Số lượng đầu không quan trọng. Ít nhất là không quan trọng khi chúng hoạt động độc lập—bởi vì một máy đặt linh kiện đa đầu chỉ hoạt động “song song” khi hệ thống cấp liệu, hệ thống kiểm tra hình ảnh, lịch trình vòi phun và kế hoạch di chuyển của khung gantry ngừng "đối đầu" với nhau như bốn đội sử dụng bốn đồng hồ khác nhau. Vậy khi bạn trả tiền cho nhiều đầu hơn, bạn thực sự đang mua gì: tốc độ, hay một bộ công cụ lớn hơn để lãng phí thời gian?
Tôi sẽ nói ra điều mà mọi người thường không nói: phần lớn các dự án “tối ưu hóa” thất bại vì họ chỉ tập trung vào việc đạt được CPH cao nhất trên tài liệu quảng cáo, chứ không phải CPH ổn định trên bảng mạch thực tế tồi tệ nhất, trong ca làm việc tồi tệ nhất, với các mối nối cuộn phim tồi tệ nhất.
Những nhà cung cấp dịch vụ toán học mà các nhà cung cấp dịch vụ tránh xa
Máy đặt linh kiện hai đầu trông có vẻ đơn giản trong các bản trình bày bán hàng: hai đầu, gấp đôi sản lượng. Nhưng thời gian chu kỳ của bạn không phải là “hai đầu = gấp đôi”. Đó là phần chậm nhất trong một vòng lặp: truy cập bộ cấp liệu, thời gian camera, thay đổi vòi phun, khoảng cách di chuyển, giới hạn gia tốc, thời gian ổn định, và những khoảng dừng nhỏ mà nhật ký của bạn gọi là “không đáng kể” (cho đến khi bạn cộng chúng lại và chúng "ăn" hết ca làm việc của bạn).
Dưới đây là mô hình tư duy mà tôi sử dụng khi kiểm tra nhật ký:
- Máy của bạn là một hệ thống xếp hàng., không phải là một cây đũa thần.
- “Đầu đặt song song” chủ yếu hữu ích khi chuyển động và Thời gian dừng khi đặt/lấy chiếm ưu thế.
- Họ giúp đỡ ít hơn nhiều khi tầm nhìn và Độ trễ chọn bộ cấp liệu chiếm ưu thế.
- Chúng thậm chí có thể gây hại nếu chương trình của bạn buộc phải thực hiện các kiểm tra camera bổ sung hoặc thay đổi vòi phun quá mức.
Và đúng vậy, vấn đề lập lịch là rất phức tạp. Công việc của trường đại học về lập kế hoạch lắp ráp PCB liên tục quay trở lại cùng một bộ ba nút thắt cổ chai—Phân công vòi phun, phân công bộ cấp liệu và thứ tự đặt vị trí—bởi vì những quyết định nhỏ ở đó có thể dẫn đến những tổn thất lớn. Xem bài báo năm 2024 của Strathclyde, trong đó trình bày các hạn chế ở cấp độ máy móc và lý do tại sao chúng khó giải quyết một cách gọn gàng. (Strathprints)
Đầu đặt song song: “tốt” thực sự trông như thế nào
Bạn có thể cảm nhận được khi một dây chuyền sản xuất được điều chỉnh tốt. Các đầu máy luôn hoạt động liên tục. Cần trục không dao động qua lại trên bàn. Camera không liên tục kiểm tra lại các bộ phận mà bạn đã xác nhận là ổn định. Và việc thay đổi vòi phun không diễn ra như những cử động vô thức.
Vậy, chúng ta tối ưu hóa điều gì?
1) Địa lý nguồn cấp (đúng vậy, địa lý)
Nếu bạn thực hiện các thao tác di chuyển quãng đường dài giữa “khu vực lấy” và “khu vực đặt”, các đầu song song chỉ có nghĩa là Hai người thay nhau lãng phí thời gian di chuyển.. Đó không phải là hiệu suất của hai đầu. Đó là sự kiên nhẫn của hai đầu.
Những bước đi thực tế thường mang lại kết quả tốt:
- Đặt các kỹ năng bị động có tỷ lệ trúng cao nhất vào Vị trí cấp liệu có khoảng cách ngắn nhất.
- Nhóm các bộ phận có cùng loại vòi phun (hoặc cùng gia đình vòi phun) để tránh tình trạng trùng lặp.
