eng
Выпуск #2/2016
И.Шахнович, В.Мейлицев
Productronica 2015: новые решения – российскому рынку Часть 2
Productronica 2015: новые решения – российскому рынку Часть 2
Просмотры: 1817
Мы продолжаем рассказывать о новых и наиболее интересных решениях в области производства электронных модулей, которые были представлены на выставке Productronica 2015. Эту часть обзора можно было бы называть "калейдоскопом решений" – мы покажем разнообразие технологий для ремонта, пайки и сборки электронных узлов. Но есть и один общей лейтмотив, объединяющий практически все решения – это концепция Industry 4.0, а также программные системы интеграции оборудования и управления производством. Отдельные установки перестают быть функционально законченными единицами и практически всеми производителями рассматриваются уже как часть общей интегрированной производственной системы – гибкой, интеллектуальной, легко управляемой. Впрочем, обо всем по порядку.
Компания MARTIN, a finetech company
директор по продажам Франц Лайтенштерн
(Franz Leitenstern)
Компания MARTIN является подразделением корпорации Finetech. Мы занимаемся производством высокопрофессионального оборудования для ремонта электронных модулей. Это рабочие станции для монтажа/демонтажа сложных электронных компонентов, а также системы прецизионного дозирования различных материалов, в том числе – паяльной пасты. На выставке мы демонстрируем наиболее современную ремонтную станцию Expert 10.6. Эта полуавтоматическая система позволяет на одном рабочем месте проводить весь комплекс ремонтных работ – от выпаивания неисправного компонента, очистки контактных площадок печатной платы от остатков припоя и их подготовки для монтажа до автоматической установки нового компонента с его последующей пайкой по заданному термопрофилю. С помощью Expert 10.6 можно восстанавливать и заменять шариковые выводы.
Важное достоинство наших систем – прецизионная автоматическая система позиционирования и установки компонентов AVP (Auto Vision Placer), с точностью до 12,5 мкм. Для этого предназначена рука-манипулятор, оснащенная вакуумными захватами и паяльной насадкой. Точность перемещения по всем трем осям составляет 1 мкм. На манипуляторе расположена КМОП-камера с высоким разрешением (5 мегапикселей) и светодиодной подсветкой. Для контроля за процессом пайки предусмотрена опциональная боковая камера.
Еще одна особенность системы Expert 10.6 – метод пайки. В установке используется гибридная система нагрева снизу – сочетание ИК-нагревателей и конвекционного обдува платы горячим воздухом. Это обеспечивает равномерность нагрева платы, отсутствие областей перегрева и т. п. Одновременно сверху на выводы компонента подается горячий воздух. Такой подход, в частности, позволяет избежать коробления печатных плат.
Вся работа проводится под управлением программы Easy Solder. Оператору достаточно указать три угловые точки компонента, программа рассчитает нужную позицию и проконтролирует весь процесс монтажа – от автоматического совмещения компонента с контактными площадками до его установки. В системе есть встроенный дозатор для нанесения паяльной пасты, флюса или клея для SMT-компонентов. Станция Expert 10.6 также позволяет подключать ручной паяльник горячим воздухом и вакуумный отсос для удаления остатков припоя.
Установка Expert 10.6 может работать с очень широким диапазоном электронных компонентов – от совсем маленьких, с типоразмером 0201, до элементов с габаритами 60 Ч 80 мм, например, с модулями центральных процессоров или с крупными SMD-разъемами. Мы производим семейство станций Expert 10.6, различающихся допустимыми габаритами печатных плат – от маленьких, как в сотовых телефонах, до крупных, используемых, например, в серверном или телекоммуникационном оборудовании. Так, наша модель Expert 10.6 HXXV обладает зоной предварительного нагрева 650 Ч 500 мм и позволяет работать с печатными платами с размерами до 530 Ч 710 мм. Станции Expert 10.6 присутствуют на рынке уже несколько лет, но мы постоянно добавляем новые опции, увеличиваем функциональность, поскольку компоненты становятся все меньше и меньше, а платы – все сложнее и сложнее.
Вторая группа решений компании MARTIN – это оборудование для высокоточного дозирования различных материалов. На выставке мы демонстрируем нашу новую систему, впервые представленную весной 2015 года – автоматическую установку дозирования DOTLINER 7.6. Она предназначена для всех видов материалов – от жидкостей до материалов с высокой вязкостью, в том числе паяльных паст, клеевых адгезивов и т. п. (диапазон вязкости – от 10 мПа ∙ с до 100 Па ∙ с). Это полностью законченная автоматическая система, позволяющая наносить различные точки и линии на платы с габаритами до 400 Ч 500 мм. При этом минимальный диаметр точки составляет менее 0,1 мм, дозируемый объем – от 5 мкл до 0,5 нл.
По сравнению с предыдущей моделью, установка оснащена новой версией программного обеспечения EASY DISPENSE Pro, которая более интуитивна и современна. Также в DOTLINER 7.6 применена новая система приводов, что позволило вдвое повысить точность позиционирования по всем трем осям (до 13 мкм). Если раньше блок управления располагался над установкой, то теперь его убрали под рабочий стол. Система оснащена новой цветной ПЗС-видеокамерой с большим разрешением, что улучшило точность распознавания реперных знаков.
Для дозирования используется наша система контроля времени и давления Advanced Time Pressure (ATP). Это интеллектуальная система – ПО рассчитывает требуемое время и давление для каждого типа материала в зависимости от его вязкости. Встроенный в дозатор датчик измеряет текущую температуру материала, и система учитывает зависимость вязкости от температуры. В итоге компенсируются колебания температуры (в пределах от 0 до 50°C), а также изменения уровня заполнения картриджа.
Еще одна особенность нашего решения – возможность нагрева наконечника дозатора. Это особенно важно для нанесения клеев с высокой вязкостью, которые при обычной температуре требуют особо высокого давления. Кроме того, ряд материалов не допускает дозирования под высоким давлением. Например, некоторые паяльные пасты в таком случае начинают разделяться на отдельные фракции – припой, флюс и т. д. Более того, установка позволяет охлаждать или нагревать сам картридж (от –10 до 50 или 90°C). Обеспечить требуемую для каждого материала температуру и проконтролировать ее с высокой точностью очень важно, поскольку, например, у некоторых адгезивов очень небольшое температурное окно от начала снижения вязкости до отверждения.
Универсальная дозирующая головка установки позволяет использовать картриджи различного объема – от 3 до 55 см 3. В головку интегрирован датчик касания, который позволяет точно выдерживать требуемый зазор между концом иглы дозатора и поверхностью платы. Это необходимо при работе со сложными, трехмерными поверхностями, с многоуровневыми печатными платами и т. п. Если касание в принципе недопустимо, можно задать профиль высоты платы.
Еще одна полезная опция системы – автоматическая вакуумная отсечка. Она исключает попадание отдельных капель материала на плату после завершения дозирования – например, если используется жидкость с низкой вязкостью.
Одна из ключевых особенностей оборудования дозирования MARTIN, в том числе и DOTLINER 7.6 – большая база данных с параметрами различных материалов, уже прописанная в управляющее программное обеспечение систем. Среди этих параметров – зависимость вязкости материалов от температуры, физические характеристики, информация о необходимости предварительного нагрева или охлаждения при дозировании, максимально допустимая температура и давление и т. п. Все устройства подключаются к внешнему персональному компьютеру, где удобно хранить и работать с библиотеками данных о различных материалах. Библиотека может дополняться и изменяться в зависимости от того, с чем работает конкретный заказчик. Пользователь может создавать "рецепт дозирования" для каждого используемого материала – как вручную, так и на основе данных из поставляемых нами библиотек. Система позволяет выбирать требуемый объем дозирования, различный диаметр иглы дозатора – и ПО автоматически рассчитывает время и давление для дозирования заданного объема. Все это обеспечивает не только высокую точность дозирования, но и высокую повторяемость, даже при нанесении маленьких точек.
Помимо автоматической системы, на выставке Productronica 2015 мы представляем две новых установки ручного дозирования – CLEVER DISPENSE 06 и SMART DISPENSE 06. Это схожие установки, представляющие собой блок управления с небольшим экраном и ручной дозатор. Блок управления может подключаться к внешнему компьютеру и работать под управлением программы CLEVER DISPENSE Pro. Она использует те же библиотеки параметров материалов и профили дозирования, что и в установке Expert. Все диспенсеры оснащены встроенным датчиком температуры, что позволяет автоматически задавать и поддерживать требуемые условия дозирования. Для запуска процесса дозирования установки оснащаются ножной педалью. Можно использовать картриджи различного объема – от 3 до 30 см3, материалы в широком диапазоне вязкости от 10 мПа ∙ с до 100 Па ∙ с. Принципиально, что, помимо эргономичной формы, ручные дозаторы оснащены специальным кожухом, который предотвращает нагрев материала от руки оператора.
Система SMART DISPENSE 06 – это профессиональная установка начального уровня. В ней используется система нагрева наконечника дозатора (до 50°C). Давление и температура задаются и контролируются автоматически. Время дозирования одной точки составляет от 0,1 до 2 с, минимальный диаметр точки – порядка 0,2 мм, минимальный объем дозирования – 2 нл.
Установка CLEVER DISPENSE 06 – более продвинутая система. Она позволяет дозировать точки диаметром до 0,1 мм и объемом до 0,5 нл. Предусмотрена возможность нагрева не только наконечника дозатора, но и картриджа. Важно, что к блоку управления CLEVER DISPENSE можно подключать нашу систему каплеструйного дозирования JET DISPENSE 06. Она обеспечивает дозирование объемов от 1 нл с очень высокой скоростью – до 200 точек в секунду. В ней используется электропневматический принцип работы – формируются короткие импульсы давления (с частотой 280 Гц), которые воздействуют на плунжер дозатора. Материал маленькими каплями выталкивается сквозь форсунку, которую можно нагревать до 90°C. Тем самым обеспечивается высокая скорость, точность и повторяемость. Сейчас мы работаем над тем, чтобы такая система могла использоваться и в нашей автоматической установке DOTLINER.
Компания SEF Systec
управляющий директор Мальт Станке (Malte-E. Stahnke)
Компания SEF с 1985 года производит оборудование для SMD-монтажа, ориентированного на небольшие производства, хотя нашу продукцию используют и крупные производители. До сих пор комплект такого оборудования включал печи оплавления, трафаретный принтер и установщик компонентов. Однако современный рынок требует новых решений в области не только поверхностного монтажа, но и пайки выводных компонентов. Поэтому на выставке Productronica 2015 мы демонстрируем новую установку – систему селективной пайки 640.20.
Система селективной пайки 640.20 – полностью автоматическая установка, предназначенная для монтажа плат с выводными компонентами. Она просто необходима, например, если на плате уже смонтированы SMD-элементы и нельзя применять традиционные системы пайки волной. Основная идея селективной пайки – прецизионная обработка каждой точки. Особенно актуальна эта технология для монтажа высоких выводных компонентов, например, электролитических конденсаторов большой емкости.
Установка 640.20 предназначена для монтажа малых и средних партий печатных плат. Причем сами платы могут быть до 510 Ч 510 мм. Это очень компактное решение – габариты машины составляют 2 Ч 1,25 Ч 1,45 м (длина Ч ширина Ч высота).
Для управления машины можно использовать специальную программу на внешнем компьютере. Она отличается удобным графическим интерфейсом и позволяет очень просто задавать параметры процесса пайки. Вы можете использовать установку для монтажа даже одного компонента – настолько просто ее программировать.
Сама установка 640.20 – это полностью законченное решение для селективной волновой пайки. Платы подаются по цепному конвейеру, причем возможна как загрузка и выгрузка с одной стороны, так и сквозное прохождение плат через машину для работы в составе конвейерных линий. Плата поступает в рабочую зону, конвейер останавливается и плата фиксируется защелками. Затем происходит флюсование. Флюс наносится с помощью прецизионной каплеструйной системы, причем при программировании пользователь может задать на плате запрещенные зоны для флюсования. Для контроля потока флюса используется специальный оптический датчик (световой барьер). Наличие флюса в емкости (1,5 л) контролируется автоматически.
После флюсования платы подвергаются предварительному нагреву. Для этого служит специальная подвижная панель с кварцевыми инфракрасными лампами. Температура и время нагрева задаются программно. Панель подъезжает под печатную плату, это позволило снизить габариты установки.
