Les têtes n'ont pas d'importance. Pas en elles-mêmes, en tout cas, parce qu'une machine de prise et dépose à têtes multiples ne devient “parallèle” que lorsque vos prises d'alimentation, votre pipeline de vision, votre programme de buses et votre plan de mouvement de portique cessent de se battre comme si quatre équipes utilisaient quatre horloges différentes. Alors, qu'est-ce que vous achetez vraiment lorsque vous payez pour plus de têtes : la vitesse ou un plus grand nombre de façons de perdre du temps ?
Je vais dire tout haut ce qui est le plus discret : la plupart des projets d“”optimisation" échouent parce qu'ils cherchent à atteindre un CPH maximal sur une brochure, et non un CPH durable sur votre pire planche réelle, sur votre pire équipe réelle, avec vos pires raccords de bobine réels.
Les vilaines mathématiques que les vendeurs évitent
Un dispositif de prélèvement et de dépose à deux têtes semble simple dans les documents de vente : deux têtes, deux fois plus de rendement. Mais votre temps de cycle n'est pas “deux têtes = double”. Il s'agit du bloc le plus lent d'une boucle : accès au margeur, temps de caméra, changements de buses, distance de déplacement, limites d'accélération, temps de décantation et les minuscules pauses que vos journaux qualifient de “négligeables” (jusqu'à ce que vous les additionniez et qu'elles dévorent votre poste).
Voici le modèle mental que j'utilise lorsque je vérifie les journaux :
- Votre machine est un système de file d'attente, Il ne s'agit pas d'une baguette magique.
- “Les ”têtes de placement parallèles" sont surtout utiles lorsque motion et choisir/placer habiter dominer.
- Ils sont beaucoup moins utiles lorsque vision et latence du prélèvement de l'alimentateur dominer.
- Ils peuvent même nuire si votre programme impose des contrôles supplémentaires par caméra ou des changements de buse excessifs.
Et oui, le problème de l'ordonnancement est épineux. Les travaux universitaires sur la planification de l'assemblage des circuits imprimés ne cessent de mettre en évidence le même goulot d'étranglement, à savoir les trois éléments suivantsl'affectation des buses, l'affectation des chargeurs et le séquençage du placement-Parce que de petites décisions se traduisent par des pertes de temps considérables. Voir l'article de 2024 Strathclyde qui expose ces contraintes au niveau de la machine et explique pourquoi il est difficile de les résoudre proprement. (Strathprints)
Têtes de placement parallèles : ce à quoi ressemble réellement le “bon”.
On peut le sentir lorsqu'une ligne est bien réglée. Les têtes restent occupées. Le portique ne fait pas le yoyo sur la table. La caméra ne vérifie pas constamment des pièces dont la stabilité a déjà été démontrée. Et les changements de buses ne se produisent pas comme des tics nerveux.
Alors, qu'optimisons-nous ?
1) Géographie de l'alimentateur (oui, géographie)
Si vous effectuez des déplacements longs entre la “zone de prélèvement” et la “zone de placement”, les têtes parallèles signifient simplement deux têtes qui se relaient gaspillent du temps de trajet. Ce n'est pas de l'efficacité à deux têtes. C'est de la patience à deux têtes.
Des mesures pratiques qui s'avèrent généralement payantes :
- Placez les passives ayant le taux de réussite le plus élevé en positions du margeur le plus court.
- Regroupez les pièces qui partagent les mêmes types de buses (ou les mêmes familles de buses) afin d'éviter les rotations.
- Si vous avez une production mixte, concevez des agencements de margeurs qui survivent aux changements de production. Votre agencement “parfait” qui s'effondre lors du changement de format est un faux problème d'efficacité pour votre entreprise. réalité de la ligne SMT mixte.
2) Stratégie de buse (réalité de la tête de placement multi-buses)
Une tête de placement à buses multiples peut être rapide. Mais elle peut aussi transformer votre machine en un simulateur de changement de buse.
La vérité est dure : les changements de buses sont le tueur silencieux de débit. Chaque fois que vous changez de buse, vous perdez du temps, vous risquez de faire une erreur de prélèvement et vous vous exposez à une dérive de l'étalonnage si l'entretien est négligé. Si votre programme échange les buses “au cas où”, votre machine passe sa vie à se préparer à travailler au lieu de travailler.
Ce que je préférerais voir :
- Un jeu de buses stable par famille d'emplois.
- Regroupement de pièces qui minimise la fréquence des échanges.
- Des règles de vision strictes là où elles doivent l'être (pas fin, sensible à la polarité), et plus légères là où le processus est déjà stable.
