ASM E BY SIPLACE установочная головка cp14 03109887

Рабочая головка SIPLACE CP14 — это основной модуль размещения, разработанный ASM Assembly Systems (ранее Siemens Electronic Assembly Systems) для высокоскоростных и высокоточных установочных машин, и является ключевым компонентом установочных машин серии SIPLACE X. Рабочая головка оптимизирована для крупносерийного электронного производства с высокой номенклатурой изделий и подходит для сверхскоростного и точного размещения компонентов 01005 и крупных ИС (например, 0402, 0603, QFN, POP и т. д.).

2. Техническая подготовка и позиционирование на рынке

Предпосылки разработки: Для удовлетворения требований к высокой плотности размещения микрокомпонентов (01005) и компонентов специальной формы в таких отраслях, как 5G и автомобильная электроника.

Позиционирование на рынке: производственные линии SMT среднего и высокого класса, баланс скорости и точности (теоретическая скорость рабочей головки CP14 может достигать 156 000 CPH)

Связь поколений: CP14 — это улучшенная версия CP12, и основные улучшения включают в себя:

Шток форсунки на 30% легче

Скорость срабатывания вакуумной системы увеличена на 20%

Добавлена ​​функция сканирования поверхности компонента

3. Подробное объяснение механической структуры

1. Основная механическая система

Технические характеристики подсистемы

Многоосевая система привода использует линейный двигатель + технологию направляющей магнитной подвески (патент DE102015216789), повторяемость по оси Z ±5 мкм

Матрица головки размещения 16 сопел управляются независимо, и каждое сопло оснащено независимым вращением по оси θ (разрешение 0,01°)

Механизм гашения вибрации Трехуровневая конструкция гашения вибрации (активное электромагнитное демпфирование + пассивный резиновый буфер + пневматическая пружина)

Быстрая замена модуля Модульная конструкция, время замены одной рабочей головки <90 секунд (включая калибровку)

2. Система управления движением

Ось X/Y: линейный привод, максимальное ускорение 3G

Ось Z: привод двигателя звуковой катушки, диапазон регулирования давления 0,1-5 Н (программируемый шаг 0,01 Н)

ось θ: двигатель с прямым приводом (DDM), скорость 3000 об/мин

IV.Электроника и сенсорная система

1. Интеллектуальная сенсорная сеть

Тип датчика Технические параметры Функция

3D лазерный высотомер Диапазон измерения 0-10 мм, разрешение 1 мкм Определение копланарности компонентов, компенсация коробления печатной платы

Система технического зрения с высокой частотой кадров 2000 кадров в секунду CMOS, оптическое разрешение 5 мкм Выравнивание компонентов в реальном времени и обнаружение дефектов

Матричный вакуумный датчик, 16 каналов независимого мониторинга, время отклика <1 мс, мониторинг успешности срабатывания и профилактическое обслуживание

Модуль контроля температуры 8-точечное измерение температуры, точность ±0,5℃ Компенсация тепловой деформации и защита от перегрева

2. Архитектура управления

Основной контроллер: Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC

Связь в реальном времени: TSN (Time Sensitive Network), время цикла 62,5 мкс

Система безопасности: предохранительный тормоз SIL3, двойная избыточная проверка энкодера

V. Параметры производительности

1. Основные характеристики

Параметры Индекс

Применимый диапазон компонентов 01005 (0,4×0,2 мм)~30×30 мм (включая CSP с шагом 0,3 мм)

Теоретическая скорость монтажа 156 000 циклов в час (стандарт IPC9850)

Точность монтажа ±25мкм@3σ (Cpk≥1.67)

Минимальное расстояние между компонентами 0,15 мм (требуется специальная насадка)

Вес 4,2 кг (включая стандартный набор насадок)

2. Экологические требования

Параметры Требования

Рабочая температура 23±2℃ (требуется постоянная температура в мастерской)

Диапазон влажности 40-60%RH (без конденсации)

Сжатый воздух 6 бар ± 0,2 бар, стандарт ISO8573-1 Класс 2

VI. Основные технологические инновации

1. Система компенсации динамической точности (DACS)

Факторы компенсации в реальном времени:

Механическая термическая деформация (через сеть датчиков температуры)

Инерция движения (на основе управления ускорением с прямой связью)

Деформация печатной платы (обратная связь по данным 3D-сканирования)

