאזה של מקודד

• כיול נקודת אפס של חיישן כוח

2. פונקציית תחזוקה חזויה

ניטור מדד בריאות:

שחיקת זרבובית (מבוסס על ניתוח צורת גל ואקום)

חיזוי אורך חיים של מיסבים (אבחון ספקטרום רטט)

מערכת אזעקה חכמה:

התרעה מוקדמת על תקלות (כגון E710: חריגה הרמונית בציר Z)

דחיפה של הצעות תחזוקה (דרך ASM Remote Smart Factory)

8. אבחון תקלות טיפוסי

1. תקלה מכנית

קוד תופעה ניתוח שורש הבעיה פתרון

E201 עומס יתר של סרוו ציר Z פיזור חום של מנוע סליל הקול לקוי נקו את תעלת פיזור החום ובדקו את מאוורר הקירור

E315 סטיית מיקום ציר θ אות המקודד מופרע בדוק את חוט המיגון ובצע מחדש את ההארקה

2. כשל במערכת הוואקום

קוד תופעה ניתוח שורש הבעיה פתרון

E407 כשל בוואקום רב-ערוצי דיאפרגמת שסתום החלוקה פגומה החלף את קבוצת השסתומים (P/N: SIPLACE 577-991)

E412 עיכוב תגובת ואקום חסימה חלקית של הצינור ניקוי באמצעות מחט 0.3 מ"מ

3. כשל במערכת הראייה

קוד תופעה ניתוח שורש הבעיה פתרון

E521 טשטוש תמונה זיהום קבוצת עדשות או הנחתה של LED ניקוי אופטי מקצועי, מדידת עוצמת מקור האור

E533 נתוני כיול חריגים סטיית מיקום לוח הכיול בצע מחדש את אשף כיול הראייה

IX. שדרוג ובחירה

1. אפשרויות הרחבת פונקציות

קוד אפשרות תיאור פונקציה

ערכת הצבה מדויקת במיוחד OPX-014-001 (כולל זרבובית ננו-מפלס, דיוק משופר ל-±15 מיקרומטר)

גרסת OPX-014-003 בטמפרטורה גבוהה (תומך בסביבה של 85℃, כולל מערכת שימון מיוחדת)

ערכת אנטי-סטטית OPX-014-005 (ESD<10V, מתאים לרכיבי RF)

2. נתיב שדרוג חכם

תגובה חכמה של ASM: אופטימיזציה עצמית של פרמטרי מיקום מבוססי בינה מלאכותית

ערכת תאומים דיגיטליים: ערכת כלים לדוגמנות תאומים דיגיטליים של Workhead

י. מקרה בקשה

תוכנית תצורת קו ייצור של מוצרי אלקטרוניקה לרכב:

שילוב ציוד: 4×SIPLACE X4s (כל אחד מצויד ב-2 ראשי עבודה CP14)

רכיבים אופייניים:

נגדים 01005 (60% 0402)

QFN-56 (פסיעה של 0.4 מ"מ)

מחברים בצורות מיוחדות (עד 15 מ"מ)

ביצועים נמדדים:

OEE מקיף: 92.3%

מרווח זמן כשל ממוצע: 1,750 שעות

XI. מגמת פיתוח טכנולוגי

עיצוב קל יותר: מוט זרבובית סיבי פחמן (הפחתה של 50% במשקל)

בקרת צימוד שדות רב-פיזיקה:

אופטימיזציה שיתופית של רטט-עומס חום

יישום חישה קוונטית:

מדידת מיקום בקנה מידה ננומטרי (שלב אב טיפוס)

ראש עבודה זה מייצג את הרמה המתקדמת הנוכחית של טכנולוגיית הצבת SMT. הוא משיג איזון מושלם בין מהירות ודיוק באמצעות שילוב טכנולוגי מעמיק והוא הפתרון המועדף לייצור אלקטרוניקה מתקדמת.