A tecnologia de transporte automatizado é a tecnologia central fundamental dos carregadores/descarregadores de PCB, influenciando diretamente a eficiência e estabilidade de transporte do equipamento. Atualmente, os principais métodos de transporte incluem principalmente o transporte por correia e o transporte por rolos.

Esta tecnologia utiliza correias de poliuretano de alta elasticidade e resistentes ao desgaste como meio de transporte. Os servomotores acionam as polias da correia para obter um transporte estável de placas PCB. Oferece vantagens como transporte suave e baixo ruído, evitando efetivamente arranhões e danos à superfície do PCB. Portanto, é adequado para transportar placas PCB finas e flexíveis. Enquanto isso, ajustando a tensão da correia e a velocidade do motor, o transporte por correia pode alcançar um transporte preciso de placas PCB de diferentes tamanhos, com uma faixa de velocidade de transporte típica de 0,5–3 m/min.

A unidade de transporte consiste em vários rolos metálicos usinados com precisão. A rotação síncrona dos rolos é obtida por meio de correias dentadas ou transmissão por engrenagem, que por sua vez aciona o movimento das placas PCB. O transporte por rolos apresenta alta capacidade de carga e baixos custos de manutenção, tornando-o adequado para o transporte de placas PCB espessas/pesadas ou com suportes de metal. Para garantir a precisão do transporte, o erro de coaxialidade dos rolos deve ser controlado dentro de 0,02 mm, e o espaçamento entre os rolos adjacentes deve ser projetado de maneira ideal com base no tamanho mínimo da placa PCB - geralmente, o espaçamento não é superior a 1/3 do lado mais curto do PCB.

A tecnologia de posicionamento de precisão é crucial para garantir o alinhamento preciso entre placas PCB e equipamentos subsequentes (por exemplo, impressoras de tela, máquinas pick-and-place) durante o processo de carga/descarga, afetando diretamente a precisão geral do processamento da linha de produção SMT. Os atuais carregadores/descarregadores de PCB adotam principalmente um método de posicionamento híbrido que combina posicionamento mecânico e posicionamento visual.

O posicionamento inicial é obtido através da cooperação de pinos de posicionamento, blocos de posicionamento e bordas ou orifícios de posicionamento da placa PCB. Os pinos de posicionamento são feitos de materiais de liga de alta dureza, com suas superfícies submetidas a tratamento de têmpera (dureza atingindo HRC 60 ou superior) para garantir precisão de posicionamento após uso prolongado. A precisão de posicionamento repetido do posicionamento mecânico normalmente pode atingir ± 0,05 mm, tornando-o adequado para cenários convencionais de processamento de PCB com baixos requisitos de precisão de posicionamento.

Câmeras industriais de alta definição (com resolução geralmente variando de 2 a 5 megapixels) são usadas para capturar imagens de marcas de posicionamento (por exemplo, pontos fiduciais, almofadas) na superfície da PCB. Algoritmos de imagem (como correspondência de modelo e detecção de borda) identificam essas marcas de posicionamento e calculam suas coordenadas e, em seguida, acionam servomotores para ajustar a posição da PCB para um posicionamento preciso. A precisão de posicionamento repetido do posicionamento visual pode atingir ± 0,01 mm, atendendo aos requisitos de posicionamento de placas PCB de alta precisão (por exemplo, placas-mãe de telefones celulares, PCBs de eletrônicos automotivos). Além disso, o posicionamento visual possui uma função de compensação automática, que pode detectar defeitos em tempo real, como empenamento e deformação da PCB, e corrigir a posição, melhorando ainda mais a precisão do posicionamento.

A tecnologia de controle inteligente é o núcleo para melhorar os níveis de automação e inteligência dos carregadores/descarregadores de PCB, incluindo principalmente controle PLC (Controlador Lógico Programável), Interface Homem-Máquina (HMI) e controle coordenado com a linha de produção SMT.

Um PLC de alto desempenho serve como núcleo de controle para realizar o controle lógico de componentes executivos, como motores de transporte do equipamento, mecanismos de posicionamento e mecanismos de elevação. Os CLPs apresentam velocidade de resposta rápida e alta confiabilidade, permitindo saída de comandos de controle em nível de milissegundos para garantir a coordenação precisa de todas as ações do equipamento. Enquanto isso, programando a lógica de controle, os CLPs podem realizar operação automática de equipamentos, diagnóstico de falhas e funções de alarme. Quando ocorrem problemas como travamento da placa ou falha do motor, o PLC pode enviar imediatamente um sinal de alarme e exibir a localização da falha, facilitando a solução rápida de problemas e a manutenção pelos operadores.