В процессе пайки плата остается неподвижной, перемещается тигель с форсункой и система подачи азота. Высоту фонтанчика можно задавать программно, например, 3 или 5 мм, она контролируется специальным датчиком. Сами форсунки могут быть различного диаметра. Особенность данной системы пайки – в ней используется электродинамический насос, который позволяет управлять высотой фонтанчика припоя с точностью, недостижимой при работе с электромеханическими помпами. Кроме того, отсутствие подвижных частей в насосе существенно повышает его рабочий ресурс и надежность. Тигель рассчитан на 10 кг припоя, установка снабжена автоматической системой подачи припоя с катушки в ванну. Когда катушка пустеет, машина сообщает об этом оператору.
Весь процесс пайки контролируется с помощью видеокамеры и отображается на мониторе оператора. И конечно, большое внимание мы уделяем производственной безопасности. Если какая-либо технологическая створка открыта, это фиксируют специальные датчики, система извещает оператора и не позволяет запустить процесс.
Принципиально важно, что система 640.20, как и другие наши установки, оснащена различными сетевыми интерфейсами – Ethernet, Wi-Fi, USB, SMEMA. Установку можно контролировать с удаленных сетевых устройств, в том числе со смартфонов и планшетных компьютеров. Мы считаем принципиально важным обеспечивать такие возможности, поскольку весь мир вступает в эпоху Industry 4.0.
Впервые мы представили систему 640.20 весной 2015 года, но сейчас демонстрируем существенно доработанную модель. Интерес к этой машине со стороны рынка очень высок, потому что очень многие заказчики нуждаются в селективной волновой пайке. И производители должны предоставить им такую возможность. Это большой рынок, в том числе, надеюсь, и в России, где продукция SEF представлена нашим эксклюзивным дистрибьютором ООО "ЛионТех" – с этой компанией мы сотрудничаем с 2007 года и таким образом охватываем всю территорию России и зону ближнего зарубежья.
Компания Budatec
основатели Дирк Буссе (Dirk Busse)
и Александр Далбюддинг (Alexander Dahlbьdding)
Д.Буссе Мы создали компанию Budatec, чтобы разрабатывать и производить технологическое оборудование для электронной промышленности, прежде всего – системы вакуумной пайки. Компания была основана в 2009 году в Берлине, но до этого у нас был более чем 20-летний опыт разработки и производства такого рода установок в других фирмах. Изначально в компании было всего три сотрудника, а сегодня в Budatec работают 15 специалистов, в 2015 году мы переехали на новую, большую производственную площадку.
Наш основной продукт – системы вакуумной пайки. Первыми потребителями оборудования Budatec были фирмы, специализировавшиеся на микроэлектронных сборочных технологиях, такие как Hesse-Mechatronics и Haecker Automation. Однако вскоре наша деятельность распространилась на другие сегменты электроники, поскольку вакуумная пайка все активнее используется для сборки мощных электронных модулей, при производстве различных датчиков, светодиодов и лазерных систем, устройств светодиодного освещения и т. п.
Мы начали с небольших установок вакуумной пайки VC160S. Это настольная система предназначена для сферы исследований и разработок, а также для выпуска малых партий продукции. Для нагрева используется хромированная медная плита размером 160 Ч 160 мм. Установка позволяет работать с различными изделиями высотой до 50 мм и массой до 2,5 кг. При этом скорость нагрева и охлаждения очень высока – до 180°/мин. Пайка проводится как в вакууме, так и в атмосфере азота (или любого другого инертного газа) или формир-газа (азот с добавкой не более 5% водорода). Система управления позволяет пошагово запрограммировать весь профиль пайки, задавая на каждом этапе температуру, давление, газовый состав, время выдержки и т. п. – в каждом профиле можно создать до 99 контрольных точек. Немаловажно, что сама установка весит лишь 50 кг и работает от стандартной промышленной сети питания 400 В, потребляя не более 16 А.
Следующим шагом стал выпуск напольной установки вакуумной пайки VC160UG. По сравнению с VC160S она оснащена рядом дополнительных опций. Так, установка позволяет проводить пайку в атмосфере инертного газа (азота), насыщенного парами муравьиной кислоты, для чего предусмотрена система барботирования.
А.Далбюддинг В 2010 году мы представили новую машину – систему вакуумной пайки VS320 с опцией плазмохимической очистки. Она существенно отличается от предшественников. Прежде всего, увеличены габариты нагревательного стола – до 320 Ч 320 мм. Установка может обрабатывать детали высотой до 100 мм и массой до 15 кг, причем температура нагрева/охлаждения составляет до 150°/мин.
Система VS320 оснащена пятью управляемыми газовыми магистралями, включая линию с барботированием для работы в атмосфере азотной кислоты на всех стадиях пайки. Что принципиально – установка позволяет работать в атмосфере чистого водорода, для чего она оснащена системой дожигания. Обычно работа с чистым водородом сопряжена с трудностью обеспечить взрывобезопасность, однако мы решили эту проблему, поскольку являемся экспертами в данном вопросе. В целом, система обеспечивает подачу в рабочую камеру смеси двух различных газов в любой пропорции.
Важнейшая особенность установки VS320 – встроенная система плазмохимической очистки. В качестве газа используется смесь аргона и водорода (как правило, в пропорции 40% к 60%), она подается в вакуумную камеру с очень малым расходом – порядка 30 см 3/мин. Плазма возбуждается с помощью магнетрона с частотой 2,45 ГГц и мощностью от 200 до 800 Вт. Плазменная очистка позволяет очень качественно подготовить поверхности к пайке. В частности, она обеспечивает микровыравнивание поверхностей, удаление оксидных пленок и т. д. Такая технология используется не только в микроэлектронике, она все активнее применяется для различных задач сборки электронных узлов, где неприемлема пайка с флюсом. Плазменная очистка не только существенно улучшает качество последующей пайки, но и не повреждает уже установленные компоненты.
В 2013 году на выставке Productronica мы впервые представили не просто отдельные установки, а автоматизированную конвейерную линию вакуумной пайки VS320i. Она может объединять от двух до шести установок VS320 (в принципе, возможны и другие модули), обеспечивая автоматическую загрузку и выгрузку изделий. Линия в составе шести модулей VS320 позволяет решать серьезные задачи подготовки поверхностей и вакуумной пайки в рамках серийного производства.
Идея системы VS320i – в ее гибкости и наращиваемости. Любая компания, приступая к разработке и производству нового изделия, может начать с одной установки, использовать только ручную загрузку. И затем, по мере роста объемов выпуска продукции, дооснащать систему другими модулями, конвейерной линией, модулями автоматической загрузки и выгрузки. По сути, эта гибкая система может расти одновременно с потребностями производства. И приобретать каждый раз нужно не новую систему, а лишь дополнительный модуль. Такой подход позволяет сэкономить деньги на стадии начальных инвестиций, и затем вкладывать средства только при возникновении реальной потребности. Сегодня у наших заказчиков уже работают три такие системы.
Насколько компании Budatec интересен российский рынок?
Д.Буссе Это наиболее важный для нас рынок за пределами Германии. В России мы работаем с 2012 года через своего эксклюзивного дистрибьютора – компанию "Авантех". На российских предприятиях уже установлено 10 наших машин. Причем одна из них – установка VSXL – это совсем новый продукт, созданный специально под требования заказчика. Машина VSXL функционально аналогична VS320, но отличается увеличенным втрое размером нагревательного стола – до 1000 Ч 320 мм. Это уникальное решение, больше никто в мире не делает таких систем. И в этом еще одна особенность компании Budatec – мы готовы создавать оборудование под специфические задачи наших клиентов. Это очень важно для российского рынка.
Компания Fuji Machine Manufacturing
инженер Антон Мунтанион (Anton Muntanion)
К выставке Productronica мы подготовили ряд новинок. Самая яркая из них – установочная голова DynaHead (DX). Это решение компания анонсировала в 2013 году, но сейчас впервые представлен готовый к продажам инструмент, который уже работает у некоторых наших клиентов. Особенность головы DynaHead в полной универсальности. Она может работать со сменными револьверными насадками на 12, 4 и 1 захват. Эти насадки меняются автоматически, менее чем за 3 с. При этом достигается максимально возможная производительность для каждого типа компонентов. Так, DynaHead с насадкой на 12 захватов обеспечивает быстродействие до 25 тыс. комп./ч, но при этом работает только с компонентами от типоразмеров 01005 до 7,5 Ч 7,5 мм и высотой до 3 мм. Насадка на четыре захвата обеспечивает производительность до 15 тыс. комп./ч (компоненты от 0603 до 15 Ч 15 мм высотой до 6,5 мм). Быстродействие насадки с одним захватом – 5 тыс. комп./ч, однако она позволяет устанавливать сложные компоненты с габаритами 74 Ч 74 мм и высотой до 25,4 мм. Смена самих захватов также происходит автоматически из магазинов, причем можно использовать не только вакуумные насадки, но и механические захваты (грипперы). В частности, грипперы позволяют монтировать выводные компоненты в отверстия, заполненные паяльной пастой. Важно, что голова DynaHead может использоваться на различных установщиках Fuji – например, серий NXT и AIMEX. Это стратегия компании – почти любая голова может быть установлена в любую нашу машину.
Еще одна новинка – установщик компонентов AIMEX IIIc. Функционально он похож на предшествующие модели AIMEX II или AIMEX IIS, однако стал более компактным (1,28 Ч 2,35 м) и дешевым. При этом сохранилось число питателей (по 65 с каждой из двух сторон), можно использовать устройство питания с паллет, система позволяет работать с платами от 48 Ч 48 до 506 Ч 400 мм. Обновилась и линейка модульных автоматов NXTIII – она пополнилась новым модулем NXT IIIc. Он стал на 34% компактнее и при ширине 320 мм (модуль NXT M3 IIIc) в минимальной конфигурации занимает площадь 0,46 м 2. В итоге этот модуль обеспечивает рекордную в отрасли удельную производительность – до 81,3 комп./ч/м 2.
Абсолютно новое решение, которое мы демонстрируем на выставке – модуль NXT М6 IIIL. Он предназначен для установки очень хрупких элементов, например, разделенных и утоненных кристаллов (толщиной порядка 40 мкм) с паллет. Особенность системы – установочная голова Н12L, позволяющая программировать усилием прижима от 0,5 до 2,0 Н с погрешностью не более 20%. При этом обеспечивается высокая производительность, порядка 16 тыс. комп./ч.
Еще одно интересное решение в рамках платформы NXT – гибридная система NXT-H, позволяющая устанавливать на плату не только обычные компоненты, но и кристаллы непосредственно со скрайбированных пластин. С высокоскоростной головой H24G обеспечивается производительность до 13 400 комп./ч при установке кристаллов, до 24 900 комп./ч при работе со стандартными компонентами. Система позволяет работать с кристаллами от 0,2 Ч 0,2 до 36 Ч 36 мм. В установку интегрирован специальный модуль для переворачивания кристаллов при их монтаже по технологии flip-chip. Для подачи пластин используется специальный модуль. Диаметр пластин – от 100 до 300 мм. Важная особенность, которая отличает систему NXT-H от продукции конкурентов – программно задается усилие, прикладываемое снизу к кристаллу специальной иглой при его извлечении из пластины.
Отмечу еще одну нашу установку, удостоенную в этом году премии выставки Productronic Innovation Award 2015 (награда за инновации). Это система sFAB (Smart Fab – интеллектуальная фабрика). Впервые концептуальный прототип sFAB мы продемонстрировали весной 2014 года, а сейчас представляем готовое для поставок решение.
Машина sFAB позволяет проводить множество сложных операций, связанных с финальными стадиями сборки плат. Прежде всего, она может устанавливать выводные компоненты – как с аксиальными, так и с радиальными выводами, сложные разъемы, крупные компоненты и т. п. Более того, SmartFab способна устанавливать и завинчивать болты, дозировать адгезивы, даже проводить операции селективной пайки, тем самым автоматизируя множество операций ручной сборки. Для каждой из таких операций предусмотрен специальный модуль, заказчик выбирает нужную ему конфигурацию системы. В машине предусмотрены две установочные головы, причем они могут быть различными – одна для установки деталей, другая – для различных операций (дозирование, пайка и т. п.). Это очень гибкая система, полезная во множестве приложений. С ее помощью можно собирать платы силовой электроники, монтировать компоненты на поверхности сложной трехмерной формы, устанавливать нестандартные компоненты и т. д. Так, при монтаже штыревых компонентов установка сама формует и подрезает выводы, для чего предназначен специальный модуль. Этот же узел может просто поддерживать плату снизу, чтобы она не прогибалась, когда к ней прикладывается большое усилие – например, при установке в отверстия сложного разъема.
