Технология автоматизированной транспортировки является фундаментальной базовой технологией загрузчиков/разгрузчиков печатных плат, напрямую влияющей на эффективность и стабильность транспортировки оборудования. В настоящее время к основным методам транспортировки относятся в основном ленточная и роликовая транспортировка.

В этой технологии в качестве транспортирующей среды используются высокоэластичные, износостойкие полиуретановые ленты. Серводвигатели приводят в движение ременные шкивы, обеспечивая стабильную транспортировку печатных плат. Он предлагает такие преимущества, как плавная транспортировка и низкий уровень шума, эффективно предотвращая царапины и повреждения поверхности печатной платы. Таким образом, он подходит для транспортировки тонких и гибких печатных плат. Между тем, регулируя натяжение ленты и скорость двигателя, ленточная транспортировка может обеспечить точную транспортировку печатных плат разных размеров с типичным диапазоном скорости транспортировки 0,5–3 м/мин.

Транспортерный блок состоит из нескольких прецизионно обработанных металлических роликов. Синхронное вращение роликов достигается с помощью зубчатых ремней или зубчатой ​​передачи, которая, в свою очередь, приводит в движение печатные платы. Роликовый конвейер отличается высокой несущей способностью и низкими затратами на техническое обслуживание, что делает его пригодным для транспортировки толстых/тяжелых печатных плат или плат с металлическими кронштейнами. Для обеспечения точности транспортировки погрешность соосности роликов должна контролироваться в пределах 0,02 мм, а расстояние между соседними роликами должно быть оптимально рассчитано с учетом минимального размера печатной платы — обычно расстояние составляет не более 1/3 самой короткой стороны печатной платы.

Технология прецизионного позиционирования имеет решающее значение для обеспечения точного выравнивания между печатными платами и последующим оборудованием (например, трафаретными принтерами, машинами для захвата и размещения) во время процесса загрузки/разгрузки, что напрямую влияет на общую точность обработки производственной линии SMT. Современные загрузчики/разгрузчики печатных плат в основном используют гибридный метод позиционирования, который сочетает в себе механическое и визуальное позиционирование.

Первоначальное позиционирование достигается за счет взаимодействия позиционирующих штифтов, позиционирующих блоков и краев или позиционирующих отверстий печатной платы. Позиционирующие штифты изготовлены из сплавов высокой твердости, их поверхности подвергнуты закалке (твердость достигает HRC 60 и выше) для обеспечения точности позиционирования после длительного использования. Точность повторного позиционирования при механическом позиционировании обычно может достигать ±0,05 мм, что делает его пригодным для традиционных сценариев обработки печатных плат с низкими требованиями к точности позиционирования.

Промышленные камеры высокого разрешения (с разрешением обычно от 2 до 5 мегапикселей) используются для захвата изображений меток позиционирования (например, контрольных точек, площадок) на поверхности печатной платы. Алгоритмы изображения (такие как сопоставление шаблонов и обнаружение краев) идентифицируют эти метки позиционирования и вычисляют их координаты, а затем приводят в действие серводвигатели, чтобы отрегулировать положение печатной платы для точного позиционирования. Точность повторного позиционирования визуального позиционирования может достигать ± 0,01 мм, что соответствует требованиям к позиционированию высокоточных печатных плат (например, материнских плат мобильных телефонов, печатных плат автомобильной электроники). Кроме того, визуальное позиционирование имеет функцию автоматической компенсации, которая может в режиме реального времени обнаруживать такие дефекты, как деформация и деформация печатной платы, и корректировать положение, еще больше повышая точность позиционирования.

Интеллектуальная технология управления является основой повышения уровня автоматизации и интеллекта загрузчиков/разгрузчиков печатных плат, в основном включая управление ПЛК (программируемый логический контроллер), человеко-машинный интерфейс (HMI) и координированное управление с производственной линией SMT.

Высокопроизводительный ПЛК служит ядром управления для реализации логического управления исполнительными компонентами, такими как двигатели транспортировки оборудования, механизмы позиционирования и подъемные механизмы. ПЛК отличаются высокой скоростью отклика и высокой надежностью, позволяя выдавать команды управления с точностью до миллисекунды, обеспечивая точную координацию всех действий оборудования. Между тем, программируя логику управления, ПЛК могут реализовать автоматическую работу оборудования, диагностику неисправностей и функции сигнализации. При возникновении таких проблем, как заклинивание платы или отказ двигателя, ПЛК может немедленно отправить сигнал тревоги и отобразить место неисправности, что облегчает операторам быстрый поиск и устранение неисправностей и техническое обслуживание.

