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SMT貼片加工車間數據采集技術研究

SMT貼片加工車間數據采集技術研究

目前SMT貼片加工技術在應用過程中普遍存在一些問題,如難以追溯產品質量、上料出錯率高、無法及時響應客戶訂單以及無法及時反饋現場實際生產設備狀態和數據等,導致生產管理者不能根據現場實際情況做出正確決策,因此必須采取有效措施解決上述問題。通過分析SMT貼片加工技術工藝內容,對生產線數據采集方式進行研究,并對貼裝過程中物料防誤錯流程進行了詳細探討,旨在提高SMT車間生產效率。

一、SMT工藝分析

SMT貼片加工生產線主要工藝流程如下:PCB上板→錫膏印刷→元器件貼裝→回流焊→檢測→PCB下板→維修。在貼裝過程中,大量外觀相似的元器會被使用,而且重復操作較多,所以在貼片物料比對、工位上料和錫膏供給等環節,PCB裝配特別容易出錯,導致產品全部報廢。因此,SMT貼片加工企業需要對生產過程的各種環節進行實時監控,并對易出錯環節進行重視勘查,發現問題及時調整。

另外,針對SMT貼片加工生產設備數據接口規格,廠商和設計方在設定時都存在較大區別,多數情況下使用無線網絡進行連接,這樣連接方式會使設備沒有自動反饋信息的功能,需要人工收集設備信息,而人工操作具有滯后性,無法對整個生產線作品情況進行及時反饋,導致數據分析與問題處理無法實現同步,所以很多企業采用SEM系統進行實時跟蹤管理,不但可以對每條生產線上產品設備和原料加工狀態進行實時監督,而且對產品質量也能準確監督。總之,SMT貼片加工技術的應用可以對整個生產過程進行實時監控,對于出現故障的產品可以及時召回。

二、生產線數據采集研究

1.SMT貼片加工生產線數據采集參數

利用SMT貼片加工技術進行生產過程時,需要采集各種數據,具體可分為以下三種:第一,生產人員信息采集,通過該信息地采集,可以實現責任到人,有助于產品質量追溯,無論設備操作者、車間管理者或者是檢驗者都可以明確個人責任;第二,物料數據采集。具體來說就是SMT貼片加工生產人員在進行物料運輸和使用過程中,必須對每一個物料進行編號,便于以后產品出現問題時可以及時追查;第三,檢測設備相關數據采集,目前設備都有自動檢測功能,因此在這一環節只需要工作人員將程序收入到MES系統中即可;第四,生產過程狀態控制數據采集,這里的數據主要是指SMT貼片加工生產過程中監控到的核心數據,包括工位設備運行數據、制品生產數據等信息。

2.RFID技術與智能對象采集

RFID是一種先進的自動識別技術,與傳統跟蹤檢測技術相比,前者具有多種優點,例如工作效率高,不用直接接觸就可讀取遠距離物體信息;再例如數據儲存量豐富,可適應各種不同環境。在SMT貼片加工實踐中,RFID技術與生產加工設備進行配套使用,可以有效追蹤產品各項指標和生產過程各項參數,并且具備實時監控功能。若將RFID系統與企業信息系統進行融合,MES系統就可以采集大量數據,實現生產信息和產品之間的有效溝通,便于SMT貼片加工企業全方位把控產品質量。

3.絲印機數據采集

絲印機數據進行采集主要是針對SMT貼片加工的各種生產狀態和數據進行實時監控,包括循環時間、印刷方向和方式以及絲印機壓力和速度等信息。以DKE全自動絲印機為例,利用相應監控視頻軟件對相應的設備進行實時監控,然后借助NextMoveCard軟件實現通信工作。同時還借助SEMI的有關協議編寫相應通信驅動程序,完全實現對SMT貼片加工設備和驅動終端數據連接和應用采集功能。

4.貼片機數據采集

貼片環節是SMT貼片加工生產線中十分重要的生產工藝之一,也就是PCB板上貼裝相應元器件的工作過程。貼片機運行過程中需要通過復雜的參數加以控制,控制對象包括供料器、實裝、程序、生產信息和吸嘴等。采集數據主要有拋料、貼裝數目以及機器停止時間、時間和取料數量等。在具體應用中,如果貼裝和吸附工作效率比常規標準低,或者是生產量出現異常,系統會及時發出警報,通常有兩種采集方式,一是借助離線相關軟件和貼片機COM口進行通信工作,所采用的是DOS操作系統,該方法可以準確的完成數據存儲和監控任務;二是利用多貼片機,進行數據采集任務。

5.回流爐數據采集

為了使PCB板焊盤與器件之間電氣能順利連接,可利用回流焊工藝進行操作。由于每個區域爐溫、帶速和回流焊工藝所采集的數據不同,在具體操作時,工作人員要根據爐溫實際變化繪制溫度高低變化圖,這樣爐溫超過某一數值時就會發出警報。另外,利用設備控制系統將采集答應程序與控制回流爐電腦進行連接,并利用采集驅動答應器,即可實時數據傳輸功能。

三、貼裝過程物料防錯分析

由于PCB生產具有產品多樣化、所用元件與元器數量大、輔助工具繁瑣等特點,造成上料、配料和換料工作非常繁瑣,因此針對在SMT貼片加工生產線應用過程中,有效利用RFID采集相關數據,并利用MES系統在煉料和工位上料過程中進行調節,可有效實現備料和看板操作;在煉料中,工作人員可以對SMT貼片加工生產線物料總需求量進行調整,然后再進行揀料,在判斷物料是否符合標準時,通過掃描每一個物料標簽,發現不合格情況要重新煉料,直到合格為止;工位上料階段,為了使貼裝線物料與對應貼裝工位線相吻合,要正確分配元器件,若上料符合相關規定及要求,備料看板會提示繼續上料;若上料不符合相關規定要求,看板會提示錯誤且立即報警。備料看板可以顯示設備運行中的備料任務、完成情況、物料信息等,對當前備料任務進行提示。

四、結語

SMT貼片加工車間數據采集技術研究非一日之功,不但要深入研究SMT生產工藝,而且還要對生產線數據采集進行梳理和分析,對貼裝過程物料防錯機制進行詳細分析。本文對采集數據挖掘、統計分析、決策分析等功能做出了基本研究,希望相關研究人員加大研究力度,對SMT貼片加工系統的敏捷化、智能化進行深入研究。



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