Интересная особенность – sFAB при установке специального модуля позволяет работать с россыпью компонентов, они просто загружаются в контейнеры. При монтаже компоненты попадают на специальный мини-поддон, где система распознает их положение с помощью камеры. Если компонент на поддоне расположен так, что захватить его невозможно, он отправляется обратно в контейнер.
Кроме сборочных автоматов, мы представляем и ряд новых автоматических инструментов – устройство автоматической загрузки катушек в питатель, модуль автоматической чистки голов и др. Это небольшие установки, которые, с одной стороны, помогают существенно минимизировать ручной труд, c другой – позволяют добиваться высоких результатов независимо от мастерства и знаний оператора. На выставке мы демонстрируем два новых инструмента такого типа – Smart Nozzle Cleaner и Auto Feeder Maintains.
Система Smart Nozzle Cleaner предназначена для автоматической очистки пневматических захватов. Такие решения уже были в нашем портфолио, но новая установка предоставляет принципиально новый уровень автоматизации. Достаточно просто извлечь из автомата магазин с захватами и поместить его в Smart Nozzle Cleaner. А далее все происходит без участия оператора. Машина не просто чистит, промывает каждый пневмозахват, но и проверяет его. Сначала посредством оптической инспекции анализируется чистота поверхностей и целостность инструмента, нет ли механических повреждений. Затем проверяется скорость потока воздуха и давление в захвате. Неисправные захваты откладываются в специальные магазины, на которых указана причина отбраковки. За 24 мин Smart Nozzle Cleaner позволяет прочистить и проверить 40 захватов.
Не менее полезна установка Auto Feeder Maintenance, которая полностью автоматизирует процесс технического обслуживания (ТО) питателей. Всё, что нужно сделать человеку – это снять с питателя специальные крышки и поместить его в устройство. Автомат сам прочистит и смажет механизм питателя, удалив всю накопившуюся грязь и старую смазку. Затем следует проверка точности шага подачи ленты в питателе. Каждый питатель имеет свой штрих-код, он считывается и в базу данных заносится дата ТО и результаты проверки точности. На плановое ТО одного питателя с помощью Auto Feeder Maintenance уходит около двух минут. Эта установка продлевает жизнь питателей, гарантирует их неизменную точность и существенно экономит рабочее время.
Наконец, на выставке мы представляем новую программную систему управления интеллектуальным производством – Nexim. Идеология этой системы соответствует концепции Industry 4.0. Nexim охватывает все оборудование и реализует множество функций управления и контроля. Например, перед запуском новой партии система сама определит, какие компоненты уже загружены в автомат, чего не хватает, и даст задание нашему интеллектуальному хранилищу на автоматический подбор нужной комплектации.
Другой пример – к программной среде подключены все ремонтные устройства, например, Auto Feeder Maintenance или устройство чистки голов Auto Head Cleaner. Факт прохождения ТО каждого питателя или головы фиксируется в системе, она сама оповещает о необходимости текущего обслуживания того или иного устройства, может заблокировать возможность применения какого-либо инструмента, который не прошел очередное техобслуживание. Это лишь отдельные возможности системы Nexim.
Компания JUKI Automation Systems
менеджер по работе с ключевыми клиентами Милан Зоурек (Milan Zourek)
Компания JUKI Automation Systems сегодня позиционирует себя как поставщика комплексных решений для конвейерных технологических линий. Несколько лет назад мы в основном поставляли системы для установки компонентов. Но мир и рынок стремительно меняются, в этом немалую роль играет и экономический кризис. Например, спрос на европейском рынке сократился практически вдвое. И в ближайшем будущем мы не видим тенденций роста. Какой должна быть наша стратегия в таких условиях, как мы сможем обеспечить будущее?
Ответ мы нашли в ориентации на поставки законченных комплексных решений для современных производств. Компания поставляет полный комплект оборудования для монтажа электронных модулей – от транспортных конвейерных систем до трафаретных принтеров, автоматов установки выводных и SMT-компонентов, установок пайки (печи оплавления, системы селективной пайки, пайки волной), систем автоматической оптической инспекции компонентов (АОИ) и паяльной пасты (SPI), интеллектуальных систем хранения – всего, что требуется для построения технологической линии. Но при этом мы предлагаем не только сами машины, но и средства обеспечения стабильности и непрерывного улучшения производственного процесса. Для этого мы разработали программные инструменты, позволяющие обеспечить прослеживаемость и стабильность производства.
Вместе с нашим партнером, компанией Cogiscan, мы разработали ПО управления интеллектуальным производством. Система представляет собой программный модуль Cogiscan Factory Intelligence – систему мониторинга в реальном времени различных технологических операций. Этот модуль интегрирован в нашу систему JUKI Line Solution. Новое программное решение было удостоено награды 2015 Global Technology Award в категории "Программное обеспечение – управление производством", чем мы очень гордимся. Система позволяет контролировать различные производственные линии предприятия, используя собираемые в реальном времени данные с различных установок. Все они могут выводиться на общий дисплей. И технологи могут немедленно реагировать на каждую проблему, тем самым повышая общую эффективность всего производства.
Это очень важно, поскольку сегодня большинство наших пользователей спрашивает, как мы можем увеличить эффективность производственной линии? Для начала нужно сделать всего один шаг – включить программный компонент управления производством. Лишь один пример: по данным пользователей, применение наших интеллектуальных автоматизированных систем хранения серии ISM повышает эффективность всего производства примерно на 20%. Это связано с тем, что такие системы не только снижают трудозатраты операторов, поскольку сами в нужный срок готовят рабочие комплекты компонентов, но и предотвращают ошибки, связанные с неправильным выбором комплектующих. И это только один пример, в одной точке технологической линии.
В целом, фокус компании JUKI все в большей мере смещается на то, как построить разумное, интеллектуальное производство в целом. Это соответствует концепции Industry 4.0, которая означает все большую коммуникативность между оборудованием, обмен все большими объемами данных, постоянный контроль и улучшение процессов. Это полностью соответствует нашей стратегии и концепции поставок законченных технологических линий. Создавая полную линию, мы обеспечиваем коммуникацию между всеми видами оборудования. И если, например, трафаретный принтер наносит пасту с дефектами, то по обратной связи от системы SPI он получает соответствующую информацию и может изменить параметры процесса.
Важная составляющая системы управления – полная прослеживаемость производства и контроль загрузки оборудования. На каждую плату наносится индивидуальный штрих-код, который считывается на каждом технологическом этапе. Эти данные накапливаются и могут использоваться для улучшения производственного процесса в целом.
Конечно, у нас есть и аппаратурные решения, направленные на усиление контроля процессов. Так, мы создали специальную систему контроля для автоматов установки компонентов – Placement Monitor. Ей уже оснащен ряд моделей наших установочных автоматов, например, модульные установщики FX-3R и совершенно новый RX-6B. В этих автоматах используются 6-захватные установочные головы. И за каждым захватом размещена высокоскоростная микрокамера. В процессе установки каждого компонента мы получаем несколько снимков: в питателе после захвата контролируется площадка на печатной плате перед установкой, сам компонент – после установки. Очень мощное программное обеспечение в реальном времени позволяет распознать любой сбой. Обычно дефект выявляют на этапе АОИ после установки или даже пайки компонентов. И в этом случае остается только констатировать факт и направлять плату (или партию, если ошибка системная) в ремонт. Placement Monitor позволяет не только обнаружить дефект, но и выявить его основную причину, непосредственно в процессе работы. Таким образом, этот инструмент позволяет не фиксировать дефекты, а предотвращать их. Это совершенно новая технология на рынке.
В конечном итоге, мы стремимся, чтобы наши инновации на каждой стадии технологической линии давали общее увеличение эффективности производства порядка 20%. Именно это позволит нам и нашим заказчикам уверенно смотреть в будущее.
Компания Universal Instruments
директор по продажам и сервисной поддержке
компании "Клевер Электроникс"
Андрей Калмыков
Известный американский производитель автоматического оборудования для сборки печатных узлов Universal Instruments представил на выставке Productronica 2015 станки последнего поколения Universal Fuzion B, или Fuzion 2.
Интересной новинкой, впервые появившейся в составе этих машин, является корзина с автоматической обрезкой ленты с питателя. Такое усовершенствование особенно актуально именно для станков Fuzion со скоростными турельными головками, поскольку значительно экономит время оператора, уходящее на уборку использованных лент. Ячейки этой корзины также служат для хранения катушек с компонентами, которые подаются в ленточные питатели ion, вышедшие на рынок вместе с появлением платформы Universal Fuzion. Следует отметить, что корзины являются необязательной опцией, от них можно отказаться, чтобы снизить стоимость машины. В этом случае для современных питателей ion можно просто приобрести держатели для катушек с компонентами.
Однако ключевой особенностью нового поколения Fuzion является управляющее программное обеспечение, которое так и называется – Fuzion 2.0. Сюда производитель включил новейшие алгоритмы распознавания компонентов для надежного монтажа на плату, обучения компонентов "на лету" (т. е. во время нахождения в рабочей зоне, после захвата монтажной головкой) для быстрого программирования.
Заслуживают внимания новые функции фирменного режима NPI (режим отработки первой платы нового изделия), который знают и ценят в автоматах Universal отечественные производители электроники, особенно "контрактники". Помимо традиционных функций проверки геометрии платы, реперных знаков, питателей и ориентации компонентов в них, посадочных мест для компонентов, алгоритмов распознавания и т. д., в NPI Fuzion 2.0 добавлена удобная схема отслеживания местоположения вакуумных захватов для компонентов – как находящихся на шпинделях монтажной головки, так и ждущих своей очереди в устройстве смены захватов. Это автоматизирует процесс подбора оптимальной конфигурации захватов для нового изделия, что сокращает в целом время перехода.
На стенде представлены конфигурации машин Fuzion, которые пользуются популярностью в России. На первой машине вы видите скоростную турельную головку Fuzion 30 (FZ30), это модель Fuzion1-30. На второй машине установлена комбинация из двух монтажных головок: с фронта стоит 7-шпиндельная Fuzion 7 (FZ7), с тыла – 4-шпиндельная Fuzion 4 (FZ4). Последняя машина является универсальным установщиком, который работает, в числе прочих, со многими видами выводных компонентов, а также компонентами неправильной формы. Эта модель носит название Fuzion1-11, ее первый показ в России состоится на стенде "Клевер Электроникс" на выставке "ЭлектронТехЭкспо 2016" 15–17 марта 2016 года в "Крокус Экспо" в Москве.
Интересно, что в нашу страну продано уже три линии Fuzion, каждая из которых состоит из нескольких машин – один из внушающих оптимизм примеров того, что наша промышленность даже в кризисные времена приобщается к передовым решениям. Достаточно хорошо у нас продается и среднеценовое предложение от Universal – семейство автоматов AdVantis 3.
Для развлечения уважаемой публики на стенде Universal устроена демонстрация: одна монтажная платформа Universal – Polaris, которая экспонировалась рядом, собирает игрушечный макет другой платформы Universal – Fuzion, упомянутой выше, из частей известного конструктора LEGO. Наглядно представлен весь процесс: различные детали LEGO подаются в станок Polaris, монтажная головка их захватывает, центрирует, ставит друг на друга, и получается… вот такой симпатичный игрушечный Fuzion, который тут же и дарят посетителям стенда.
Ну а если без шуток, то Universal Polaris – это универсальная платформа, которая может быть сконфигурирована под большое количество различных задач. Polaris можно справедливо назвать станком-конструктором, поэтому неудивительно, что производитель каждый год находит для него новые применения, основываясь на запросах своих заказчиков. Такому станку нашлось применение и у нас в России: Polaris был адаптирован нами на одном из оборонных заводов для монтажа и пайки военных микросхем 133 серии, где процесс сборки изделия не допускает применения современных сборочных технологий. На стенде фирмы Universal платформа Polaris была представлена для сборки игрушечных Fuzion просто для демонстрации ее гибкости и возможности адаптации к различным задачам.