- Nếu bạn vận hành sản xuất hỗn hợp, hãy thiết kế bố trí dây chuyền cấp liệu có thể chịu được việc chuyển đổi. Bố trí “hoàn hảo” của bạn sụp đổ trong quá trình chuyển đổi là hiệu quả giả tạo—hãy thiết kế cho... Dây chuyền sản xuất SMT hỗn hợp thực tế.
2) Chiến lược vòi phun (thực tế về vị trí đặt nhiều vòi phun)
Đầu phun đa vòi có thể hoạt động nhanh chóng. Tuy nhiên, nó cũng có thể biến máy của bạn thành một thiết bị mô phỏng thay đổi vòi phun.
Sự thật phũ phàng: Việc thay đổi vòi phun là nguyên nhân thầm lặng gây giảm năng suất.. Mỗi lần bạn thay đổi vòi phun, bạn phải tốn thời gian, đối mặt với rủi ro chọn sai và gây ra sự sai lệch hiệu chuẩn nếu việc bảo trì không cẩn thận. Nếu chương trình của bạn thay đổi vòi phun “chỉ để phòng hờ”, máy móc của bạn sẽ dành cả đời để chuẩn bị làm việc thay vì thực sự làm việc.
Điều tôi muốn thấy hơn là:
- Một bộ vòi phun ổn định cho mỗi nhóm công việc.
- Nhóm phần tử sao cho tần suất hoán đổi được giảm thiểu.
- Các quy tắc về độ phân giải được áp dụng nghiêm ngặt ở những nơi cần thiết (độ phân giải cao, nhạy cảm với cực tính) và linh hoạt hơn ở những nơi quy trình đã ổn định.
3) Cân bằng đầu (không “điều chỉnh”, mà là cân bằng)
Kỹ sư yêu thích sự đối xứng. Máy móc thì không quan tâm.
Nếu Đầu A luôn thực hiện các thao tác nhanh và Đầu B phải xử lý các phần đặc biệt (kết nối, lá chắn, phần cao), dòng sản phẩm sẽ hoạt động như một đầu duy nhất có trợ lý. Bạn muốn Phân bổ công việc hợp lý theo thời gian, không phải dựa trên số lượng thành phần.
Điều này càng quan trọng hơn trên Dây chuyền sản xuất SMT tốc độ cao quy mô lớn, nơi những sai sót nhỏ nhặt được nhân lên thành số tiền thực tế.
4) Cân chỉnh đầu gắp và đặt (đừng coi đó là “giấy tờ bảo trì”)
Điều chỉnh là việc nhàm chán. Và tốn kém nếu bỏ qua.
Điều chỉnh đầu in và đặt không chỉ đơn giản là “có vượt qua kiểm tra hay không”. Đó là: độ lệch giữa đầu in và camera, độ lệch của vòi phun, căn chỉnh góc theta, độ cao trục Z và độ lặp lại dưới tốc độ. Khi hệ thống đa đầu in bị lệch, bạn thường thấy các lỗi đặt ngẫu nhiên, nhưng thực tế chúng không ngẫu nhiên chút nào - đó là các mẫu lỗi đặc trưng của từng đầu in.
Nếu bạn không có các công cụ, đào tạo và quy trình để duy trì độ chính xác của quá trình hiệu chuẩn, các đầu song song sẽ trở thành nguồn gốc song song của các lỗi. Đó là lúc bạn cần dựa vào một giải pháp thực sự. Đội ngũ đào tạo và hỗ trợ sau bán hàng Thay vì hy vọng rằng bản cập nhật phần mềm tiếp theo sẽ khắc phục được vấn đề kỹ thuật.
Điều mà Giám đốc Tài chính (CFO) của bạn quan tâm: Áp lực chi phí là có thật.
Đây không chỉ là chuyện của những người mê công nghệ. Đây là kinh tế lao động.
