Témata
Reklama

Nový standard SMT automatů

Na mezinárodním veletrhu Apex 2005, který se konal v kalifornském Anaheimu, představila společnost Siemens hned několik významných novinek, které lze společně najít pod krytem jediného automatu, označeného Siplace X-serie. Jak ti, kdo mají k elektrotechnice blíž, již asi tuší, jde o stroj pro osazování desek tištěných spojů elektronickými součástkami.

Siemens se díky nové platformě automatů Siplace X-serie stává hlavním leadrem s největším počtem inovací v oboru SMT strojů (Surface Mount Technology). Úspěch v tomto oboru je přitom postaven na jednoduchém principu uspokojování potřeb a požadavků zákazníka.
Nový automat v sobě zahrnuje možnost volby mezi dvou-, tří- i čtyřportálovou verzí s možností velmi rozdílných konfigurací osazovacími hlavami, čímž dochází k velmi značnému zvýšení výkonu stroje (osazování až 80 000 ks součástek za hodinu). Využití jednoho automatu je velmi flexibilní (různé hlavy pro široké spektrum malých i rozměrnějších součástí osazovaných při jednom průchodu strojem) a díky modernizaci softwaru i velmi snadné z hlediska jeho obsluhy.
Reklama
Reklama
Reklama

Osazovací hlava s dvaceti segmenty

Jednou z nejdůležitějších části a zároveň první novinkou tohoto automatu je nová hlava Collect & Place s dvaceti osazovacími segmenty. Díky tomu, že na jednom automatu mohou být současně konfigurovány až 4 tyto hlavy, dosahuje X-serie vysokého výkonu při přesnosti 55 ?m a odchylce 4 sigma, což znamená úspěšnost správného osazení součástek ve výši 99,38 %. Velikostní spektrum osazovaných komponentů začíná u součástek třídy 01005 (0,2 x 0,4 mm) a končí velikostí 6 x 6 x 4 mm. Takto široký interval velikosti pokrývá 95 % všech nejčastěji používaných elektronických součástek v moderních elektronických přístrojích včetně technologií mobilních telefonů. Pro větší součástky je třeba použít starších typů hlav, které je samozřejmě možné umístit na stejném automatu společně s dvacetisegmentovou hlavou.
Nová pokroková technologie osazovací hlavy C & P je podporována i zcela novým kamerovým systémem a novým zásobníkovým modulem. Ale o těchto novinkách se dočtete dále.
Zvolené konstrukční řešení osazovací hlavy s dvaceti segmenty a úhlem nastavení 45° ve tvaru kónické hvězdice umožňuje vzájemnou integraci snímače součástek i rozpoznávacího systému s osazovací hlavou do jednoho celku. Princip činnosti snímače je přitom obdobný principu světelné závory, přičemž jediný snímač kontroluje všech 20 trysek po každém zvednutí a usazení součástky. Systém tak působí preventivně proti vzniku chyb a zaručuje vysokou kvalitu umístění jednotlivých dílů.
Vysoký výkon hlavy je podporován přímým pohonem v lineárních i rotačních pohybech. Při lineárním (stejně jako rotačním) pohybu zajišťuje přímý pohon vysokou přesnost a rychlost. Tzv. radiální osa, což je osa, kolem níž celá hlava obíhá, je také osou radiálního motoru. Každý z dvaceti segmentů, ke kterým jsou připevněny jednotlivé podtlakové trysky, pracuje nezávisle na ostatních a je také přímo poháněn (rotace). Všechny trysky mají vlastní systém podtlakového nabírání a usazování součástek.
Vysoká produktivita je kromě nové hlavy dána i celkovou konstrukcí automatu. Dynamika, flexibilita a robustnost konstrukce portálu je podpořena využitím lineárních vedení i kvalitou použitých materiálů.
Pro doplnění výrobních možností automatu i ke zvýšení jeho flexibility jsou k dvacetisegmentové hlavě dostupné osvědčené šesti- a dvanáctisegmentové hlavy i Twin Pick & Place hlava, určená pro velmi přesné umístění velkých součástek. Kombinací těchto různých hlav pokrývá Siplace X-serie možnosti umístění kompletního spektra elektronických součástek velikosti 0201 (01005) do 85 x 85 mm nebo 120 x 10 mm, včetně zvláštně tvarovaných dílů.