Компания Autotronik-SMT
главный инженер компании "Клевер Электроникс"
Николай Васюнькин
Компания Autotronik представляет на выставке новую линейку трафаретных принтеров для нанесения паяльной пасты. В отличие от уже знакомой продукции компании, машины этой линейки полностью автоматические, то есть могут работать не только автономно, но и в составе линии поверхностного монтажа.
Принтеры новой линейки относятся к классу бюджетных машин, но это не означает ограниченности их функционала. Так, в них в базовой комплектации реализована полноценная трехэтапная система очистки нижней поверхности трафаретов: влажная протирка с растворителем, сухая протирка, вакуумная очистка. Система технического зрения, ориентируясь на реперные знаки на плате и трафаретах, обеспечивает точность совмещения 20 мкм. Имеется опция 2D-инспекции наличия пасты на контактных площадках платы, по данным которой может автоматически включаться режим чистки трафарета; другой вариант включения режима – программный, когда он активируется через заданное число циклов печати.
Значительное внимание уделено удобству работы оператора. Фиксаторы конвейера автоматически настраиваются на толщину платы. Установка трафарета упрощена по сравнению с принтерами предыдущего семейства BS: фактически, его надо просто задвинуть до упора, который перед этим автоматически устанавливается в нужную позицию.
На сегодня новая линейка представлена пятью типами принтеров. Четыре модели группы АР430 могут работать с рамками трафаретов размерами от 470 Ч 300 мм до 736 Ч 736 мм и различаются по максимальному размеру обрабатываемых плат. Представленная здесь модель АР430L работает с платами максимальными размерами 450 Ч 350 мм. Имеется модель меньшей стоимости АР430 для плат 400 Ч 300 мм, а также версии для более крупных плат: АР430-5 (500 Ч 350 мм) и АР430-6 (600 Ч 350 мм).
Пятая модель линейки, АР1200, тоже представленная здесь, предназначена в первую очередь для производителей светодиодных панелей, у нее максимальный размер платы 1200 Ч 300 мм, а рамки – 1600 Ч 300 мм. Примечательно, что в принтере реализовано более дешевое, чем в подобных машинах других производителей, техническое решение: ракель движется вдоль длинной стороны платы, соответственно, он имеет небольшую ширину, и усилие, необходимое для его продвижения, также сравнительно невелико. В целом принтер получился практически втрое менее дорогим, чем аналогичные машины известных брендов; мы считаем, что в сочетании с высокими техническими и эксплуатационными характеристиками это принесет ему большую популярность на российском рынке.
АР1200 был первенцем в новой линейке, он вошел в состав первой линии из машин нового поколения Autotronik для производства светодиодных панелей, запущенной в Германии в 2014 году. На нем были отработаны все новации, перешедшие потом в более компактные модели, продвижение которых началось весной 2015 года.
Минимальный размер платы у всех принтеров семейства АР430 одинаковый – 50 Ч 50 мм, у АР1200 – 100 Ч 50 мм. Скорость печати у всех моделей регулируется в диапазоне от 10 до 120 мм/с, повторяемость – 8 мкм. Все машины допускают использование самых распространенных у нас типов трафаретных рамок – Alpha Tetra и DEK Vector Frame. Это делает различные варианты принтера АР430 хорошим выбором, например, в тех случаях, когда изготовитель переходит от ручного или полуавтоматического нанесения пасты к автоматическому, или когда в цехе есть две линии, быстрая для серии и другая, бюджетная, для прототипирования. В первом случае не требуется закупка новых рамок, во втором – можно использовать одни и те же трафаретные рамки на обеих линиях. Кроме того, Autotronik поддерживает стабильно низкие цены на модели AP для российских заказчиков.
В состав линии, запущенной в Германии, помимо принтера АР1200, вошел автомат установки компонентов LD812V4 – представитель семейства LD812, созданного специально для сборки светодиодных панелей. Типичная для них большая относительная длина платы позволила применить оригинальную компоновку основных узлов машины: портал неподвижен, монтажная головка ходит только по одной оси, поперек платы, а продольное перемещение реализуется столом, на котором закреплена плата. Это одновременно и упрощает конструкцию – и, следовательно, удешевляет станок, и увеличивает производительность.
Для светодиодных панелей характерна небольшая номенклатура комплектующих; зачастую может быть достаточно четырех питателей. Однако, учитывая, что в случае изготовления RGB-панелей светодиоды необходимо ставить тройками, специалисты Autotronik спроектировали для станка базу на 16 питателей. Но и при этом рабочая зона получилась весьма компактной, перемещения головки – минимальными, что стало еще одним фактором повышения производительности установщика.
На сегодня LD812V4 – самый быстрый в своем семействе, преимущество его обеспечивается четырехшпиндельной монтажной головкой, тогда как в более ранних моделях установлены двух- и трехшпиндельные. Его паспортное быстродействие составляет 15 тыс. компонентов в час, а производительность, измеренная по стандарту IPC, – около 10 тыс. При этом стуит он лишь немногим больше, чем более ранние двух- и трехшпиндельные модели с производительностью 8–10 тыс. компонентов в час.
На установщике LD812V4 инженеры Autotronik отработали новый тип 8-мм питателей – серию L. На них впервые внедрен механизм отвода покровной ленты в мусорную корзину, вместе с несущей бумажной. Обычно в бюджетных автоматах покровная лента сматывается на барабан, который очень быстро заполняется; корзину же приходится чистить гораздо реже, примерно один раз за рабочую смену. Кроме того, такое решение позволяет питателям серии L поддерживать сращивание ленты. Питатели прежнего типа тоже можно использовать с автоматом LD812V4, а новый механизм отвода в прошлом году перенесен в питатели серии К, которые являются стандартными для установщиков Autotronik.
В базовой комплектации вакуумные захваты шпинделей устанавливаются до начала монтажа, но опционально в рабочей зоне может быть размещен магазин для их автоматической смены. Имеются тефлоновые насадки для светодиодов с липкими поверхностями и система обратной подачи воздуха для предотвращения залипания светодиодов с силиконовыми линзами. Магнитный стол позволяет работать с гибкими печатными платами или жесткими на алюминиевой основе шириной до 300 мм и длиной до 1200 мм, опционально – до 1800 мм. Размер устанавливаемых компонентов – от 0201 (0,6 Ч 0,3 мм) до 8 Ч 8 мм, паспортная точность монтажа – линейная 50 мкм, угловая 0,045°.
Ближайшими конкурентами Autotronik являются компании Essemtec (Швейцария), DIMA (Нидерланды) и Fritsch (Германия). Но, благодаря наилучшему соотношению "цена-качество", Autotronik лидирует по продажам на российском рынке в своем классе машин. На конец минувшего года в Россию было поставлено около 200 единиц оборудования Autotronik.
Компания Mycronic АВ
коммерческий директор ЗАО "Диполь Технологии"
Дмитрий Иванов
Основная премьера Mycronic – каплеструйный дозатор MY600JD. Он создан на базе платформы MY600 – бестрафаретного принтера для нанесения паяльной пасты, успевшего зарекомендовать себя как отличное решение для многономенклатурных малосерийных производств с высокими требованиями к качеству и гибкости процесса. Новый дозатор предназначен для нанесения лаков, компаундов, различных гелей и других подобных материалов, применяющихся в производстве электронных изделий. С ним уже протестированы и одобрены к использованию около 200 таких материалов, и теперь машины серии MY600 найдут применение не только на участках поверхностного монтажа, но и в производстве микроэлектроники – например, для подзаливки кристаллов в конструкциях Package-on-Package (технология Underfill), для герметизации, заполнения полостей и т. п.
Главное новшество MY600JD – принципиально новый пневматический аппликатор совместной разработки с компанией AdvanJet, наносящий материал без контакта с поверхностью платы. Печатающая головка дозатора, способная двигаться со скоростью до 1,5 м/с при ускорении до 3g, в сочетании с аппликатором, генерирующим 720 тыс. точек в час, обеспечивает машине в 2–10 раз (в зависимости от типа наносимого материала) бульшую производительность, чем у традиционных дозаторов, делая ее самой быстрой установкой такого типа на современном рынке.
На стенде представлен прототип, поставки планируются на второй квартал 2016 года. Тогда компания планирует представить расширенное семейство устройств MY600. В него будут входить собственно каплеструйный принтер MY600 для паяльной пасты с пьезоэлектрической головкой производительностью 1 080 тыс. точек в час; новый дозатор материалов MY600JD и универсальная установка MY600МР, объединяющая функции двух предыдущих моделей за счет возможности быстрой, в течение нескольких секунд, замены типа каплеструйной головки.
Еще одна новость – на выставке компания Mycronic получила премию Global Technology Award в категории "Установщики – малый и средний объем производства". Награды удостоилась новая технология – Agilis Smart Bin, предоставляющая операторам в реальном времени информацию о движении компонентов по звеньям технологической цепочки. Один из ключевых элементов технологии – электронный индикатор (e-label), устанавливаемый на корзину с магазином питателей, который по каналу Wi-Fi связан с сетью предприятия. Каждая машина имеет уникальный идентификатор, каждая корзина – индивидуальный штрих-код. При переналадке линии управляющая программа (модуль MYCenter Material Handling) передает на индикатор информацию, на какую машину, в какой слот следует установить данную корзину. Таким образом не только организуется безбумажный документооборот на этом участке технологической цепочки, но и кардинально снижается возможность ошибки оператора при загрузке установщиков.
Нельзя пройти мимо автоматических установщиков компонентов серии MY200. Это новое, четвертое поколение установщиков Mycronic, пришедшее в 2014 году на смену серии MY100. В этих машинах сохранена традиционная для компании концепция: максимальная гибкость, удобство и скорость переналадки; при этом повышена надежность и увеличена точность и скорость установки компонентов. В серии MY200 внедрены две основные новации.
Первая – скоростная головка Hydra 4 модель Z8 с тем же количеством захватов, что и в прежних моделях (8 шт.), но принципиально новой конструкции, которая внесла основной вклад в повышение быстродействия машины. Вторая – система линейного сканирования LVS3, обеспечивающая распознавание и центрирование компонентов "на лету". Усовершенствованная двойная подсветка, способность камеры получать 50 тыс. изображений в секунду, автоматизированный процесс обучения и адаптивные алгоритмы работы существенно увеличивают быстродействие системы технического зрения, снижая при этом до минимума число ошибок и ложных сбросов компонентов.
Результат нововведений – двукратное повышение точности установки компонентов скоростной головкой: показатель повторяемости монтажа, сертифицированный по методике стандарта IPC9850, составляет менее 30 мкм при 3σ. Пользуясь этим, в 2016 году компания планирует анонсировать установку компонентов типоразмера 01005 скоростной головкой – возможность, которая предлагается далеко не всеми производителями подобного оборудования.
Кроме того, машины нового поколения, как и все установщики Mycronic, оборудуются прецизионной монтажной головкой MIDAS и могут устанавливать компоненты любых существующих типов. MY200 выпускаются в двух форм-факторах – с базой на 112 и 176 8-миллиметровых питателей. Компания предлагает ряд установщиков производительностью от 6 тыс. до 50 тыс. компонентов в час, с большим разнообразием опций.
С машинами MY200 используются питатели типа Agilis – с быстрой переналадкой, с возможностью работы с самыми короткими фрагментами ленты. Последнее очень актуально для отечественных производств, когда отдел снабжения для сборки единственной платы может предоставить комплектацию в виде обрезков лент длиной в несколько сантиметров.
На выставке представлена также новая система хранения серии SMD Tower 615. При небольшом увеличении занимаемой площади емкость этой системы увеличена почти вдвое – 980 катушек против 550 в предыдущем типе. Причем теперь можно вместе с катушками хранить питатели с уже загруженной в них лентой, что заметно ускоряет переналадку установщика.
Как и предыдущие типы, система SMD Tower 615 оснащена системой поддержки внутреннего микроклимата. Теперь она имеет индивидуальный монитор, отображающий всю информацию о хранимых носителях с компонентами, – это позволяет использовать ее в автономном режиме. Однако наиболее полно потенциал системы раскрывается при совместной работе с установщиком, когда последний может посылать ей сигнал о потребности в необходимых компонентах.
