ASM E BY SIPLACE 配置ヘッド cp14 03109887

SIPLACE CP14ワークヘッドは、ASM Assembly Systems（旧Siemens Electronic Assembly Systems）が高速・高精度実装機向けに設計したコア実装モジュールであり、SIPLACE Xシリーズ実装機の主要コンポーネントです。このワークヘッドは、大量生産・多品種少量生産の電子機器製造環境に最適化されており、01005から大型IC部品（0402、0603、QFN、POPなど）の超高速・高精度実装に適しています。

2. 技術的背景と市場ポジショニング

開発背景：5Gや車載エレクトロニクスなどの業界におけるマイクロ部品（01005）や特殊形状部品の高密度配置要件を満たすため

市場ポジショニング: 速度と精度のバランスが取れた中高級SMT生産ライン (CP14ワークヘッドの理論上の速度は156,000 CPHに達することができます)

世代関係: CP14 は CP12 のアップグレード版であり、主な改善点は次のとおりです。

ノズルロッドは30％軽量化

真空システムの応答速度が20％向上

部品表面スキャン機能を追加

3. 機械構造の詳細な説明

1. コア機械システム

サブシステムの技術的特徴

多軸駆動システムはリニアモーター＋磁気サスペンションガイド技術（特許DE102015216789）を採用し、Z軸繰り返し精度は±5μm

配置ヘッドマトリックス16個のノズルは独立して制御され、各ノズルは独立したθ軸回転（分解能0.01°）を備えています。

振動低減機構 3段階振動低減設計（アクティブ電磁ダンピング＋パッシブラバーバッファー＋エアスプリング）

迅速なモジュール交換モジュール設計、単一ワークヘッドの交換時間は<90秒（キャリブレーションを含む）

2. モーションコントロールシステム

X/Y軸：リニアモーター駆動、最大加速度3G

Z軸：ボイスコイルモーター駆動、圧力制御範囲0.1～5N（プログラム可能な0.01Nステップ）

θ軸：ダイレクトドライブモーター（DDM）、速度3000rpm

IV. 電子機器とセンサーシステム

1. インテリジェントセンサーネットワーク

センサータイプ 技術的パラメータ 機能

3Dレーザー高度計 測定範囲0～10mm、分解能1μm 部品の平坦性検出、PCBの反り補正

高フレームレートビジョンシステム 2000fps CMOS、5μm光学解像度 リアルタイム部品アライメントおよび欠陥検出

マトリックス真空センサー 16チャンネル独立監視、応答時間<1ms ピックアップ成功率監視および予測メンテナンス

温度監視モジュール 8点温度測定、精度±0.5℃ 熱変形補償および過熱保護

2. 制御アーキテクチャ

メインコントローラ: Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC

リアルタイム通信：TSN（Time Sensitive Network）、サイクルタイム62.5μs

安全システム：SIL3安全ブレーキ、二重冗長エンコーダ検証

V. パフォーマンスパラメータ

1. 基本仕様

パラメータインデックス

適用部品範囲01005（0.4×0.2mm）～30×30mm（0.3mmピッチCSPを含む）

理論上の実装速度156,000CPH（IPC9850規格）

取り付け精度 ±25μm@3σ (Cpk≥1.67)

最小部品間隔 0.15mm（特殊ノズルが必要）

重量4.2kg（標準ノズルセットを含む）

2. 環境要件

パラメータ要件

動作温度23±2℃（恒温作業場が必要）

湿度範囲40～60%RH（結露なし）

圧縮空気 6bar±0.2bar、ISO8573-1 クラス2規格

VI. コア技術革新

1. 動的精度補償システム（DACS）

リアルタイム補償要因:

機械的熱変形（温度センサーネットワーク経由）

運動慣性（加速度フィードフォワード制御に基づく）

PCB変形（3Dスキャンデータフィードバック）

2. インテリジェントな配置戦略

圧力適応制御：

ソフトランディング技術（接触力<0.1N）

はんだペーストの変形監視（レーザー変位センサー経由）

コンポーネント処理アルゴリズム:

非対称コンポーネントアンチフリップ制御

マイクロコンポーネントアンチスプラッシュアルゴリズム

VII. 保守システム

1. 3段階のメンテナンスプラン

サイクルアイテムの技術ポイント

毎日のノズル洗浄検査 専用の洗浄ペン（品番：SIPLACE 488-223）を使用してノズルの内壁を洗浄します。

毎週の検査 真空システム検査 16チャネルの真空確立時間をテストします（標準値<50ms）

月例メンテナンス可動部品の潤滑専用グリース（Klüberplex BEM 41-132）を使用し、ガイドレール1本あたり0.2mlを塗布する

年次検査 包括的な校正 含まれるもの:

• 光学系の焦点距離の校正

• エンコーダ位相補償

• 力センサのゼロ点校正

2. 予知保全機能

健康指標のモニタリング:

ノズルの摩耗（真空波形解析に基づく）

ベアリング寿命予測（振動スペクトル診断）

インテリジェント警報システム：

早期故障警告（E710：Z軸高調波異常など）

メンテナンス提案のプッシュ（ASMリモートスマートファクトリー経由）

8. 典型的な故障診断

1. 機械の故障

コード 現象 根本原因分析 解決策

E201 Z軸サーボ過負荷 ボイスコイルモーターの放熱不良 放熱チャネルを清掃し、冷却ファンを確認してください

E315 θ軸位置偏差 エンコーダ信号が干渉されています シールド線を確認し、アースをやり直してください

2. 真空システムの故障

コード 現象 根本原因分析 解決策

E407 マルチチャネル真空故障 分配バルブダイヤフラムが損傷しています バルブグループを交換してください (P/N: SIPLACE 577-991)

E412 真空応答遅延 パイプラインの部分的な閉塞 0.3mmの針を使用して清掃してください

3. 視覚システムの障害

コード 現象 根本原因分析 解決策

E521 画像のぼやけ レンズグループの汚染またはLEDの減衰 専門的な光学クリーニング、光源の強度の測定

E533 キャリブレーションデータ異常 キャリブレーションボードの位置ずれ ビジョンキャリブレーションウィザードを再実行してください

IX. アップグレードと選択

1. 機能拡張オプション

オプションコード 機能説明

OPX-014-001 超精密実装キット（ナノレベルノズル付属、精度±15μmまで向上）

OPX-014-003高温バージョン（85℃環境対応、特殊潤滑システム搭載）

OPX-014-005 静電気防止キット（ESD<10V、RFコンポーネントに適しています）

2. インテリジェントなアップグレードパス

ASMスマートレスポンス：AIベースの配置パラメータの自己最適化

デジタル ツイン キット: Workhead デジタル ツイン モデリング ツールキット

X. 応用事例

自動車エレクトロニクス生産ライン構成計画：

設備の組み合わせ: SIPLACE X4×4台（各台にCP14ワークヘッド2台を装備）

代表的なコンポーネント:

01005抵抗器（60% 0402）

QFN-56（0.4mmピッチ）

特殊形状コネクタ（最大15mm）

測定されたパフォーマンス:

総合OEE：92.3%

平均故障間隔：1,750時間

XI. 技術開発の動向

軽量設計：カーボンファイバーノズルロッド（50％軽量化）

マルチフィジックスフィールドカップリング制御:

振動・熱・応力の協調最適化

量子センシングアプリケーション：

ナノスケール位置測定（試作ステージ）

このワークヘッドは、SMT実装技術の最新レベルを体現しています。高度な技術統合により、速度と精度の完璧なバランスを実現し、ハイエンド電子機器製造に最適なソリューションです。