现在的机器人可以解决一些SMT贴片加工制造上的问题,并且提高SMT生产线的效率。此外,和目前的人工成本相比,机器人本身的经济效益更高。机器人的成本通常是资本投资,是针对投资回报进行经营分析的。在考虑投资回报时,你必须考虑操作人员的总体成本、他们的生产速度,以及各种质量缺陷的影响。购买一台机器人通常在三至五年就可以收回购买机器的成本,此后的成本只是维护机器的费用和电费等。在全部制造过程中,操作节奏和人工操作周期匹配的机器人的效率肯定超过人工操作。机器人是由电脑或PLC(可编程逻辑控制器)控制的自动操作机器。
机器人可以通过校准程序调整它的操作精确度,它的卖点就是操作的可重复性。妥善地维护的机器人可以运行几千小时,精度和操作节奏不会有任何变化。当一个工艺需要视觉功能时,机器人使用远超出人眼功能的摄像机系统,保证更好的精度和质量。目前市场上的SMT机器主要是用来从编带、料盘、料管中拾起元件并放置到板上。有些元件没有包装,自动化生产线必须处理这种元件的送料问题。机器人能够处理这些特殊的放置,效率高于操作人员手工。
可以把这些没有包装的元件放在料盘上。然后,机器人把料盘移到摄像系统下,找到可以放置的元件。机器人拾起和放置所有可能的元件。此后,操作人员重新整理或安排料盘上留下来的元件,再拾起和放置。这样可以避免设计这些元件的包装和送料机构的昂贵费用。有些需要放置的元件的引线和PCB表面平行,而不是垂直的。这对标准的SMT机器的能力是一个难题。使用有旋转吸嘴的机器人很容易克服这个问题。旋转吸嘴可以拾起一个元件,然后使引线旋转90度,使引线在放置时垂直于PCB。这样,既不需要人工放置台前的操作人员,也不必对元件进行昂贵的重新包装。对于SMT生产线,管装元件的送料也是常见的,但管装元件中的大元件,或特殊形状元件往往需要昂贵的专门设计。
自从在SMT工艺中使用机器人以来,人们研制了管装元件送料器,它能够管装元件送料器根据具体的元件定制,送料器中的元件处理部分是可调节的。由于这些元件送料器不太贵,因此,PCB制造商能够处理的管装元件范围更大。SMT机器是针对速度和精确性而设计的。因此,SMT机器通常只限制元件的高度,只能沿X、Y轴移和旋转,以及在Z方向的移动。
另一方面,对机器人高度的限制比较少,有更多轴移动。现在的机器人的高度增加,可以放置很高或很大的元件。增加移动轴的机器人能做拾起和放置之外的工作。机器人可以从送料器中拾起螺丝钉,把螺丝钉拧紧;在总装区组装机嗀。在SMT中,机器人的另一个作用是寻找电镀插装(PTH)元件引线的焊端,寻找这些引线焊端经常是有视觉装置的SMT机器的难题。现在,新的摄像技术可以发现离元件实体相当远的PTH元件的引线焊端,在插入时不会损坏引线。
SMT机器本身就是机器人,一般有一组详细的规格,速度很高,能够很快地进行SMT生产,因而SMT机器人不能进行超出规格的工艺。它能够处理的元件范围非常大,它的专用软件使它们能够输入各种各样的元件。机器人已表明它能够在许多工艺中增加产量,提高质量;但是,在使用这种机器人时,仍然需要操作人员给机器人提供元件。机器人在SMT生产中有一席之地,并且创造了许多新的功能;许多使用这种机器人的公司可能开始看到经常性的成本下降,产量增加,质量提高。制造商必须正确了解机器人在SMT中的作用。