Основы проектирования электронных средств Материалы к Экз ОПЭС-2014 РК-01-02 / Не для распространения Введение в технологию поверхностного монтажа

Рис. 3.3. ПЗС-камеры для центрирования компонентов

СТЗ на основе камеры с линейной матрицей (Рис. 3.4) позволяет центрировать компоненты на лету во время прохождения установочного модуля над камерой. Момент считывания изображения синхронизирован с сигналом обратной связи с осей перемещения установочного модуля. Таким образом изображение на камере ставится в соответствие компоненту на определенной головке.

Рис. 3.4. Камера с линейной матрицей, центрирующая компоненты на лету

Рис. 3.5. Центрирование компонентов лазером

Центрирование лазером – самый быстрый способ центрирования, поскольку оно производится в процессе перемещения установочного модуля от позиции захвата компонентов к ПП. Однако таким способом можно центрировать только простые и небольшие компоненты, причем только по корпусу. Выводы не только не распознаются, но и мешают распознаванию компонентов. Работает эта система следующим образом. После захвата компонент поворачивает до тех пор, пока размер тени, отбрасываемой этим компонентом на приемник, не достигнет минимума. Так как системе известно положение центра вакуумного захвата, то она может определить смещение компонента относительно

61

Для подачи компонентов из упаковки в кассеты могут использоваться ременные (см. Рис. 3.8) и вибропитатели (см. Рис. 3.9). Они совместимы с автоматами с пневмомеханическими и электронными питателями. Питатели из кассет занимают несколько посадочных мест в зависимости от ширины питателя. Количество ручьев с компонентами зависит от типа подаваемых компонентов.

Питатели из кассет с россыпью. Как правило, питатели такого типа, используются для подачи чип-конденсаторов, чип-резисторов и компонентов в корпусах melf. Эти компоненты характеризуются простотой конструкции и наличием нескольких осей симметрии. К тому же они устойчивы в работе и имеют низкую вероятность повреждения.

Достоинства питателей из кассет с россыпью:

∙недорогая упаковка компонентов (нет необходимости использования дорогой ленты);

∙большое количество компонентов в кассете;

∙отсутствие отходов, таких как пустая лента и покровная лента;

∙легкое пополнение камеры питателя.

Однако такие питатели обладают и рядом недостатков:

∙более сложная проверка компонентов;

∙большая чувствительность к повреждениям;

∙риск повреждения компонентов;

∙возможность использования для подачи ограниченного спектра компонентов;

∙риск пылеобразования, что может отрицательно сказаться при пайке.

Питатель из кассет с россыпью (см. рис. 1.9) занимают одно посадочное место, что, безусловно, является большим преимуществом. Питатель сконструирован таким образом, чтобы обеспечить максимальную надежность подачи компонентов, а также снабжен автоматическим определением наличия компонента. Смена кассет может производиться без остановки автомата.

Рис. 3.10. Питатель из кассет с россыпью

Питатели из матричных поддонов. Питатели из матричных поддонов используются для подачи больших микросхем, обычно имеющих выводы с четырех сторон корпуса, например, QFP. Поддон – пластиковый держатель, имеющий полости,

63

Рис. 3.13. Автоматический питатель LCS

Вместимость автоматического питателя LCS (см. Рис. 3.13) составляет 120 матричных поддонов, замена которых может производиться без остановки автомата. Питатель оборудован встроенным инспекционным конвейером, позволяющим проводить визуальный контроль ПП. Компоненты из матричных поддонов с помощью двойного челнока доставляются в зону захвата. Дополнительным преимуществом питателя такого типа является то, что он не ограничивает максимальную ширину ПП и количество посадочных мест под питатели.

Питатель из матричных поддонов JEDEC (см. Рис. 3.14) обладает вместимостью до 20 высоких или 30 низких поддонов. Он позволяет проводить замену поддонов без остановки автомата, а, кроме того, быстро демонтируется с задней базы питателей.

Рис. 3.14. Питатель из матричных поддонов JEDEC

3.1.3.Типы приводов

Вавтоматах установки компонентов используются три типа приводов: ∙ приводы с ременной передачей; ∙ приводы с шариково-винтовыми парами; ∙ приводы с линейным двигателем.

Приводы с ременной передачей. Преимущества таких приводов – это простота и дешевизна, главные недостатки – пониженная точность из-за люфтов и растяжения ремня и относительная недолговечность. К тому же существует необходимость использования дополнительного оборудования для контроля натяжения ремня.

65

Рис. 3.15. Привод с ременной передачей

Приводы с шарико-винтовыми парами. Данные приводы обладают массой достоинств, включающих в себя высокую точность и надежность, высокую нагрузочную способность и осевую жесткость. Приводы с шарико-винтовыми парами характеризуются большой долговечностью и высоким коэффициентом полезного действия (85-90%). Также они имеют плавный ход и зарекомендовали себя как надежные устройства при работе на высоких скоростях.

Рис. 3.16. Привод с шарико-винтовой парой

Длинная и сложная цепь преобразования вращательного движения двигателя в поступательное движение исполнительного механизма – недостаток приводов такого типа. Кроме того, люфты оказывают влияние на точность позиционирования, которая также снижается из-за износа. Отметим, что на точность влияют и температурные деформации валов. Приводы с шарико-винтовыми парами обладают большей стоимостью, чем приводы с ременной передачей.

Приводы с линейными двигателями. Принципиальное отличие приводов с линейными двигателями от приводов других типов в отсутствии преобразования вращательного движения в поступательное. Более того, за счет отсутствия люфтов достигается очень высокая точность позиционирования исполнительного механизма. Отсутствие изнашивающихся узлов – следующее немаловажное достоинство таких приводов. Единственный недостаток приводов с линейными двигателями – это их высокая цена.

66

Рис. 3.17. Направляющая привода с линейным двигателем

На Рис. 3.18 приведено сравнение динамических характеристик привода с шариковинтовой парой и с линейным двигателем. Очевидно, что по этой характеристике приводы с линейным двигателем превосходят приводы с шарико-винтовой парой, которые имеют довольно широкую зону нечувствительности.

Рис. 3.18. Сравнение динамических характеристик привода с шарико-винтовой парой и с линейным двигателем

3.2. Классификация автоматов установки ПМИ

Классификация автоматов установки ПМИ может быть проведена по нескольким признакам:

1.по принципу действия (см. Табл. 3.1):

∙по движению ПП: o по X;

o по Y; o по X,Y;

o ПП неподвижна;

∙по количеству ПП в рабочей зоне автомата: o одна;

o две;

o больше двух;

2.по производительности:

∙начального уровня (до 4000 комп./ч);

∙среднепроизводительные (4000-10000 комп./ч);

∙высокопроизводительные (10000-20000 комп./ч);

67