Uma tela sensível ao toque é equipada como interface de interação homem-máquina. Os operadores podem usar a tela sensível ao toque para definir parâmetros do equipamento (por exemplo, tamanho da PCB, velocidade de transporte, precisão de posicionamento), monitorar o status operacional do equipamento (por exemplo, velocidade de operação, saída cumulativa, informações de falha) e realizar operações manuais (por exemplo, elevação manual, transporte manual). A interface IHM foi projetada para ser concisa e intuitiva, suportando comutação multilíngue para atender às necessidades de operadores em diferentes regiões. Além disso, o HMI de alguns carregadores/descarregadores de PCB de última geração possui funções de armazenamento e exportação de dados, que podem registrar dados operacionais do equipamento (por exemplo, produção diária, registros de falhas) para facilitar o gerenciamento da produção e a análise de dados para as empresas.

Através da Ethernet industrial (por exemplo, Profinet, EtherNet/IP), a interação de dados é conduzida com o MES (Manufacturing Execution System) e o sistema de gerenciamento de equipamentos da linha de produção SMT para realizar uma operação coordenada entre o equipamento e a linha de produção. Por exemplo, após a máquina pick-and-place subsequente concluir a tarefa de colocação da placa PCB atual, o MES pode enviar um comando ao carregador/descarregador PCB para controlar o transporte automático da próxima placa PCB. Ao mesmo tempo, o carregador/descarregador de PCB pode realimentar em tempo real seu status operacional e informações de falha para o MES, permitindo que os gerentes conduzam a programação geral e a otimização da linha de produção.

A assistência manual é necessária para algumas operações, como empilhar manualmente PCBs no magazine e remover manualmente PCBs descarregados do magazine. Este tipo de equipamento possui estrutura simples e baixo custo, tornando-o adequado para cenários de produção de PCBs de pequenos lotes e múltiplas variedades (por exemplo, pequenas fábricas de processamento eletrônico, laboratórios de P&D). A eficiência de carga/descarga de carregadores/descarregadores de PCB semiautomáticos é geralmente de 10 a 20 placas por minuto, o que pode atender às necessidades de produção em pequena escala.

Nenhuma intervenção manual é necessária - ele pode realizar carregamento, transporte, posicionamento, descarga automáticos de PCBs e substituição automática de magazine. Carregadores/descarregadores de PCB totalmente automáticos são geralmente equipados com uma unidade automática de armazenamento de magazine, permitindo a produção contínua de PCBs em vários lotes. Este tipo de equipamento apresenta alta automação e alta eficiência de produção, com eficiência de carga/descarga de até 30 a 50 placas por minuto. É adequado para cenários de produção de PCB em grande escala e alto volume, como linhas de produção SMT em grandes empresas de fabricação de eletrônicos (por exemplo, fabricantes de telefones celulares e computadores).

Adota uma estrutura vertical de armazenamento de magazine, onde os PCBs são empilhados verticalmente. Mecanismos de elevação são usados ​​para realizar o transporte vertical de PCBs. O equipamento vertical ocupa uma área pequena e possui alta utilização de espaço, tornando-o adequado para cenários de produção com espaço de oficina limitado. No entanto, devido à colocação vertical dos PCBs, são impostos requisitos mais elevados à precisão de posicionamento e estabilidade do equipamento para evitar que os PCBs inclinem ou caiam durante o transporte.

Adota uma estrutura de armazenamento de magazine horizontal, onde os PCBs são empilhados horizontalmente. Correias transportadoras ou rolos são usados ​​para realizar o transporte horizontal de PCBs. O equipamento horizontal é fácil de operar e manter e tem maior compatibilidade com tamanhos de PCB (adaptando-se a PCBs de diferentes comprimentos e larguras). No entanto, o equipamento horizontal ocupa uma área maior, tornando-o adequado para cenários de produção com espaço de oficina suficiente.

É adequado para carregar/descarregar PCBs de material FR-4 padrão, com uma espessura típica de PCB de 0,8–2,0 mm e uma faixa de tamanho de 50 mm × 50 mm a 500 mm × 500 mm. Esse tipo de equipamento possui tecnologia madura e baixo custo, sendo atualmente o tipo mais utilizado nas linhas de produção de SMT.

Ele é especialmente projetado para as características de PCBs flexíveis (FPCs), adotando mecanismos de transporte especiais (por exemplo, correias de adsorção a vácuo, rolos flexíveis) para evitar que os FPCs enruguem ou se deformem durante o transporte. Enquanto isso, os carregadores/descarregadores de PCB flexíveis são equipados com acessórios de posicionamento dedicados para obter o posicionamento preciso dos FPCs, tornando-os adequados para linhas de produção de produtos SMT, como telas flexíveis de telefones celulares e dispositivos vestíveis.

É usado principalmente para carregar/descarregar PCBs de alta precisão (por exemplo, PCBs eletrônicos automotivos, PCBs aeroespaciais). Esses PCBs têm requisitos de precisão de posicionamento extremamente altos (precisão de posicionamento repetido ≤ ±0,01 mm) e geralmente são equipados com componentes complexos e almofadas densas. Carregadores/descarregadores de PCB de alta precisão adotam sistemas de posicionamento visual de alta precisão, sistemas de servo acionamento e estruturas mecânicas de alta rigidez para garantir precisão de posicionamento e estabilidade de PCBs durante o processo de carga/descarga.