В целом, наработанные в Mycronic компетенции в области создания интеллектуальных производственных систем сведены в концепцию Mycronic 4.0 – интегрированный комплекс "умного производства", реализующий планирование, сопровождение движения материалов и комплектующих, быструю и безошибочную переналадку при смене продукта, автоматическое пополнение запасов и технологии интеллектуального хранения и полную прослеживаемость каждого изделия. В совокупности с оборудованием это уже сейчас позволяет создать децентрализованное, автоматизированное, дистанционно управляемое, гибко модифицируемое высокоэффективное производство, идея которого повсеместно набирает популярность под брендом Industry 4.0.
Продолжение следует
Компания MARTIN, a finetech company
директор по продажам Франц Лайтенштерн
(Franz Leitenstern)
Компания MARTIN является подразделением корпорации Finetech. Мы занимаемся производством высокопрофессионального оборудования для ремонта электронных модулей. Это рабочие станции для монтажа/демонтажа сложных электронных компонентов, а также системы прецизионного дозирования различных материалов, в том числе – паяльной пасты. На выставке мы демонстрируем наиболее современную ремонтную станцию Expert 10.6. Эта полуавтоматическая система позволяет на одном рабочем месте проводить весь комплекс ремонтных работ – от выпаивания неисправного компонента, очистки контактных площадок печатной платы от остатков припоя и их подготовки для монтажа до автоматической установки нового компонента с его последующей пайкой по заданному термопрофилю. С помощью Expert 10.6 можно восстанавливать и заменять шариковые выводы.
Важное достоинство наших систем – прецизионная автоматическая система позиционирования и установки компонентов AVP (Auto Vision Placer), с точностью до 12,5 мкм. Для этого предназначена рука-манипулятор, оснащенная вакуумными захватами и паяльной насадкой. Точность перемещения по всем трем осям составляет 1 мкм. На манипуляторе расположена КМОП-камера с высоким разрешением (5 мегапикселей) и светодиодной подсветкой. Для контроля за процессом пайки предусмотрена опциональная боковая камера.
Еще одна особенность системы Expert 10.6 – метод пайки. В установке используется гибридная система нагрева снизу – сочетание ИК-нагревателей и конвекционного обдува платы горячим воздухом. Это обеспечивает равномерность нагрева платы, отсутствие областей перегрева и т. п. Одновременно сверху на выводы компонента подается горячий воздух. Такой подход, в частности, позволяет избежать коробления печатных плат.
Вся работа проводится под управлением программы Easy Solder. Оператору достаточно указать три угловые точки компонента, программа рассчитает нужную позицию и проконтролирует весь процесс монтажа – от автоматического совмещения компонента с контактными площадками до его установки. В системе есть встроенный дозатор для нанесения паяльной пасты, флюса или клея для SMT-компонентов. Станция Expert 10.6 также позволяет подключать ручной паяльник горячим воздухом и вакуумный отсос для удаления остатков припоя.
Установка Expert 10.6 может работать с очень широким диапазоном электронных компонентов – от совсем маленьких, с типоразмером 0201, до элементов с габаритами 60 Ч 80 мм, например, с модулями центральных процессоров или с крупными SMD-разъемами. Мы производим семейство станций Expert 10.6, различающихся допустимыми габаритами печатных плат – от маленьких, как в сотовых телефонах, до крупных, используемых, например, в серверном или телекоммуникационном оборудовании. Так, наша модель Expert 10.6 HXXV обладает зоной предварительного нагрева 650 Ч 500 мм и позволяет работать с печатными платами с размерами до 530 Ч 710 мм. Станции Expert 10.6 присутствуют на рынке уже несколько лет, но мы постоянно добавляем новые опции, увеличиваем функциональность, поскольку компоненты становятся все меньше и меньше, а платы – все сложнее и сложнее.
Вторая группа решений компании MARTIN – это оборудование для высокоточного дозирования различных материалов. На выставке мы демонстрируем нашу новую систему, впервые представленную весной 2015 года – автоматическую установку дозирования DOTLINER 7.6. Она предназначена для всех видов материалов – от жидкостей до материалов с высокой вязкостью, в том числе паяльных паст, клеевых адгезивов и т. п. (диапазон вязкости – от 10 мПа ∙ с до 100 Па ∙ с). Это полностью законченная автоматическая система, позволяющая наносить различные точки и линии на платы с габаритами до 400 Ч 500 мм. При этом минимальный диаметр точки составляет менее 0,1 мм, дозируемый объем – от 5 мкл до 0,5 нл.
По сравнению с предыдущей моделью, установка оснащена новой версией программного обеспечения EASY DISPENSE Pro, которая более интуитивна и современна. Также в DOTLINER 7.6 применена новая система приводов, что позволило вдвое повысить точность позиционирования по всем трем осям (до 13 мкм). Если раньше блок управления располагался над установкой, то теперь его убрали под рабочий стол. Система оснащена новой цветной ПЗС-видеокамерой с большим разрешением, что улучшило точность распознавания реперных знаков.
Для дозирования используется наша система контроля времени и давления Advanced Time Pressure (ATP). Это интеллектуальная система – ПО рассчитывает требуемое время и давление для каждого типа материала в зависимости от его вязкости. Встроенный в дозатор датчик измеряет текущую температуру материала, и система учитывает зависимость вязкости от температуры. В итоге компенсируются колебания температуры (в пределах от 0 до 50°C), а также изменения уровня заполнения картриджа.
Еще одна особенность нашего решения – возможность нагрева наконечника дозатора. Это особенно важно для нанесения клеев с высокой вязкостью, которые при обычной температуре требуют особо высокого давления. Кроме того, ряд материалов не допускает дозирования под высоким давлением. Например, некоторые паяльные пасты в таком случае начинают разделяться на отдельные фракции – припой, флюс и т. д. Более того, установка позволяет охлаждать или нагревать сам картридж (от –10 до 50 или 90°C). Обеспечить требуемую для каждого материала температуру и проконтролировать ее с высокой точностью очень важно, поскольку, например, у некоторых адгезивов очень небольшое температурное окно от начала снижения вязкости до отверждения.
Универсальная дозирующая головка установки позволяет использовать картриджи различного объема – от 3 до 55 см 3. В головку интегрирован датчик касания, который позволяет точно выдерживать требуемый зазор между концом иглы дозатора и поверхностью платы. Это необходимо при работе со сложными, трехмерными поверхностями, с многоуровневыми печатными платами и т. п. Если касание в принципе недопустимо, можно задать профиль высоты платы.
Еще одна полезная опция системы – автоматическая вакуумная отсечка. Она исключает попадание отдельных капель материала на плату после завершения дозирования – например, если используется жидкость с низкой вязкостью.
Одна из ключевых особенностей оборудования дозирования MARTIN, в том числе и DOTLINER 7.6 – большая база данных с параметрами различных материалов, уже прописанная в управляющее программное обеспечение систем. Среди этих параметров – зависимость вязкости материалов от температуры, физические характеристики, информация о необходимости предварительного нагрева или охлаждения при дозировании, максимально допустимая температура и давление и т. п. Все устройства подключаются к внешнему персональному компьютеру, где удобно хранить и работать с библиотеками данных о различных материалах. Библиотека может дополняться и изменяться в зависимости от того, с чем работает конкретный заказчик. Пользователь может создавать "рецепт дозирования" для каждого используемого материала – как вручную, так и на основе данных из поставляемых нами библиотек. Система позволяет выбирать требуемый объем дозирования, различный диаметр иглы дозатора – и ПО автоматически рассчитывает время и давление для дозирования заданного объема. Все это обеспечивает не только высокую точность дозирования, но и высокую повторяемость, даже при нанесении маленьких точек.
Помимо автоматической системы, на выставке Productronica 2015 мы представляем две новых установки ручного дозирования – CLEVER DISPENSE 06 и SMART DISPENSE 06. Это схожие установки, представляющие собой блок управления с небольшим экраном и ручной дозатор. Блок управления может подключаться к внешнему компьютеру и работать под управлением программы CLEVER DISPENSE Pro. Она использует те же библиотеки параметров материалов и профили дозирования, что и в установке Expert. Все диспенсеры оснащены встроенным датчиком температуры, что позволяет автоматически задавать и поддерживать требуемые условия дозирования. Для запуска процесса дозирования установки оснащаются ножной педалью. Можно использовать картриджи различного объема – от 3 до 30 см3, материалы в широком диапазоне вязкости от 10 мПа ∙ с до 100 Па ∙ с. Принципиально, что, помимо эргономичной формы, ручные дозаторы оснащены специальным кожухом, который предотвращает нагрев материала от руки оператора.
Система SMART DISPENSE 06 – это профессиональная установка начального уровня. В ней используется система нагрева наконечника дозатора (до 50°C). Давление и температура задаются и контролируются автоматически. Время дозирования одной точки составляет от 0,1 до 2 с, минимальный диаметр точки – порядка 0,2 мм, минимальный объем дозирования – 2 нл.
Установка CLEVER DISPENSE 06 – более продвинутая система. Она позволяет дозировать точки диаметром до 0,1 мм и объемом до 0,5 нл. Предусмотрена возможность нагрева не только наконечника дозатора, но и картриджа. Важно, что к блоку управления CLEVER DISPENSE можно подключать нашу систему каплеструйного дозирования JET DISPENSE 06. Она обеспечивает дозирование объемов от 1 нл с очень высокой скоростью – до 200 точек в секунду. В ней используется электропневматический принцип работы – формируются короткие импульсы давления (с частотой 280 Гц), которые воздействуют на плунжер дозатора. Материал маленькими каплями выталкивается сквозь форсунку, которую можно нагревать до 90°C. Тем самым обеспечивается высокая скорость, точность и повторяемость. Сейчас мы работаем над тем, чтобы такая система могла использоваться и в нашей автоматической установке DOTLINER.
Компания SEF Systec
управляющий директор Мальт Станке (Malte-E. Stahnke)
Компания SEF с 1985 года производит оборудование для SMD-монтажа, ориентированного на небольшие производства, хотя нашу продукцию используют и крупные производители. До сих пор комплект такого оборудования включал печи оплавления, трафаретный принтер и установщик компонентов. Однако современный рынок требует новых решений в области не только поверхностного монтажа, но и пайки выводных компонентов. Поэтому на выставке Productronica 2015 мы демонстрируем новую установку – систему селективной пайки 640.20.
Система селективной пайки 640.20 – полностью автоматическая установка, предназначенная для монтажа плат с выводными компонентами. Она просто необходима, например, если на плате уже смонтированы SMD-элементы и нельзя применять традиционные системы пайки волной. Основная идея селективной пайки – прецизионная обработка каждой точки. Особенно актуальна эта технология для монтажа высоких выводных компонентов, например, электролитических конденсаторов большой емкости.
Установка 640.20 предназначена для монтажа малых и средних партий печатных плат. Причем сами платы могут быть до 510 Ч 510 мм. Это очень компактное решение – габариты машины составляют 2 Ч 1,25 Ч 1,45 м (длина Ч ширина Ч высота).
Для управления машины можно использовать специальную программу на внешнем компьютере. Она отличается удобным графическим интерфейсом и позволяет очень просто задавать параметры процесса пайки. Вы можете использовать установку для монтажа даже одного компонента – настолько просто ее программировать.
Сама установка 640.20 – это полностью законченное решение для селективной волновой пайки. Платы подаются по цепному конвейеру, причем возможна как загрузка и выгрузка с одной стороны, так и сквозное прохождение плат через машину для работы в составе конвейерных линий. Плата поступает в рабочую зону, конвейер останавливается и плата фиксируется защелками. Затем происходит флюсование. Флюс наносится с помощью прецизионной каплеструйной системы, причем при программировании пользователь может задать на плате запрещенные зоны для флюсования. Для контроля потока флюса используется специальный оптический датчик (световой барьер). Наличие флюса в емкости (1,5 л) контролируется автоматически.
После флюсования платы подвергаются предварительному нагреву. Для этого служит специальная подвижная панель с кварцевыми инфракрасными лампами. Температура и время нагрева задаются программно. Панель подъезжает под печатную плату, это позволило снизить габариты установки.
В процессе пайки плата остается неподвижной, перемещается тигель с форсункой и система подачи азота. Высоту фонтанчика можно задавать программно, например, 3 или 5 мм, она контролируется специальным датчиком. Сами форсунки могут быть различного диаметра. Особенность данной системы пайки – в ней используется электродинамический насос, который позволяет управлять высотой фонтанчика припоя с точностью, недостижимой при работе с электромеханическими помпами. Кроме того, отсутствие подвижных частей в насосе существенно повышает его рабочий ресурс и надежность. Тигель рассчитан на 10 кг припоя, установка снабжена автоматической системой подачи припоя с катушки в ванну. Когда катушка пустеет, машина сообщает об этом оператору.
