Montaż THT (Through Hole Technology) i komponentów SMT (Surface Mount Technology) to standardowe procesy, które musi obsłużyć każda fabryka produkująca elektronikę. Wraz z postępem technologicznym i miniaturyzacją, wiele elementów, które kiedyś były montowane tylko w technologii THT, jest teraz dostępnych również lub tylko do montażu w technologii SMT. Istnieje natomiast cała gama komponentów, które ze względu na właściwości elektryczne i/lub mechaniczne nie mogą być już bardziej zminiaturyzowane, a co za tym idzie cały czas montowane są w technologii THT.

Automatyzacja montażu komponentów SMT jest bardzo mocno rozwinięta i na rynku istnieje wiele takich rozwiązań. Podobnie wygląda sytuacja ze standardowymi komponentami THT pakowanymi w taśmy. Inaczej jest w przypadku montażu komponentów THT:

• o niestandardowych kształtach i wymiarach (np. dławiki, warystory lub złącza),
• pakowanych w standardowe opakowania (tuby plastikowe, taśmy radialne, tacki),
• dostarczanych luzem oraz dla komponentów wymagających wstępnego formowania wyprowadzeń.

Rozwiązania do zadań specjalnych

Tutaj przychodzą z pomocą rozwiązania z tzw. grupy odd-from lub nazywane inaczej odd-shape. Ponieważ zadanie to nie należy do prostych, mamy na rynku bardzo mało takich rozwiązań. Dodatkowo są bardzo drogie i mają pewne swoje ograniczenia. O ile dla produkcji low-mix/high-volume takie rozwiązania znajdą swoje uzasadnienie biznesowe, o tyle dla produkcji high-mix/low-volume stają się nieopłacalne. – wyjaśnia Krzysztof Pyclik, Robotics R&D Program Manager w firmie Fitech. Tutaj przychodzi z pomocą proponowane przez naszą firmę rozwiązanie dopasowane do tego typu potrzeb. Oferujemy automatyzację dla procesu montażu THT opartą o rozwiązanie robotyczne.

Maszyna THT Fitech dorównuje prędkością człowiekowi, to znaczy że wykonuje swoją pracę w tempie, w jakim zrobiłby to pracownik. W związku z czym jej implementacja pozwala oddelegować pracownika do innych, bardziej wymagających zadań.

Szukasz skutecznego rozwiązania,
dopasowanego do Twoich potrzeb?

Postaw na automatyczny montaż THT oparty o rozwiązanie robotyczne.

Skąd pomysł na taki montaż THT i po co ten robot?

Fitech posiada ponad 25 lat doświadczenia w budowaniu różnych rozwiązań wspomagających produkcję elektroniki. Wspomniana na początku ewolucja montażu komponentów elektronicznych działa i nadal dzieje się na naszych oczach. Ludzie w fabrykach radzą sobie całkiem dobrze z montażem ręcznym komponentów THT. Głównie ze względu na dobrze rozwinięty zmysł dotyku i wzroku.

Pamiętajmy jednak, że taki montaż THT jest czynnością żmudną i monotonną, dlatego  łatwo tutaj o pomyłkę, co ma bezpośredni wpływ na jakość i koszty produkcji. Dodatkowo człowiek nie jest w stanie pracować z jednakową szybkością przez całe 8h. A to z kolei ma wpływ na wydajność produkcji.

– Biorąc pod uwagę powyższe obserwacje zdecydowaliśmy, że w naszym rozwiązaniu zastosujemy ramię robota, które posiadając 6 osi swobody dosyć dobrze jest w stanie naśladować ruchy człowieka. Wyposażyliśmy go we wspomniane dwa zmysły, z których korzystają ludzie podczas montażu ręcznego. Czujnik siły pełni rolę zmysłu dotyku, a systemy wizyjne pełnią rolę zmysłu wzroku. Całość rozwiązania napędzana jest zaawansowanymi algorytmami, nad których rozwojem pracują nasi inżynierowie. Istota naszego rozwiązania jest obecnie w toku postępowania patentowego. – zdradza ekspert z Fitech.

Proponowane rozwiązanie zostało zauważone przez doświadczonych specjalistów z branży. Świadczy o tym tegoroczna nominacja do nagrody za innowacyjność w konkursie organizowanym na targach Productronica w Monachium.

Czy przypadkiem tej maszynie czegoś nie brakuje?