Сенсорный экран оснащен интерфейсом человеко-машинного взаимодействия. Операторы могут использовать сенсорный экран для установки параметров оборудования (например, размера печатной платы, скорости транспортировки, точности позиционирования), мониторинга рабочего состояния оборудования (например, рабочей скорости, совокупного выходного сигнала, информации о неисправностях) и выполнения ручных операций (например, ручного подъема, ручной транспортировки). Интерфейс HMI лаконичный и интуитивно понятный, поддерживает переключение на несколько языков для удовлетворения потребностей операторов в разных регионах. Кроме того, HMI некоторых высокопроизводительных загрузчиков/разгрузчиков печатных плат имеет функции хранения и экспорта данных, которые могут записывать данные о работе оборудования (например, ежедневную производительность, записи о неисправностях), чтобы облегчить управление производством и анализ данных для предприятий.

Через промышленный Ethernet (например, Profinet, EtherNet/IP) осуществляется взаимодействие данных с MES (системой управления производством) и системой управления оборудованием производственной линии SMT для реализации скоординированной работы между оборудованием и производственной линией. Например, после того, как последующая машина для захвата и размещения завершит задачу размещения текущей печатной платы, MES может отправить команду загрузчику/разгрузчику печатных плат для управления автоматической транспортировкой следующей печатной платы. В то же время загрузчик/разгрузчик печатных плат может в режиме реального времени передавать информацию о своем рабочем состоянии и неисправностях в MES, что позволяет менеджерам проводить общее планирование и оптимизацию производственной линии.

Для некоторых операций требуется ручная помощь, например, ручная укладка печатных плат в магазин и ручное извлечение незагруженных плат из магазина. Этот тип оборудования имеет простую конструкцию и низкую стоимость, что делает его пригодным для мелкосерийного и разнообразного производства печатных плат (например, небольшие заводы по обработке электронной продукции, научно-исследовательские лаборатории). Эффективность загрузки/выгрузки полуавтоматических загрузчиков/разгрузчиков печатных плат обычно составляет 10–20 плат в минуту, что может удовлетворить потребности мелкосерийного производства.

Никакого ручного вмешательства не требуется — он может осуществлять автоматическую загрузку, транспортировку, позиционирование, выгрузку печатных плат и автоматическую замену магазина. Полностью автоматические устройства загрузки/разгрузки печатных плат обычно оснащены автоматическим магазином для хранения, что позволяет непрерывно производить многопартийные печатные платы. Данный тип оборудования отличается высокой степенью автоматизации и высокой эффективностью производства, производительность загрузки/выгрузки до 30–50 плат в минуту. Он подходит для крупномасштабного производства печатных плат, например, для производственных линий SMT на крупных предприятиях по производству электроники (например, производителей мобильных телефонов и компьютеров).

Он использует вертикальную структуру хранения магазина, в которой печатные платы уложены вертикально. Подъемные механизмы используются для вертикальной транспортировки печатных плат. Вертикальное оборудование занимает небольшую площадь и эффективно использует пространство, что делает его пригодным для производственных сценариев с ограниченным пространством цеха. Однако из-за вертикального размещения печатных плат предъявляются более высокие требования к точности позиционирования и устойчивости оборудования, чтобы предотвратить наклон или падение печатных плат во время транспортировки.

Он использует горизонтальную структуру хранения магазинов, в которой печатные платы укладываются горизонтально. Конвейерные ленты или ролики используются для горизонтальной транспортировки печатных плат. Горизонтальное оборудование просто в эксплуатации и обслуживании и имеет более высокую совместимость с размерами печатных плат (адаптируется к печатным платам различной длины и ширины). Однако горизонтальное оборудование занимает большую площадь, что делает его пригодным для производственных сценариев с достаточным пространством цеха.

Он подходит для загрузки/выгрузки печатных плат из стандартного материала FR-4 с типичной толщиной печатной платы 0,8–2,0 мм и размером от 50 × 50 мм до 500 × 500 мм. Этот тип оборудования имеет отработанную технологию и низкую стоимость и в настоящее время является наиболее широко используемым типом на производственных линиях SMT.

Он специально разработан с учетом характеристик гибких печатных плат (FPC) и использует специальные механизмы транспортировки (например, вакуумно-адсорбционные ленты, гибкие ролики), чтобы предотвратить сморщивание или деформацию FPC во время транспортировки. Между тем, гибкие загрузчики/разгрузчики печатных плат оснащены специальными приспособлениями для точного позиционирования FPC, что делает их пригодными для линий производства SMT таких продуктов, как гибкие экраны мобильных телефонов и носимые устройства.

Он в основном используется для загрузки/выгрузки высокоточных печатных плат (например, печатных плат автомобильной электроники, печатных плат аэрокосмической отрасли). К таким печатным платам предъявляются чрезвычайно высокие требования к точности позиционирования (повторяемость позиционирования ≤ ±0,01 мм) и обычно они оснащены сложными компонентами и плотными контактными площадками. Высокоточные загрузчики/разгрузчики печатных плат используют высокоточные системы визуального позиционирования, системы сервоприводов и механические конструкции высокой жесткости для обеспечения точности позиционирования и стабильности печатных плат в процессе загрузки/выгрузки.