Rozpoznávací kamerový systém

S novým systémem osazovací hlavy velmi úzce souvisí i systém pro rozpoznávání součástek Siplace X-Vision. Rozpoznávání součástek je založeno na technologii využívající digitální kamery. Kompletní sestava X-Vision dokáže spolehlivě kontrolovat součástky bez omezování času výrobního cyklu všech dvaceti elementů nové hlavy Collect & Place. Celá technologie je postavena na snímačích s vysokým rozlišením, které dokážou rozeznat široké spektrum elektronických součástek.
Rozpoznávání a osazování součástek probíhá přibližně v tomto sledu: Element hlavy nabere součástku z pásky v zásobníku, což je potvrzeno integrovaným snímačem (světelná závora) nebo pomocí měření podtlaku (starší typy hlav). Zatímco hlava pokračuje v nabírání součástek dalšími segmenty, první se dostává do pozice pro rozpoznání a hodnocení kvality součástky pomocí digitální kamery. Protože jednotlivé elementy hlavy mají vlastní motorky zajišťující jejich rotaci, každá součástka je automaticky nastavena do výchozí pozice pro snímání obrazu a do správné polohy pro osazení na desku. Pak následuje již jen umístění součástky na tištěný spoj. U nové dvacetisegmentové hlavy tento proces zabere méně než 100 ms. Protože Siplace X-Vision kontroluje každou součástku zvlášť, lze v programu přesně nastavit potřebné nasvícení každé součástky tak, aby byly rozpoznány veškeré piny a případné defekty součástky.
Velkou výhodou celého systému rozpoznávání je, že jej lze programovat na běžném PC a není tak zapotřebí další speciální hardware. Rozpoznávací algoritmy, ačkoliv jsou značně robustní, se vyznačují velmi snadným a rychlým způsobem programování matrice pro každou součástku. Díky použité technologii digitální kamery lze do rozpoznávacího procesu zahrnout i různé barevné označení osazovaných součástek, stejně jako jejich rozdílnou geometrii. Tím lze minimalizovat riziko osazení špatné součástky vlivem různých verzí stejné komponenty od několika výrobců.
Velká většina součástek je již předprogramována v dodávané knihovně, která může být navíc postupně rozšiřována a upřesňována. Protože někteří výrobci používají i velmi specifické součástky, je samozřejmě možné i v těchto případech doplnění knihovny přímo uživatelem - a to jak v off-line režimu, tak i přímo na stroji při výrobě. Jednotlivé kroky jsou včetně popisu postupu zobrazovány na displeji a oprávněná osoba je může pomocí síťového propojení uložit i do celé výrobní linky.