3) Équilibrage de la tête (ne pas “égaliser”, équilibrer)
Les ingénieurs aiment la symétrie. Les machines s'en moquent.
Si la tête A s'occupe toujours des passes rapides et que la tête B se retrouve coincée avec des objets bizarres (connecteurs, boucliers, pièces hautes), la ligne se comporte comme une tête unique avec un assistant. Vous voulez charge de travail équilibrée en fonction du temps, et non en fonction du nombre de composants.
Cela est d'autant plus important pour les lignes de production de masse à grande vitesse pour le traitement de surface (SMT), où de minuscules inefficacités sont multipliées en argent réel.
4) Choisir et placer l'étalonnage de la tête (cesser de le traiter comme une “paperasse d'entretien”)
L'étalonnage est ennuyeux. Et coûteux s'il n'est pas effectué.
L'étalonnage des têtes Pick and Place ne se résume pas à une simple vérification. Il s'agit des décalages entre la tête et la caméra, du faux-rond de la buse, de l'alignement thêta, de la hauteur Z et de la répétabilité en fonction de la vitesse. Lorsqu'un système à têtes multiples dérive, on observe souvent des erreurs de placement “aléatoires” qui ne sont pas du tout aléatoires : il s'agit de schémas propres à chaque tête.
Si vous ne disposez pas des outils, de la formation et des routines nécessaires pour maintenir l'étalonnage, les têtes parallèles deviennent des sources parallèles de défauts. C'est à ce moment-là qu'il faut s'appuyer sur une véritable équipe d'experts. une équipe de formation et d'assistance après-vente au lieu d'espérer que la prochaine modification du logiciel corrigera la vérité mécanique.
Ce qui intéresse votre directeur financier : la pression sur les coûts est réelle
Il ne s'agit pas seulement d'un truc d'intellos. C'est de l'économie du travail.
Les données salariales américaines pour les assembleurs électriques/électroniques indiquent une médiane en mai 2023 d'environ $19,47/heure (à propos de $40,490/an). Il ne s'agit pas d'une tactique d'intimidation. Il s'agit d'un coût de base que vous pouvez modéliser en fonction des rebuts, des retouches et des heures supplémentaires. Vous pouvez l'extraire directement du Bureau des statistiques du travail des États-Unis (U.S. Bureau of Labor Statistics OES table). (Bureau des statistiques du travail)
Ajoutez maintenant une couche macro-économique désordonnée : les conditions d'embauche et de personnel dans l'industrie manufacturière ont été instables, Reuters signalant de faibles signaux d'emploi dans les usines au début de 2024, liés à une activité manufacturière plus faible. Cette volatilité est précisément la raison pour laquelle un “débit soutenu” est plus important qu'une “vitesse de pointe”. (Reuters, 1er mars 2024). (Reuters)
Tableau comparatif : choisir la bonne architecture de tête (et ne pas se mentir à soi-même)
| Architecture | Qu'est-ce que c'est ? | Où il gagne | Là où ça mord | Cas d'utilisation le mieux adapté |
|---|---|---|---|---|
| Portique à deux têtes | Deux têtes de placement se partagent un chemin de portique | Parallélisme simple, tâches flexibles | Les goulets d'étranglement au niveau de l'alimentateur et de la caméra réduisent rapidement les gains. | Lignes à volume moyen avec des nomenclatures variées |
| Portique multi-têtes | Plus de chefs ou de modules de chefs, souvent avec une vision commune | Production soutenue plus élevée si la programmation est forte | Les changements de buse + la dérive d'étalonnage se multiplient | Volume important avec des familles de produits stables |
| Tourelle / rotative (style "chipshooter") | Rotation continue, passifs à grande vitesse | Vitesse passive brute, cycles courts | Limites de la flexibilité, discipline de mise en place requise | Cartes passives lourdes grand public/grand volume |
| Ligne hybride (chipshooter + flexible placer) | Répartition de la charge de travail par type de composant | Le meilleur des deux lorsqu'il est bien équilibré | Les erreurs d'équilibrage des lignes gaspillent les deux machines | “De ”vraies" lignes SMT à grande vitesse avec mélange |
| “Promesse d'une ”optimisation uniquement logicielle | Même matériel, nouvelle programmation | Des victoires bon marché si votre ligne de base est désordonnée | Ne corrige pas la physique de l'alimentation ou les mécanismes usés | Usines qui n'ont jamais standardisé leurs installations |
Ce que je ferais en premier (dans l'ordre)
- Tirer de vrais journaux (ne pas commercialiser le CPH). Identifier les trois principaux états d'attente : latence de prélèvement au niveau du distributeur, temps de vision, temps de déplacement, changements de buse.