2. Стратегия разумного размещения

Адаптивное управление давлением:

Технология мягкой посадки (сила контакта <0,1 Н)

Контроль деформации паяльной пасты (с помощью лазерного датчика смещения)

Алгоритм обработки компонентов:

Асимметричный компонент управления антипереворотом

Микрокомпонентный алгоритм защиты от брызг

VII.Система технического обслуживания

1. Трехуровневый план обслуживания

Технические характеристики элемента цикла

Ежедневная проверка чистоты форсунки. Используйте специальный чистящий карандаш (артикул: SIPLACE 488-223) для очистки внутренней стенки форсунки.

Еженедельная проверка Проверка вакуумной системы Проверка времени установления вакуума 16 каналов (стандартное значение <50 мс)

Ежемесячное обслуживание Смазка движущихся частей Используйте специальную смазку (Klüberplex BEM 41-132), дозировка 0,2 мл/направляющую

Ежегодная проверка. Комплексная калибровка. Включает:

• Калибровка фокусного расстояния оптической системы

• Компенсация фазы кодера

• Калибровка нулевой точки датчика силы

2. Функция предиктивного обслуживания

Мониторинг индекса здоровья:

Износ сопла (на основе анализа формы волны вакуума)

Прогнозирование срока службы подшипников (диагностика спектра вибрации)

Интеллектуальная система сигнализации:

Раннее предупреждение о неисправности (например, E710: гармоническая аномалия оси Z)

Отправка предложений по техническому обслуживанию (через ASM Remote Smart Factory)

8. Типичная диагностика неисправностей

1. Механическая неисправность

Код Явление Анализ первопричин Решение

E201 Перегрузка сервопривода оси Z Плохое рассеивание тепла двигателя звуковой катушки Очистите канал рассеивания тепла и проверьте вентилятор охлаждения

E315 Отклонение позиционирования по оси θ. Помехи в сигнале энкодера. Проверьте экранирующий провод и заново выполните заземление.

2. Неисправность вакуумной системы

Код Явление Анализ первопричин Решение

E407 Многоканальный отказ вакуума Повреждена мембрана распределительного клапана Замените группу клапанов (P/N: SIPLACE 577-991)

E412 Задержка срабатывания вакуума Частичная закупорка трубопровода. Для очистки используйте иглу 0,3 мм.

3. Отказ системы зрения

Код Явление Анализ первопричин Решение

E521 Размытость изображения Загрязнение группы линз или затухание светодиодов Профессиональная оптическая чистка, измерение интенсивности источника света

E533 Ненормальные данные калибровки Отклонение позиционирования калибровочной платы Повторно запустите мастер калибровки Vision

IX. Модернизация и выбор

1. Возможности расширения функций

Код опции Описание функции

OPX-014-001 Комплект для сверхточного размещения (включая наноуровень сопла, точность улучшена до ±15 мкм)

OPX-014-003 высокотемпературная версия (поддерживает температуру окружающей среды 85℃, включая специальную систему смазки)

Антистатический комплект OPX-014-005 (ESD<10 В, подходит для радиочастотных компонентов)

2. Интеллектуальный путь обновления

ASM Smart Reponse: самооптимизация параметров размещения на основе ИИ

Digital Twin Kit: набор инструментов для моделирования цифровых двойников Workhead

X. Случай применения

План конфигурации линии по производству автомобильной электроники:

Комбинация оборудования: 4×SIPLACE X4 (каждый оснащен 2 рабочими головками CP14)

Типичные компоненты:

Резисторы 01005 (60% 0402)

QFN-56 (шаг 0,4 мм)

Соединители специальной формы (до 15 мм)

Измеренная производительность:

Комплексный OEE: 92,3%

Средний интервал отказов: 1750 часов

XI. Тенденция развития технологий

Более легкая конструкция: стержень сопла из углеродного волокна (снижение веса на 50%)

Управление связью многофизических полей:

Совместная оптимизация вибрации-тепла-стресс

Применение квантового зондирования:

Измерение положения в наномасштабе (стадия прототипа)

Эта рабочая головка представляет собой современный передовой уровень технологии размещения SMT. Она достигает идеального баланса между скоростью и точностью посредством глубокой интеграции технологий и является предпочтительным решением для высокопроизводительного электронного производства.