Весь процесс пайки контролируется с помощью видеокамеры и отображается на мониторе оператора. И конечно, большое внимание мы уделяем производственной безопасности. Если какая-либо технологическая створка открыта, это фиксируют специальные датчики, система извещает оператора и не позволяет запустить процесс.
Принципиально важно, что система 640.20, как и другие наши установки, оснащена различными сетевыми интерфейсами – Ethernet, Wi-Fi, USB, SMEMA. Установку можно контролировать с удаленных сетевых устройств, в том числе со смартфонов и планшетных компьютеров. Мы считаем принципиально важным обеспечивать такие возможности, поскольку весь мир вступает в эпоху Industry 4.0.
Впервые мы представили систему 640.20 весной 2015 года, но сейчас демонстрируем существенно доработанную модель. Интерес к этой машине со стороны рынка очень высок, потому что очень многие заказчики нуждаются в селективной волновой пайке. И производители должны предоставить им такую возможность. Это большой рынок, в том числе, надеюсь, и в России, где продукция SEF представлена нашим эксклюзивным дистрибьютором ООО "ЛионТех" – с этой компанией мы сотрудничаем с 2007 года и таким образом охватываем всю территорию России и зону ближнего зарубежья.
Компания Budatec
основатели Дирк Буссе (Dirk Busse)
и Александр Далбюддинг (Alexander Dahlbьdding)
Д.Буссе Мы создали компанию Budatec, чтобы разрабатывать и производить технологическое оборудование для электронной промышленности, прежде всего – системы вакуумной пайки. Компания была основана в 2009 году в Берлине, но до этого у нас был более чем 20-летний опыт разработки и производства такого рода установок в других фирмах. Изначально в компании было всего три сотрудника, а сегодня в Budatec работают 15 специалистов, в 2015 году мы переехали на новую, большую производственную площадку.
Наш основной продукт – системы вакуумной пайки. Первыми потребителями оборудования Budatec были фирмы, специализировавшиеся на микроэлектронных сборочных технологиях, такие как Hesse-Mechatronics и Haecker Automation. Однако вскоре наша деятельность распространилась на другие сегменты электроники, поскольку вакуумная пайка все активнее используется для сборки мощных электронных модулей, при производстве различных датчиков, светодиодов и лазерных систем, устройств светодиодного освещения и т. п.
Мы начали с небольших установок вакуумной пайки VC160S. Это настольная система предназначена для сферы исследований и разработок, а также для выпуска малых партий продукции. Для нагрева используется хромированная медная плита размером 160 Ч 160 мм. Установка позволяет работать с различными изделиями высотой до 50 мм и массой до 2,5 кг. При этом скорость нагрева и охлаждения очень высока – до 180°/мин. Пайка проводится как в вакууме, так и в атмосфере азота (или любого другого инертного газа) или формир-газа (азот с добавкой не более 5% водорода). Система управления позволяет пошагово запрограммировать весь профиль пайки, задавая на каждом этапе температуру, давление, газовый состав, время выдержки и т. п. – в каждом профиле можно создать до 99 контрольных точек. Немаловажно, что сама установка весит лишь 50 кг и работает от стандартной промышленной сети питания 400 В, потребляя не более 16 А.
Следующим шагом стал выпуск напольной установки вакуумной пайки VC160UG. По сравнению с VC160S она оснащена рядом дополнительных опций. Так, установка позволяет проводить пайку в атмосфере инертного газа (азота), насыщенного парами муравьиной кислоты, для чего предусмотрена система барботирования.
А.Далбюддинг В 2010 году мы представили новую машину – систему вакуумной пайки VS320 с опцией плазмохимической очистки. Она существенно отличается от предшественников. Прежде всего, увеличены габариты нагревательного стола – до 320 Ч 320 мм. Установка может обрабатывать детали высотой до 100 мм и массой до 15 кг, причем температура нагрева/охлаждения составляет до 150°/мин.
Система VS320 оснащена пятью управляемыми газовыми магистралями, включая линию с барботированием для работы в атмосфере азотной кислоты на всех стадиях пайки. Что принципиально – установка позволяет работать в атмосфере чистого водорода, для чего она оснащена системой дожигания. Обычно работа с чистым водородом сопряжена с трудностью обеспечить взрывобезопасность, однако мы решили эту проблему, поскольку являемся экспертами в данном вопросе. В целом, система обеспечивает подачу в рабочую камеру смеси двух различных газов в любой пропорции.
Важнейшая особенность установки VS320 – встроенная система плазмохимической очистки. В качестве газа используется смесь аргона и водорода (как правило, в пропорции 40% к 60%), она подается в вакуумную камеру с очень малым расходом – порядка 30 см 3/мин. Плазма возбуждается с помощью магнетрона с частотой 2,45 ГГц и мощностью от 200 до 800 Вт. Плазменная очистка позволяет очень качественно подготовить поверхности к пайке. В частности, она обеспечивает микровыравнивание поверхностей, удаление оксидных пленок и т. д. Такая технология используется не только в микроэлектронике, она все активнее применяется для различных задач сборки электронных узлов, где неприемлема пайка с флюсом. Плазменная очистка не только существенно улучшает качество последующей пайки, но и не повреждает уже установленные компоненты.
В 2013 году на выставке Productronica мы впервые представили не просто отдельные установки, а автоматизированную конвейерную линию вакуумной пайки VS320i. Она может объединять от двух до шести установок VS320 (в принципе, возможны и другие модули), обеспечивая автоматическую загрузку и выгрузку изделий. Линия в составе шести модулей VS320 позволяет решать серьезные задачи подготовки поверхностей и вакуумной пайки в рамках серийного производства.
Идея системы VS320i – в ее гибкости и наращиваемости. Любая компания, приступая к разработке и производству нового изделия, может начать с одной установки, использовать только ручную загрузку. И затем, по мере роста объемов выпуска продукции, дооснащать систему другими модулями, конвейерной линией, модулями автоматической загрузки и выгрузки. По сути, эта гибкая система может расти одновременно с потребностями производства. И приобретать каждый раз нужно не новую систему, а лишь дополнительный модуль. Такой подход позволяет сэкономить деньги на стадии начальных инвестиций, и затем вкладывать средства только при возникновении реальной потребности. Сегодня у наших заказчиков уже работают три такие системы.
Насколько компании Budatec интересен российский рынок?
Д.Буссе Это наиболее важный для нас рынок за пределами Германии. В России мы работаем с 2012 года через своего эксклюзивного дистрибьютора – компанию "Авантех". На российских предприятиях уже установлено 10 наших машин. Причем одна из них – установка VSXL – это совсем новый продукт, созданный специально под требования заказчика. Машина VSXL функционально аналогична VS320, но отличается увеличенным втрое размером нагревательного стола – до 1000 Ч 320 мм. Это уникальное решение, больше никто в мире не делает таких систем. И в этом еще одна особенность компании Budatec – мы готовы создавать оборудование под специфические задачи наших клиентов. Это очень важно для российского рынка.
Компания Fuji Machine Manufacturing
инженер Антон Мунтанион (Anton Muntanion)
К выставке Productronica мы подготовили ряд новинок. Самая яркая из них – установочная голова DynaHead (DX). Это решение компания анонсировала в 2013 году, но сейчас впервые представлен готовый к продажам инструмент, который уже работает у некоторых наших клиентов. Особенность головы DynaHead в полной универсальности. Она может работать со сменными револьверными насадками на 12, 4 и 1 захват. Эти насадки меняются автоматически, менее чем за 3 с. При этом достигается максимально возможная производительность для каждого типа компонентов. Так, DynaHead с насадкой на 12 захватов обеспечивает быстродействие до 25 тыс. комп./ч, но при этом работает только с компонентами от типоразмеров 01005 до 7,5 Ч 7,5 мм и высотой до 3 мм. Насадка на четыре захвата обеспечивает производительность до 15 тыс. комп./ч (компоненты от 0603 до 15 Ч 15 мм высотой до 6,5 мм). Быстродействие насадки с одним захватом – 5 тыс. комп./ч, однако она позволяет устанавливать сложные компоненты с габаритами 74 Ч 74 мм и высотой до 25,4 мм. Смена самих захватов также происходит автоматически из магазинов, причем можно использовать не только вакуумные насадки, но и механические захваты (грипперы). В частности, грипперы позволяют монтировать выводные компоненты в отверстия, заполненные паяльной пастой. Важно, что голова DynaHead может использоваться на различных установщиках Fuji – например, серий NXT и AIMEX. Это стратегия компании – почти любая голова может быть установлена в любую нашу машину.
Еще одна новинка – установщик компонентов AIMEX IIIc. Функционально он похож на предшествующие модели AIMEX II или AIMEX IIS, однако стал более компактным (1,28 Ч 2,35 м) и дешевым. При этом сохранилось число питателей (по 65 с каждой из двух сторон), можно использовать устройство питания с паллет, система позволяет работать с платами от 48 Ч 48 до 506 Ч 400 мм. Обновилась и линейка модульных автоматов NXTIII – она пополнилась новым модулем NXT IIIc. Он стал на 34% компактнее и при ширине 320 мм (модуль NXT M3 IIIc) в минимальной конфигурации занимает площадь 0,46 м 2. В итоге этот модуль обеспечивает рекордную в отрасли удельную производительность – до 81,3 комп./ч/м 2.
Абсолютно новое решение, которое мы демонстрируем на выставке – модуль NXT М6 IIIL. Он предназначен для установки очень хрупких элементов, например, разделенных и утоненных кристаллов (толщиной порядка 40 мкм) с паллет. Особенность системы – установочная голова Н12L, позволяющая программировать усилием прижима от 0,5 до 2,0 Н с погрешностью не более 20%. При этом обеспечивается высокая производительность, порядка 16 тыс. комп./ч.
Еще одно интересное решение в рамках платформы NXT – гибридная система NXT-H, позволяющая устанавливать на плату не только обычные компоненты, но и кристаллы непосредственно со скрайбированных пластин. С высокоскоростной головой H24G обеспечивается производительность до 13 400 комп./ч при установке кристаллов, до 24 900 комп./ч при работе со стандартными компонентами. Система позволяет работать с кристаллами от 0,2 Ч 0,2 до 36 Ч 36 мм. В установку интегрирован специальный модуль для переворачивания кристаллов при их монтаже по технологии flip-chip. Для подачи пластин используется специальный модуль. Диаметр пластин – от 100 до 300 мм. Важная особенность, которая отличает систему NXT-H от продукции конкурентов – программно задается усилие, прикладываемое снизу к кристаллу специальной иглой при его извлечении из пластины.
Отмечу еще одну нашу установку, удостоенную в этом году премии выставки Productronic Innovation Award 2015 (награда за инновации). Это система sFAB (Smart Fab – интеллектуальная фабрика). Впервые концептуальный прототип sFAB мы продемонстрировали весной 2014 года, а сейчас представляем готовое для поставок решение.
Машина sFAB позволяет проводить множество сложных операций, связанных с финальными стадиями сборки плат. Прежде всего, она может устанавливать выводные компоненты – как с аксиальными, так и с радиальными выводами, сложные разъемы, крупные компоненты и т. п. Более того, SmartFab способна устанавливать и завинчивать болты, дозировать адгезивы, даже проводить операции селективной пайки, тем самым автоматизируя множество операций ручной сборки. Для каждой из таких операций предусмотрен специальный модуль, заказчик выбирает нужную ему конфигурацию системы. В машине предусмотрены две установочные головы, причем они могут быть различными – одна для установки деталей, другая – для различных операций (дозирование, пайка и т. п.). Это очень гибкая система, полезная во множестве приложений. С ее помощью можно собирать платы силовой электроники, монтировать компоненты на поверхности сложной трехмерной формы, устанавливать нестандартные компоненты и т. д. Так, при монтаже штыревых компонентов установка сама формует и подрезает выводы, для чего предназначен специальный модуль. Этот же узел может просто поддерживать плату снизу, чтобы она не прогибалась, когда к ней прикладывается большое усилие – например, при установке в отверстия сложного разъема.