- Verrouiller la politique de la buse. Rendez-le ennuyeux et répétitif.
- Re-cartographier les positions des chargeurs par le taux de réussite et la distance de déplacement.
- Équilibre dans le temps, et non en fonction du nombre de pièces.
- Recalibrer et valider les performances en tête-à-tête à la vitesse de production, et non à la “vitesse de démonstration”.”
- La codifier afin que l'ingénieur suivant ne vous “optimise” pas en vous ramenant au chaos. Si vous avez besoin d'exemples de ce à quoi ressemble la stabilité dans les usines, commencez par modèles de cas de clients et voler la discipline, pas la marque.
FAQ
Que sont les têtes de placement parallèles sur une machine pick and place à têtes multiples ?
Les têtes de placement parallèles sont deux ou plusieurs têtes de placement (ou modules de tête) qui prélèvent et placent des composants en même temps, de sorte qu'une machine de prélèvement et de placement à têtes multiples peut chevaucher les étapes de déplacement, de vision et de placement au lieu de les effectuer en une seule boucle en série. Dans la pratique, le terme “parallèle” n'apparaît que lorsque les chargeurs et les caméras peuvent suivre. Si vos têtes tournent au ralenti en attendant un prélèvement de bobine ou une capture de vision, vous n'avez pas de problème de tête. Vous avez un problème de programmation et d'accès au matériel.
Comment optimiser la vitesse de placement des têtes de prélèvement et de dépose sans perdre en précision ?
Pour optimiser la vitesse de placement des têtes de prélèvement et de dépose, vous réduisez le temps de cycle en supprimant les attentes cachées (temps de caméra, temps de changement de buse, délais de prélèvement du chargeur et limites d'accélération du portique) tout en maintenant l'erreur de placement dans les limites des spécifications grâce à un étalonnage plus serré des têtes, à un regroupement plus intelligent des pièces et à une réduction des contrôles de vision inutiles. Les gains de vitesse qui ne tiennent pas compte de l'étalonnage reviennent généralement sous forme de retouches. Si vous ne pouvez pas mesurer les décalages entre les têtes et le faux-rond des buses, vous ne faites que des suppositions.
Quelles sont les causes de l'arrêt du débit des systèmes de prélèvement et de placement à deux têtes ?
Le débit des systèmes de prélèvement et de placement à deux têtes stagne lorsque la machine passe plus de temps à attendre les chargeurs, la capture de vision, les changements de buse ou les longs déplacements qu'elle n'en économise grâce à la deuxième tête, de sorte que le matériel “parallèle” se transforme en deux têtes en attente derrière le même goulot d'étranglement. Examinez vos journaux. Si les états d“”inactivité“ ou d”"attente" dominent, l'achat de têtes supplémentaires ne vous sauvera pas.
À quelle fréquence devez-vous procéder à l'étalonnage de la tête de prélèvement et de placement ?
L'étalonnage des têtes de prélèvement et de placement consiste à mesurer et à corriger les décalages entre la tête et la caméra, le faux-rond de la buse, l'angle thêta et la hauteur Z afin que chaque tête se place dans le même cadre de coordonnées, ce qui empêche la dérive tête à tête qui se manifeste par des erreurs de rotation, une inclinaison et des prélèvements manqués à vitesse constante. La fréquence dépend des vibrations, de la qualité de la maintenance et des changements, mais le déclenchement est simple : calibrez lorsque vous observez des schémas d'erreurs spécifiques aux têtes ou après tout événement qui modifie la mécanique (changement de tête, crash, maintenance majeure).
Quelle est la meilleure configuration de prélèvement et de placement à têtes multiples pour les lignes SMT à grande vitesse ?
La meilleure configuration de prise et dépose de têtes multiples pour les lignes SMT à grande vitesse est celle qui maintient les têtes alimentées et en mouvement - courte portée du chargeur, jeux de buses stables, étapes de vision minimisées et répartition équilibrée des composants entre les têtes - car le CPH maximal sur la brochure importe moins que le CPH soutenu sur des cartes réelles. Si votre ligne produit rapidement trois planches “faciles”, puis s'étouffe sur la quatrième, votre installation n'est pas à grande vitesse. Il s'agit d'une vitesse sélective.
Conclusion
Si vous envisagez d'améliorer votre système à têtes multiples ou si vous essayez de tirer davantage de CPH de ce que vous possédez déjà, adressez-vous à nous comme vous le feriez avec un ingénieur des procédés ennuyé. C'est ce que nous préférons. Commencez par solutions clés en main pour les lignes SMT ou simplement contacter notre équipe et envoyez un fichier du tableau + un journal de placement pour que nous puissions discuter avec de vrais chiffres.