Oczywiście robot, czujnik siły i systemy wizyjne napędzane algorytmami to podstawa. Do tego dochodzą jeszcze inne elementy, które sprawiają, że rozwiązanie staje się naprawdę użyteczne. Obsadzany komponent THT musi zostać w jakiś sposób dostarczony do maszyny. Dlatego maszyna została wyposażona w interfejs do podłączenia różnego typu podajników (tubowe, radialne, tackowe), które dodatkowo można – według potrzeby – przezbrajać na inne.

Komponenty mogą mieć różne kształty i wielkości, co wymaga użycia różnych chwytaków. W związku z tym w maszynie znajduje się bank dający możliwość umieszczenia w nim do 4 narzędzi. Wymiana narzędzi odbywa się automatycznie, w zależności od realizowanego zlecenia produkcyjnego.

Producenci montują PCBA o różnej wielkości. Dlatego maszynę wyposażono również  w transporter o regulowanej automatycznie szerokości. Łatwy i intuicyjny interfejs użytkownika jest wyświetlany w przeglądarce www na HMI maszyny. Pozwala nawet niedoświadczonemu operatorowi na sprawną obsługę maszyny.

Skąd maszyna wie co ma montować?

W klasycznym podejściu, większość maszyn działa w oparciu o wpisane do nich na sztywno programy. Aby je zmienić potrzebna jest interwencja eksperta. Takie podejście zdecydowanie jest mało elastyczne i mało pro-klienckie. Fitech postanowił to zmienić. Nasze maszyny THT zostały przygotowane w taki sposób, że posiadają zbiór akcji (pobrania komponentu, jego weryfikacji, montażu), które potrafią doskonale wykonać. Natomiast receptury wskazujące, które akcje, na jakich komponentach, w które miejsca na PCBA montować, są przygotowywane w bardzo prosty i szybki sposób w aplikacji, tzw. generatorze receptur. – tłumaczy Krzysztof Pyclik. Dzięki temu stworzenie i zweryfikowanie programu do montażu kilkunastu komponentów możliwe jest w czasie poniżej 10 min.

Jak się upewnić, że maszyny pracują poprawnie?

Klienci często pytają, jak można stwierdzić, czy maszyna pracuje poprawnie, jaką ma wydajność itd. Fitech ma na to prostą odpowiedź. Idziemy z duchem industry 4.0, dlatego nasze maszyny mają łączność z serwerem chmurowym i tam podczas pracy logują pewne dane. Korzystając z naszej aplikacji webowej można się zalogować do serwera, przeglądnąć dane związane z wydajnością maszyny, czasami montażu, skutecznością montażu, poziomem odrzutu komponentów, zgłoszonymi alarmami, czasem pracy, ilością zmontowanych komponentów i PCBA oraz wiele innych. – wylicza ekspert.

Każde z wymienionych typów danych ilustrowane są odpowiednimi raportami w postaci wykresów liniowych, słupkowych, kołowych, rozkładów oraz całych dashboardów. Dane można również wyeksportować, aby udostępnić je do dalszej analizy. Dodatkowo funkcja powiadomień pozwala na ustalenie zdarzenia, po wystąpieniu którego zostanie powiadomiony np. poprzez e-mail lub SMS dział utrzymania ruchu w fabryce. Jest to funkcjonalność, która znacznie skraca czas reakcji np. na awarie.

Kooperacja sposobem zdobywania przewagi rynkowej

Trzeba mieć świadomość, że ani maszyna typu odd-shape ani maszyna w rozwiązaniu robotycznym nie jest w stanie samodzielnie zamontować 100% komponentów przewlekanych. Dlaczego tak jest? Niektóre komponenty składają się z kilku podzespołów (np. radiator + tranzystor + spinka). I są przygotowywane wcześniej w procesie ręcznym, co oznacza, że nie są idealnie takie same. Aby je zamocować na płytce PCB trzeba je przymierzyć, skorygować, czasem coś lekko naciągnąć. Z takimi wyzwaniami, jak do tej pory, żadna uniwersalna maszyna THT nie jest w stanie sobie poradzić. Wyjściem z tej sytuacji jest kooperacja. Maszyny robotyczne, które potrafią obsadzić część komponentów, można przeplatać ze stanowiskami z operatorem montującym trudne elementy. Właśnie na takie rozwiązania stawiamy w Fitech. Nasze maszyny obecnie działają w realnym środowisku produkcyjnym i obłożyły już miliony komponentów.  – konkluduje Krzysztof Pyclik.