Modulový zásobník

Dosažení maximálního výkonu při nízkých nákladech je hlavním cílem velké většiny výrobců elektroniky. Rychlost výroby přitom nejvíce ovlivňují výrobní nastavení, jejich změny a spolehlivost zařízení. Poslední generace zásobníků pro automaty řady Siplace X-serie proto podporuje systém rychlé výměny, čímž snižuje na minimum nežádoucí přerušení výroby.
Jednokolejný zásobník lze plnit páskami šířky 8 až 88 mm a jeho výhody uživatel nejrychleji pozná při výrobě různých výrobků, vyžadujících časté změny nastavení. V závislosti na požadavcích produkce se obsluha může rozhodnout, zda vymění kompletní vozík se zásobníky nebo jen jednotlivé zásobníky.
Díky bezkontaktnímu přenosu elektrické energie i dat lze zásobník jednoduše vyměnit i bez přerušení výroby způsobené odstavením automatu. Pomocí unikátního kódu každého zásobníku se při jeho zasunutí do pracovní polohy automaticky přenáší do řídicího počítače stroje veškerá data o komponentech, jejich rozmístění na pásce, rychlosti posuvu i další údaje. Pokud dojde k odstranění pásky se součástkami z vyjmutého zásobníku, jeho řídicí čip tuto změnu zaznamená a po připojení vyžaduje načtení nových dat o pásce s komponenty. Touto inteligentní funkcí se předchází možnosti záměny komponentů a zlepšuje se sledovatelnost výroby, která je pro výrobce elektroniky také velmi důležitá.
Při vývoji nového zásobníku byl kladen velký důraz na robustní konstrukci každého z modulů, a proto je celý koncept poháněn novými motory bez komutátoru. Zesílená dráha pro vkládání zamezuje chybnému zavedení zásobníku do vozíku a je-li zásobník zasunut správně, automaticky je uzamčen ve své poloze. Následně je rovněž automaticky navázána datová komunikace. Stav je indikován velkoplošnou LED, která mění barvu podle okamžité situace (zelená, oranžová, červená). Oranžová se rozsvítí v okamžiku, kdy docházejí součástky na pásce, takže obsluha má dostatek času pro připojení nové. Pokud je páska úplně vyčerpána, svítí červená LED. Ani tento stav však Siplace nezastaví a automat pokračuje v aplikaci součástek z jiného zásobníku, zatímco prázdný zásobník může být i během výroby vyjmut a vyměněn za nový. Navíc je zásobník vybaven displejem, který zobrazuje, v jaké pozici na vozíku je zásobník zaveden a rozestup součástek na pásce. Navíc je zásobník na tomto displeji schopen zobrazit rychlost posuvu, verzi softwaru a chybová hlášení. V současné době je navíc k dispozici komunikace v anglickém nebo německém jazyce.
Ani uživatelé starších typů zásobníků ovšem nemusí zoufat nad nákupem nové technologie. Kompatibilita byla při vývoji jednou z dalších podmínek. Výsledkem je možnost použití i zásobníků z linky HS-50/F5HM na automatech Siplace X-serie.
Veškeré obrázky naleznete v tištěném časopisu.
Ing. Jiří Čumpelík
Reklama
Vydání #3
Kód článku: 50318
Datum: 10. 03. 2005
Rubrika: Trendy / Automatizace
Autor:
Firmy
Související články
Platforma pro edgecomputing a průmyslový internet věcí

Systém FIELD (FANUC Intelligent Edge Link and Drive) je platforma určená pro propojení provozních zařízení, která umožňuje rychlý a spolehlivý přístup k výrobním datům s cílem využít je k naplnění koncepce chytré, propojené výroby. Dovoluje realizovat edge computing, tedy shromažďovat a zpracovávat data přímo v provozu, nikoliv až v cloudu, a umožňuje tak činit rozhodnutí, která se týkají jednotlivých strojů a zařízení, mnohem rychleji než u cloudových aplikací. Přitom zůstává zachována možnost, nikoliv povinnost, předem zpracovaná data přenášet k centralizovanému zpracování v informačním systému podniku nebo v cloudu. Účelem je nejen monitorovat, ale i aktivně zasahovat do výrobního procesu ve smyslu regulační smyčky se zpětnou vazbou.

Školní robot pro výuku automatizace

Vzdělávání žáků pro život v první polovině 21. století, v naší tzv. industriální civilizaci.

Strojírenská firma sází na kolaborativní aplikaci

FT-Produktion, švédská strojírenská firma se zákazníky z automobilového, stavebního a nábytkářského průmyslu, zvýšila svou produktivitu díky robotickému řešení obsahujícímu dva uchopovače RG2 od společnosti OnRobot. Kolaborativní aplikace pomohla výrobci zvýšit produktivitu, zkrátit dodací lhůty a přijímat objednávky o mnohem větších objemech.