Dữ liệu về mức lương của công nhân lắp ráp điện/điện tử tại Hoa Kỳ cho thấy mức lương trung bình vào tháng 5 năm 2023 là khoảng $19,47/giờ (về $40.490/nămĐó không phải là chiêu trò hù dọa. Đó là chi phí cơ bản mà bạn có thể sử dụng để so sánh với chi phí phát sinh từ việc loại bỏ, sửa chữa lại và làm thêm giờ. Bạn có thể lấy nó trực tiếp từ Bảng OES của Cục Thống kê Lao động Hoa Kỳ. (Cục Thống kê Lao động)
Bây giờ hãy thêm lớp vĩ mô phức tạp: tình hình tuyển dụng và nhân sự trong ngành sản xuất đã không ổn định, với Reuters báo cáo các tín hiệu yếu về việc làm trong nhà máy vào đầu năm 2024 liên quan đến hoạt động sản xuất suy giảm. Sự biến động đó chính là lý do tại sao “sản lượng ổn định” quan trọng hơn “tốc độ đỉnh”. (Reuters, ngày 1 tháng 3 năm 2024). (Reuters)
Bảng so sánh: Lựa chọn kiến trúc đầu phù hợp (và không tự lừa dối bản thân)
| Kiến trúc | Đó là gì | Nơi nó chiến thắng | Nơi nó cắn bạn | Trường hợp sử dụng phù hợp nhất |
|---|---|---|---|---|
| Cổng đôi | Hai đầu đặt chia sẻ đường dẫn gantry. | Đa nhiệm đơn giản, công việc linh hoạt | Các điểm nghẽn của bộ cấp liệu/máy ảnh làm giảm tốc độ tăng trưởng nhanh chóng. | Dòng sản phẩm trung bình với danh sách vật liệu (BOM) đa dạng |
| Cổng đa đầu | Nhiều đầu hoặc mô-đun đầu, thường có tầm nhìn chung | Sản lượng duy trì cao hơn nếu lịch trình được lập kế hoạch tốt. | Việc thay đổi vòi phun + sự sai lệch trong quá trình hiệu chuẩn làm tăng lên | Sản lượng cao với các dòng sản phẩm ổn định |
| Tháp pháo / xoay (kiểu bắn chip) | Quay liên tục, tốc độ cao, không cần động cơ | Tốc độ thụ động thô, chu kỳ ngắn | Giới hạn linh hoạt, yêu cầu tuân thủ quy trình cài đặt. | Bo mạch tiêu dùng/dung lượng cao, chủ yếu là bo mạch thụ động |
| Dây chuyền lai (máy bắn chip + máy đặt linh kiện linh hoạt) | Phân chia khối lượng công việc theo loại thành phần | Khi được cân bằng tốt, bạn sẽ có được cả hai điều tốt nhất. | Sai sót trong cân bằng dây chuyền sản xuất gây lãng phí cả hai máy móc. | “Thực sự” các dây chuyền SMT tốc độ cao với sự kết hợp |
| “Cam kết tối ưu hóa chỉ bằng phần mềm” | Cùng một phần cứng, phần mềm mới | Giá rẻ sẽ thắng nếu điểm xuất phát của bạn lộn xộn. | Không sửa chữa vật lý của bộ cấp liệu hoặc cơ chế bị mòn. | Các loại cây không có quy trình trồng trọt tiêu chuẩn |
Điều đầu tiên tôi sẽ làm (theo thứ tự)
- Kéo các bản ghi thực tế (Không liên quan đến tiếp thị CPH). Xác định ba trạng thái chờ chính: độ trễ chọn phun, thời gian quan sát, thời gian di chuyển, thay đổi vòi phun.
- Chính sách khóa vòi phun. Làm cho nó trở nên nhàm chán và có thể lặp lại.
- Điều chỉnh lại vị trí của các bộ cấp liệu theo tỷ lệ trúng và khoảng cách di chuyển.
- Cân bằng theo thời gian, không tính theo số lượng bộ phận.
- Điều chỉnh lại và kiểm tra hiệu suất trực tiếp ở tốc độ sản xuất, không phải ở “tốc độ demo”.”
- Hệ thống hóa nó Để kỹ sư tiếp theo không “tối ưu hóa” bạn trở lại tình trạng hỗn loạn. Nếu bạn cần ví dụ về trạng thái ổn định ở các nhà máy, hãy bắt đầu với Mẫu trường hợp khách hàng và đánh cắp kỷ luật, không phải thương hiệu.
Câu hỏi thường gặp
Đầu đặt song song trên máy đặt linh kiện đa đầu là gì?
Đầu đặt song song là hai hoặc nhiều đầu đặt (hoặc mô-đun đầu) có thể đặt linh kiện cùng lúc, do đó máy đặt linh kiện đa đầu có thể chồng chéo các bước di chuyển, quan sát và đặt linh kiện thay vì thực hiện chúng theo chuỗi tuần tự. Trên thực tế, “song song” chỉ xảy ra khi các bộ cấp liệu và camera có thể theo kịp. Nếu các đầu đặt phải chờ đợi để lấy cuộn linh kiện hoặc chụp hình, vấn đề không nằm ở đầu đặt. Bạn đang gặp vấn đề về lịch trình và truy cập vật liệu.
Làm thế nào để tối ưu hóa tốc độ đặt linh kiện bằng hệ thống đa đầu mà không làm giảm độ chính xác?
Để tối ưu hóa tốc độ đặt linh kiện của hệ thống đặt linh kiện đa đầu, bạn có thể giảm thời gian chu kỳ bằng cách loại bỏ các thời gian chờ ẩn—thời gian camera, thời gian thay đổi vòi phun, độ trễ lấy linh kiện từ bộ cấp liệu và giới hạn gia tốc của khung gantry—trong khi vẫn duy trì sai số đặt linh kiện trong giới hạn cho phép thông qua hiệu chuẩn đầu đặt chính xác hơn, nhóm linh kiện thông minh hơn và giảm thiểu các kiểm tra hình ảnh không cần thiết. Các cải thiện tốc độ bỏ qua hiệu chuẩn thường dẫn đến việc phải làm lại. Nếu bạn không thể đo được độ lệch giữa các đầu đặt và độ lệch vòi phun, bạn đang đoán mò.
Điều gì gây ra tình trạng tắc nghẽn thông lượng trên các hệ thống đặt và lấy linh kiện hai đầu?
Tốc độ xử lý bị chậm lại trên các hệ thống đặt linh kiện hai đầu khi máy dành nhiều thời gian chờ đợi ở các bộ cấp liệu, hệ thống nhận diện hình ảnh, thay đổi vòi phun hoặc các chuyển động di chuyển dài hơn so với thời gian tiết kiệm được nhờ có đầu thứ hai, do đó phần cứng “song song” trở thành hai đầu xếp hàng sau cùng một điểm nghẽn. Hãy kiểm tra nhật ký hệ thống. Nếu trạng thái “idle” hoặc “wait” chiếm ưu thế, việc mua thêm đầu sẽ không giải quyết được vấn đề.
Bạn nên thực hiện hiệu chuẩn đầu gắp và đặt bao lâu một lần?
Calibration đầu in là quy trình định kỳ đo lường và điều chỉnh các sai lệch giữa đầu in và camera, độ lệch vòi phun, góc theta và chiều cao Z để đảm bảo mọi đầu in đều đặt vào cùng một khung tọa độ, từ đó ngăn chặn sự trôi dạt giữa các đầu in, biểu hiện dưới dạng lỗi xoay, méo mó và các lỗi chọn sai liên tục ở tốc độ cao. Tần suất hiệu chỉnh phụ thuộc vào rung động, chất lượng bảo trì và việc thay đổi thiết bị, nhưng nguyên nhân kích hoạt rất đơn giản: hiệu chỉnh khi phát hiện các mẫu lỗi đặc trưng của đầu hoặc sau bất kỳ sự kiện nào thay đổi cơ cấu cơ khí (thay đầu, va chạm, bảo trì lớn).
Cấu hình máy đặt linh kiện đa đầu nào là tốt nhất cho các dây chuyền SMT tốc độ cao?
Cấu hình máy đặt linh kiện đa đầu tốt nhất cho dây chuyền SMT tốc độ cao là cấu hình duy trì việc cấp liệu và di chuyển liên tục cho các đầu đặt – khoảng cách cấp liệu ngắn, bộ vòi phun ổn định, số bước quan sát tối thiểu và phân bổ linh kiện cân đối giữa các đầu – vì tốc độ đặt linh kiện tối đa (CPH) trên brochure không quan trọng bằng tốc độ đặt linh kiện ổn định trên các bo mạch thực tế. Nếu dây chuyền của bạn chạy nhanh ba bo mạch “dễ” và sau đó bị tắc nghẽn ở bo mạch thứ tư, cấu hình của bạn không phải là tốc độ cao. Đó là tốc độ chọn lọc.
Kết luận
Nếu bạn đang lên kế hoạch nâng cấp hệ thống đa đầu hoặc muốn tận dụng tối đa hiệu suất CPH từ thiết bị hiện có, hãy trò chuyện với chúng tôi như cách bạn trò chuyện với một kỹ sư quy trình khó tính. Chúng tôi thích cách đó. Bắt đầu với Giải pháp dây chuyền sản xuất SMT trọn gói hoặc chỉ Liên hệ với đội ngũ của chúng tôi Và gửi tệp bảng mạch + nhật ký đặt linh kiện để chúng ta có thể thảo luận dựa trên số liệu thực tế.