Интересная особенность – sFAB при установке специального модуля позволяет работать с россыпью компонентов, они просто загружаются в контейнеры. При монтаже компоненты попадают на специальный мини-поддон, где система распознает их положение с помощью камеры. Если компонент на поддоне расположен так, что захватить его невозможно, он отправляется обратно в контейнер.
Кроме сборочных автоматов, мы представляем и ряд новых автоматических инструментов – устройство автоматической загрузки катушек в питатель, модуль автоматической чистки голов и др. Это небольшие установки, которые, с одной стороны, помогают существенно минимизировать ручной труд, c другой – позволяют добиваться высоких результатов независимо от мастерства и знаний оператора. На выставке мы демонстрируем два новых инструмента такого типа – Smart Nozzle Cleaner и Auto Feeder Maintains.
Система Smart Nozzle Cleaner предназначена для автоматической очистки пневматических захватов. Такие решения уже были в нашем портфолио, но новая установка предоставляет принципиально новый уровень автоматизации. Достаточно просто извлечь из автомата магазин с захватами и поместить его в Smart Nozzle Cleaner. А далее все происходит без участия оператора. Машина не просто чистит, промывает каждый пневмозахват, но и проверяет его. Сначала посредством оптической инспекции анализируется чистота поверхностей и целостность инструмента, нет ли механических повреждений. Затем проверяется скорость потока воздуха и давление в захвате. Неисправные захваты откладываются в специальные магазины, на которых указана причина отбраковки. За 24 мин Smart Nozzle Cleaner позволяет прочистить и проверить 40 захватов.
Не менее полезна установка Auto Feeder Maintenance, которая полностью автоматизирует процесс технического обслуживания (ТО) питателей. Всё, что нужно сделать человеку – это снять с питателя специальные крышки и поместить его в устройство. Автомат сам прочистит и смажет механизм питателя, удалив всю накопившуюся грязь и старую смазку. Затем следует проверка точности шага подачи ленты в питателе. Каждый питатель имеет свой штрих-код, он считывается и в базу данных заносится дата ТО и результаты проверки точности. На плановое ТО одного питателя с помощью Auto Feeder Maintenance уходит около двух минут. Эта установка продлевает жизнь питателей, гарантирует их неизменную точность и существенно экономит рабочее время.
Наконец, на выставке мы представляем новую программную систему управления интеллектуальным производством – Nexim. Идеология этой системы соответствует концепции Industry 4.0. Nexim охватывает все оборудование и реализует множество функций управления и контроля. Например, перед запуском новой партии система сама определит, какие компоненты уже загружены в автомат, чего не хватает, и даст задание нашему интеллектуальному хранилищу на автоматический подбор нужной комплектации.
Другой пример – к программной среде подключены все ремонтные устройства, например, Auto Feeder Maintenance или устройство чистки голов Auto Head Cleaner. Факт прохождения ТО каждого питателя или головы фиксируется в системе, она сама оповещает о необходимости текущего обслуживания того или иного устройства, может заблокировать возможность применения какого-либо инструмента, который не прошел очередное техобслуживание. Это лишь отдельные возможности системы Nexim.
Компания JUKI Automation Systems
менеджер по работе с ключевыми клиентами Милан Зоурек (Milan Zourek)
Компания JUKI Automation Systems сегодня позиционирует себя как поставщика комплексных решений для конвейерных технологических линий. Несколько лет назад мы в основном поставляли системы для установки компонентов. Но мир и рынок стремительно меняются, в этом немалую роль играет и экономический кризис. Например, спрос на европейском рынке сократился практически вдвое. И в ближайшем будущем мы не видим тенденций роста. Какой должна быть наша стратегия в таких условиях, как мы сможем обеспечить будущее?
Ответ мы нашли в ориентации на поставки законченных комплексных решений для современных производств. Компания поставляет полный комплект оборудования для монтажа электронных модулей – от транспортных конвейерных систем до трафаретных принтеров, автоматов установки выводных и SMT-компонентов, установок пайки (печи оплавления, системы селективной пайки, пайки волной), систем автоматической оптической инспекции компонентов (АОИ) и паяльной пасты (SPI), интеллектуальных систем хранения – всего, что требуется для построения технологической линии. Но при этом мы предлагаем не только сами машины, но и средства обеспечения стабильности и непрерывного улучшения производственного процесса. Для этого мы разработали программные инструменты, позволяющие обеспечить прослеживаемость и стабильность производства.
Вместе с нашим партнером, компанией Cogiscan, мы разработали ПО управления интеллектуальным производством. Система представляет собой программный модуль Cogiscan Factory Intelligence – систему мониторинга в реальном времени различных технологических операций. Этот модуль интегрирован в нашу систему JUKI Line Solution. Новое программное решение было удостоено награды 2015 Global Technology Award в категории "Программное обеспечение – управление производством", чем мы очень гордимся. Система позволяет контролировать различные производственные линии предприятия, используя собираемые в реальном времени данные с различных установок. Все они могут выводиться на общий дисплей. И технологи могут немедленно реагировать на каждую проблему, тем самым повышая общую эффективность всего производства.
Это очень важно, поскольку сегодня большинство наших пользователей спрашивает, как мы можем увеличить эффективность производственной линии? Для начала нужно сделать всего один шаг – включить программный компонент управления производством. Лишь один пример: по данным пользователей, применение наших интеллектуальных автоматизированных систем хранения серии ISM повышает эффективность всего производства примерно на 20%. Это связано с тем, что такие системы не только снижают трудозатраты операторов, поскольку сами в нужный срок готовят рабочие комплекты компонентов, но и предотвращают ошибки, связанные с неправильным выбором комплектующих. И это только один пример, в одной точке технологической линии.
В целом, фокус компании JUKI все в большей мере смещается на то, как построить разумное, интеллектуальное производство в целом. Это соответствует концепции Industry 4.0, которая означает все большую коммуникативность между оборудованием, обмен все большими объемами данных, постоянный контроль и улучшение процессов. Это полностью соответствует нашей стратегии и концепции поставок законченных технологических линий. Создавая полную линию, мы обеспечиваем коммуникацию между всеми видами оборудования. И если, например, трафаретный принтер наносит пасту с дефектами, то по обратной связи от системы SPI он получает соответствующую информацию и может изменить параметры процесса.
Важная составляющая системы управления – полная прослеживаемость производства и контроль загрузки оборудования. На каждую плату наносится индивидуальный штрих-код, который считывается на каждом технологическом этапе. Эти данные накапливаются и могут использоваться для улучшения производственного процесса в целом.
Конечно, у нас есть и аппаратурные решения, направленные на усиление контроля процессов. Так, мы создали специальную систему контроля для автоматов установки компонентов – Placement Monitor. Ей уже оснащен ряд моделей наших установочных автоматов, например, модульные установщики FX-3R и совершенно новый RX-6B. В этих автоматах используются 6-захватные установочные головы. И за каждым захватом размещена высокоскоростная микрокамера. В процессе установки каждого компонента мы получаем несколько снимков: в питателе после захвата контролируется площадка на печатной плате перед установкой, сам компонент – после установки. Очень мощное программное обеспечение в реальном времени позволяет распознать любой сбой. Обычно дефект выявляют на этапе АОИ после установки или даже пайки компонентов. И в этом случае остается только констатировать факт и направлять плату (или партию, если ошибка системная) в ремонт. Placement Monitor позволяет не только обнаружить дефект, но и выявить его основную причину, непосредственно в процессе работы. Таким образом, этот инструмент позволяет не фиксировать дефекты, а предотвращать их. Это совершенно новая технология на рынке.
В конечном итоге, мы стремимся, чтобы наши инновации на каждой стадии технологической линии давали общее увеличение эффективности производства порядка 20%. Именно это позволит нам и нашим заказчикам уверенно смотреть в будущее.
Компания Universal Instruments
директор по продажам и сервисной поддержке
компании "Клевер Электроникс"
Андрей Калмыков
Известный американский производитель автоматического оборудования для сборки печатных узлов Universal Instruments представил на выставке Productronica 2015 станки последнего поколения Universal Fuzion B, или Fuzion 2.
Интересной новинкой, впервые появившейся в составе этих машин, является корзина с автоматической обрезкой ленты с питателя. Такое усовершенствование особенно актуально именно для станков Fuzion со скоростными турельными головками, поскольку значительно экономит время оператора, уходящее на уборку использованных лент. Ячейки этой корзины также служат для хранения катушек с компонентами, которые подаются в ленточные питатели ion, вышедшие на рынок вместе с появлением платформы Universal Fuzion. Следует отметить, что корзины являются необязательной опцией, от них можно отказаться, чтобы снизить стоимость машины. В этом случае для современных питателей ion можно просто приобрести держатели для катушек с компонентами.
Однако ключевой особенностью нового поколения Fuzion является управляющее программное обеспечение, которое так и называется – Fuzion 2.0. Сюда производитель включил новейшие алгоритмы распознавания компонентов для надежного монтажа на плату, обучения компонентов "на лету" (т. е. во время нахождения в рабочей зоне, после захвата монтажной головкой) для быстрого программирования.
Заслуживают внимания новые функции фирменного режима NPI (режим отработки первой платы нового изделия), который знают и ценят в автоматах Universal отечественные производители электроники, особенно "контрактники". Помимо традиционных функций проверки геометрии платы, реперных знаков, питателей и ориентации компонентов в них, посадочных мест для компонентов, алгоритмов распознавания и т. д., в NPI Fuzion 2.0 добавлена удобная схема отслеживания местоположения вакуумных захватов для компонентов – как находящихся на шпинделях монтажной головки, так и ждущих своей очереди в устройстве смены захватов. Это автоматизирует процесс подбора оптимальной конфигурации захватов для нового изделия, что сокращает в целом время перехода.
На стенде представлены конфигурации машин Fuzion, которые пользуются популярностью в России. На первой машине вы видите скоростную турельную головку Fuzion 30 (FZ30), это модель Fuzion1-30. На второй машине установлена комбинация из двух монтажных головок: с фронта стоит 7-шпиндельная Fuzion 7 (FZ7), с тыла – 4-шпиндельная Fuzion 4 (FZ4). Последняя машина является универсальным установщиком, который работает, в числе прочих, со многими видами выводных компонентов, а также компонентами неправильной формы. Эта модель носит название Fuzion1-11, ее первый показ в России состоится на стенде "Клевер Электроникс" на выставке "ЭлектронТехЭкспо 2016" 15–17 марта 2016 года в "Крокус Экспо" в Москве.
Интересно, что в нашу страну продано уже три линии Fuzion, каждая из которых состоит из нескольких машин – один из внушающих оптимизм примеров того, что наша промышленность даже в кризисные времена приобщается к передовым решениям. Достаточно хорошо у нас продается и среднеценовое предложение от Universal – семейство автоматов AdVantis 3.
Для развлечения уважаемой публики на стенде Universal устроена демонстрация: одна монтажная платформа Universal – Polaris, которая экспонировалась рядом, собирает игрушечный макет другой платформы Universal – Fuzion, упомянутой выше, из частей известного конструктора LEGO. Наглядно представлен весь процесс: различные детали LEGO подаются в станок Polaris, монтажная головка их захватывает, центрирует, ставит друг на друга, и получается… вот такой симпатичный игрушечный Fuzion, который тут же и дарят посетителям стенда.
Ну а если без шуток, то Universal Polaris – это универсальная платформа, которая может быть сконфигурирована под большое количество различных задач. Polaris можно справедливо назвать станком-конструктором, поэтому неудивительно, что производитель каждый год находит для него новые применения, основываясь на запросах своих заказчиков. Такому станку нашлось применение и у нас в России: Polaris был адаптирован нами на одном из оборонных заводов для монтажа и пайки военных микросхем 133 серии, где процесс сборки изделия не допускает применения современных сборочных технологий. На стенде фирмы Universal платформа Polaris была представлена для сборки игрушечных Fuzion просто для демонстрации ее гибкости и возможности адаптации к различным задачам.
Компания Autotronik-SMT
главный инженер компании "Клевер Электроникс"
Николай Васюнькин
Компания Autotronik представляет на выставке новую линейку трафаретных принтеров для нанесения паяльной пасты. В отличие от уже знакомой продукции компании, машины этой линейки полностью автоматические, то есть могут работать не только автономно, но и в составе линии поверхностного монтажа.
Принтеры новой линейки относятся к классу бюджетных машин, но это не означает ограниченности их функционала. Так, в них в базовой комплектации реализована полноценная трехэтапная система очистки нижней поверхности трафаретов: влажная протирка с растворителем, сухая протирка, вакуумная очистка. Система технического зрения, ориентируясь на реперные знаки на плате и трафаретах, обеспечивает точность совмещения 20 мкм. Имеется опция 2D-инспекции наличия пасты на контактных площадках платы, по данным которой может автоматически включаться режим чистки трафарета; другой вариант включения режима – программный, когда он активируется через заданное число циклов печати.
Значительное внимание уделено удобству работы оператора. Фиксаторы конвейера автоматически настраиваются на толщину платы. Установка трафарета упрощена по сравнению с принтерами предыдущего семейства BS: фактически, его надо просто задвинуть до упора, который перед этим автоматически устанавливается в нужную позицию.
На сегодня новая линейка представлена пятью типами принтеров. Четыре модели группы АР430 могут работать с рамками трафаретов размерами от 470 Ч 300 мм до 736 Ч 736 мм и различаются по максимальному размеру обрабатываемых плат. Представленная здесь модель АР430L работает с платами максимальными размерами 450 Ч 350 мм. Имеется модель меньшей стоимости АР430 для плат 400 Ч 300 мм, а также версии для более крупных плат: АР430-5 (500 Ч 350 мм) и АР430-6 (600 Ч 350 мм).
Пятая модель линейки, АР1200, тоже представленная здесь, предназначена в первую очередь для производителей светодиодных панелей, у нее максимальный размер платы 1200 Ч 300 мм, а рамки – 1600 Ч 300 мм. Примечательно, что в принтере реализовано более дешевое, чем в подобных машинах других производителей, техническое решение: ракель движется вдоль длинной стороны платы, соответственно, он имеет небольшую ширину, и усилие, необходимое для его продвижения, также сравнительно невелико. В целом принтер получился практически втрое менее дорогим, чем аналогичные машины известных брендов; мы считаем, что в сочетании с высокими техническими и эксплуатационными характеристиками это принесет ему большую популярность на российском рынке.
АР1200 был первенцем в новой линейке, он вошел в состав первой линии из машин нового поколения Autotronik для производства светодиодных панелей, запущенной в Германии в 2014 году. На нем были отработаны все новации, перешедшие потом в более компактные модели, продвижение которых началось весной 2015 года.
Минимальный размер платы у всех принтеров семейства АР430 одинаковый – 50 Ч 50 мм, у АР1200 – 100 Ч 50 мм. Скорость печати у всех моделей регулируется в диапазоне от 10 до 120 мм/с, повторяемость – 8 мкм. Все машины допускают использование самых распространенных у нас типов трафаретных рамок – Alpha Tetra и DEK Vector Frame. Это делает различные варианты принтера АР430 хорошим выбором, например, в тех случаях, когда изготовитель переходит от ручного или полуавтоматического нанесения пасты к автоматическому, или когда в цехе есть две линии, быстрая для серии и другая, бюджетная, для прототипирования. В первом случае не требуется закупка новых рамок, во втором – можно использовать одни и те же трафаретные рамки на обеих линиях. Кроме того, Autotronik поддерживает стабильно низкие цены на модели AP для российских заказчиков.
В состав линии, запущенной в Германии, помимо принтера АР1200, вошел автомат установки компонентов LD812V4 – представитель семейства LD812, созданного специально для сборки светодиодных панелей. Типичная для них большая относительная длина платы позволила применить оригинальную компоновку основных узлов машины: портал неподвижен, монтажная головка ходит только по одной оси, поперек платы, а продольное перемещение реализуется столом, на котором закреплена плата. Это одновременно и упрощает конструкцию – и, следовательно, удешевляет станок, и увеличивает производительность.
Для светодиодных панелей характерна небольшая номенклатура комплектующих; зачастую может быть достаточно четырех питателей. Однако, учитывая, что в случае изготовления RGB-панелей светодиоды необходимо ставить тройками, специалисты Autotronik спроектировали для станка базу на 16 питателей. Но и при этом рабочая зона получилась весьма компактной, перемещения головки – минимальными, что стало еще одним фактором повышения производительности установщика.
На сегодня LD812V4 – самый быстрый в своем семействе, преимущество его обеспечивается четырехшпиндельной монтажной головкой, тогда как в более ранних моделях установлены двух- и трехшпиндельные. Его паспортное быстродействие составляет 15 тыс. компонентов в час, а производительность, измеренная по стандарту IPC, – около 10 тыс. При этом стуит он лишь немногим больше, чем более ранние двух- и трехшпиндельные модели с производительностью 8–10 тыс. компонентов в час.
На установщике LD812V4 инженеры Autotronik отработали новый тип 8-мм питателей – серию L. На них впервые внедрен механизм отвода покровной ленты в мусорную корзину, вместе с несущей бумажной. Обычно в бюджетных автоматах покровная лента сматывается на барабан, который очень быстро заполняется; корзину же приходится чистить гораздо реже, примерно один раз за рабочую смену. Кроме того, такое решение позволяет питателям серии L поддерживать сращивание ленты. Питатели прежнего типа тоже можно использовать с автоматом LD812V4, а новый механизм отвода в прошлом году перенесен в питатели серии К, которые являются стандартными для установщиков Autotronik.
В базовой комплектации вакуумные захваты шпинделей устанавливаются до начала монтажа, но опционально в рабочей зоне может быть размещен магазин для их автоматической смены. Имеются тефлоновые насадки для светодиодов с липкими поверхностями и система обратной подачи воздуха для предотвращения залипания светодиодов с силиконовыми линзами. Магнитный стол позволяет работать с гибкими печатными платами или жесткими на алюминиевой основе шириной до 300 мм и длиной до 1200 мм, опционально – до 1800 мм. Размер устанавливаемых компонентов – от 0201 (0,6 Ч 0,3 мм) до 8 Ч 8 мм, паспортная точность монтажа – линейная 50 мкм, угловая 0,045°.
Ближайшими конкурентами Autotronik являются компании Essemtec (Швейцария), DIMA (Нидерланды) и Fritsch (Германия). Но, благодаря наилучшему соотношению "цена-качество", Autotronik лидирует по продажам на российском рынке в своем классе машин. На конец минувшего года в Россию было поставлено около 200 единиц оборудования Autotronik.
Компания Mycronic АВ
коммерческий директор ЗАО "Диполь Технологии"
Дмитрий Иванов
Основная премьера Mycronic – каплеструйный дозатор MY600JD. Он создан на базе платформы MY600 – бестрафаретного принтера для нанесения паяльной пасты, успевшего зарекомендовать себя как отличное решение для многономенклатурных малосерийных производств с высокими требованиями к качеству и гибкости процесса. Новый дозатор предназначен для нанесения лаков, компаундов, различных гелей и других подобных материалов, применяющихся в производстве электронных изделий. С ним уже протестированы и одобрены к использованию около 200 таких материалов, и теперь машины серии MY600 найдут применение не только на участках поверхностного монтажа, но и в производстве микроэлектроники – например, для подзаливки кристаллов в конструкциях Package-on-Package (технология Underfill), для герметизации, заполнения полостей и т. п.
Главное новшество MY600JD – принципиально новый пневматический аппликатор совместной разработки с компанией AdvanJet, наносящий материал без контакта с поверхностью платы. Печатающая головка дозатора, способная двигаться со скоростью до 1,5 м/с при ускорении до 3g, в сочетании с аппликатором, генерирующим 720 тыс. точек в час, обеспечивает машине в 2–10 раз (в зависимости от типа наносимого материала) бульшую производительность, чем у традиционных дозаторов, делая ее самой быстрой установкой такого типа на современном рынке.
На стенде представлен прототип, поставки планируются на второй квартал 2016 года. Тогда компания планирует представить расширенное семейство устройств MY600. В него будут входить собственно каплеструйный принтер MY600 для паяльной пасты с пьезоэлектрической головкой производительностью 1 080 тыс. точек в час; новый дозатор материалов MY600JD и универсальная установка MY600МР, объединяющая функции двух предыдущих моделей за счет возможности быстрой, в течение нескольких секунд, замены типа каплеструйной головки.
Еще одна новость – на выставке компания Mycronic получила премию Global Technology Award в категории "Установщики – малый и средний объем производства". Награды удостоилась новая технология – Agilis Smart Bin, предоставляющая операторам в реальном времени информацию о движении компонентов по звеньям технологической цепочки. Один из ключевых элементов технологии – электронный индикатор (e-label), устанавливаемый на корзину с магазином питателей, который по каналу Wi-Fi связан с сетью предприятия. Каждая машина имеет уникальный идентификатор, каждая корзина – индивидуальный штрих-код. При переналадке линии управляющая программа (модуль MYCenter Material Handling) передает на индикатор информацию, на какую машину, в какой слот следует установить данную корзину. Таким образом не только организуется безбумажный документооборот на этом участке технологической цепочки, но и кардинально снижается возможность ошибки оператора при загрузке установщиков.
Нельзя пройти мимо автоматических установщиков компонентов серии MY200. Это новое, четвертое поколение установщиков Mycronic, пришедшее в 2014 году на смену серии MY100. В этих машинах сохранена традиционная для компании концепция: максимальная гибкость, удобство и скорость переналадки; при этом повышена надежность и увеличена точность и скорость установки компонентов. В серии MY200 внедрены две основные новации.
Первая – скоростная головка Hydra 4 модель Z8 с тем же количеством захватов, что и в прежних моделях (8 шт.), но принципиально новой конструкции, которая внесла основной вклад в повышение быстродействия машины. Вторая – система линейного сканирования LVS3, обеспечивающая распознавание и центрирование компонентов "на лету". Усовершенствованная двойная подсветка, способность камеры получать 50 тыс. изображений в секунду, автоматизированный процесс обучения и адаптивные алгоритмы работы существенно увеличивают быстродействие системы технического зрения, снижая при этом до минимума число ошибок и ложных сбросов компонентов.
Результат нововведений – двукратное повышение точности установки компонентов скоростной головкой: показатель повторяемости монтажа, сертифицированный по методике стандарта IPC9850, составляет менее 30 мкм при 3σ. Пользуясь этим, в 2016 году компания планирует анонсировать установку компонентов типоразмера 01005 скоростной головкой – возможность, которая предлагается далеко не всеми производителями подобного оборудования.
Кроме того, машины нового поколения, как и все установщики Mycronic, оборудуются прецизионной монтажной головкой MIDAS и могут устанавливать компоненты любых существующих типов. MY200 выпускаются в двух форм-факторах – с базой на 112 и 176 8-миллиметровых питателей. Компания предлагает ряд установщиков производительностью от 6 тыс. до 50 тыс. компонентов в час, с большим разнообразием опций.
С машинами MY200 используются питатели типа Agilis – с быстрой переналадкой, с возможностью работы с самыми короткими фрагментами ленты. Последнее очень актуально для отечественных производств, когда отдел снабжения для сборки единственной платы может предоставить комплектацию в виде обрезков лент длиной в несколько сантиметров.
На выставке представлена также новая система хранения серии SMD Tower 615. При небольшом увеличении занимаемой площади емкость этой системы увеличена почти вдвое – 980 катушек против 550 в предыдущем типе. Причем теперь можно вместе с катушками хранить питатели с уже загруженной в них лентой, что заметно ускоряет переналадку установщика.
Как и предыдущие типы, система SMD Tower 615 оснащена системой поддержки внутреннего микроклимата. Теперь она имеет индивидуальный монитор, отображающий всю информацию о хранимых носителях с компонентами, – это позволяет использовать ее в автономном режиме. Однако наиболее полно потенциал системы раскрывается при совместной работе с установщиком, когда последний может посылать ей сигнал о потребности в необходимых компонентах.
В целом, наработанные в Mycronic компетенции в области создания интеллектуальных производственных систем сведены в концепцию Mycronic 4.0 – интегрированный комплекс "умного производства", реализующий планирование, сопровождение движения материалов и комплектующих, быструю и безошибочную переналадку при смене продукта, автоматическое пополнение запасов и технологии интеллектуального хранения и полную прослеживаемость каждого изделия. В совокупности с оборудованием это уже сейчас позволяет создать децентрализованное, автоматизированное, дистанционно управляемое, гибко модифицируемое высокоэффективное производство, идея которого повсеместно набирает популярность под брендом Industry 4.0.
Продолжение следует
Отзывы читателей