Související články
Demystifikace kolaborativních průmyslových robotů

Mezinárodní federace robotiky (IFR, International Federation of Robotics) zveřejnila v prosinci 2018 zprávu nazvanou Demystifikace kolaborativních průmyslových robotů (Demystifying Collaborative Industrial Robots), která se snaží nalézt odpověď na otázku současné a budoucí úlohy kolaborativní robotiky. Níže uvádíme překlad podstatné části zprávy, kterou nám poskytl jeden ze členů IFR - společnost FANUC.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Doživotní přesnost servopohonů s dutou hřídelí

Požadavky, se kterými se obor pohonné techniky dlouhodobě setkává, jsou velmi různorodé. Kompaktnost a velký výkon se jako klíčové atributy staly standardem v mnoha aplikacích. Zástavbový prostor, který je k dispozici, je stále zmenšován, avšak požadavky na výkon zůstávají buď stejné, nebo se zvyšují. Stále rostoucí globální konkurence vyžaduje trvalou optimalizaci výkonu.

Roboty řeší nedostatek zaměstnanců v průmyslu

Od svého uvedení na trh v roce 2010 dodala společnost KUKA více než 100 000 robotů řady KR Quantec. Důvodem zájmu o ně je jejich vysoká spolehlivost a univerzálnost s širokým spektrem aplikací.

Pro ergonomickou obsluhu strojů

Optimální ergonomie je na pracovišti nezbytná. Stroje nejenže musejí splňovat bezpečnostní požadavky, ale musejí také být navrženy tak, aby jejich obsluha byla co nejsnadnější a bez námahy. Ovládací panely na strojích proto musejí být flexibilní a snadno polohovatelné prostřednictvím systémů nosných ramen.

Když jde o prostor…

Současné trendy směřují k mnohem větší míře využití elektroniky než doposud. To je hlavní, nikoliv však jediný důvod, proč se množí automatizace výroby menších zařízení, jakými jsou například mobilní telefony, tablety i ostatní elektronika. Ale nejde jen o ni, ale i o laboratoře, farmacii apod.

Zerobot - efektivní způsob automatizace

V minulém příspěvku (www.mmspektrum.com/180112) jsme popsali tzv. nulový bod upínání (Zero point systém). Ukazuje se, že při dnešních trendech, kdy automatizace a zejména pak robotizace opět zažívají velkou renesanci, je výhodné spojit Zero point systém a robot. O trendech takového spojení pojednává tento příspěvek.

Automatická obsluha mezioperačního skladu

Důvodem pro nasazení automatu v obsluze skladu polotovarů v jičínském závodě Continental Automotive Czech Republic je speciální klima. Brzdové komponenty z plastů musejí po určitou dobu schnout a dozrávat za přísných teplotních, a hlavně vlhkostních podmínek, které nejsou vhodné pro delší pobyt člověka.

Novinky ve vývoji řídicího systému SandRA

Společnost ZAT každoročně představuje novinky ve vývoji českého řídicího systému SandRA. Nač se zaměří letos? „V roce 2016 jsme se věnovali vývoji a posílení vizualizace a komunikace, letos cílíme na kybernetickou bezpečnost a rozvoj aplikací a služeb směrem k Průmyslu 4.0,“ říká Pavel Kulík, ředitel útvaru Technický rozvoj společnosti ZAT a.s.

Monitoring výroby přinesl vyšší produktivitu

Společnost Kopos Kolín patří mezi tradiční české elektroinstalační podniky působící řadu desetiletí na českém trhu. Firma se před časem rozhodla implementovat do výroby systém Plantyst, který spojuje monitorování technologií a jednoduchý shop floor management do jednoho nástroje. Výsledkem byl výrazný nárůst produktivity a přesné informace o stavu výroby.

Budoucnost patří spolupráci člověka s robotem

Automatizaci si lze z dnešní výroby jen stěží odmyslet. V mnoha případech jsou její jednotlivé stupně zaváděny plynule. Průmyslové roboty postupně přebírají různé nové úkoly a spolupracují stále těsněji s člověkem. Spolupráce člověk–robot (Human-Robot-Collaboration – HRC) se tak stává nedílnou součástí automatizace.

Vše je uvnitř!

Pokud potřebujete elektrický pohon a uvažujete o tom, zda máte dostatečné kapacity a čas na řešení své aplikace, je na místě uvažovat o elektrickém pohonu EMCA od firmy Festo.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit