淺談TPM在選擇性波峰焊設(shè)備管理中的應(yīng)用

呂文鋒，王海軍

（南瑞集團(tuán)（國網(wǎng)電力科學(xué)研究院）有限公司，國電南瑞科技股份有限公司，江蘇 南京 210061）

全員生產(chǎn)維修體制(Total Productive Maintenance)簡稱TPM。TPM理念的核心就是點(diǎn)檢定修制。點(diǎn)檢定修制是一套制度化的、比較完善的科學(xué)管理方式，它要求按規(guī)定的檢查周期和方法對設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性檢查，取得準(zhǔn)確的設(shè)備狀態(tài)信息，并據(jù)此制訂有效的維修對策，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間里進(jìn)行恰當(dāng)?shù)木S修，以有限的人力完成設(shè)備所需要的全部檢修工作量，把維修工作做在設(shè)備發(fā)生故障之前，使設(shè)備始終處于最佳狀態(tài)，其實(shí)質(zhì)就是以預(yù)防維修為基礎(chǔ)、以點(diǎn)檢為核心的全員維修制度。其主要內(nèi)容有：

第一，實(shí)行全員維修制。凡參加生產(chǎn)過程的一切人員都要參加設(shè)備維修工作。生產(chǎn)操作人員負(fù)有用好、維護(hù)好設(shè)備的直接責(zé)任，要承擔(dān)設(shè)備的清掃、緊固、調(diào)整、給油脂、小修理和日常點(diǎn)檢業(yè)務(wù)。各經(jīng)營、生產(chǎn)管理職能部門從各自不同的角度都要參加設(shè)備管理。設(shè)備管理工作納入公司的經(jīng)營計(jì)劃，設(shè)備管理目標(biāo)是公司及車間的長期目標(biāo)之一。

第二，對設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性管理。通過點(diǎn)檢人員對設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)檢來準(zhǔn)確掌握設(shè)備技術(shù)狀況，實(shí)行有效的計(jì)劃維修，維持和改善設(shè)備工作性能，預(yù)防事故發(fā)生，延長機(jī)件壽命，減少停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備的有效作業(yè)率，保證正常生產(chǎn)，降低維修費(fèi)用。

第三，以提高生產(chǎn)效益為目標(biāo)，提高檢修計(jì)劃性。合理精確地制訂定年修計(jì)劃，統(tǒng)一設(shè)定定修模型。提高檢修人員的工時(shí)利用率，檢修工作實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化管理。

1 根據(jù)TPM理念開展選擇性波峰焊設(shè)備的維護(hù)檢修

選擇性波峰焊可以進(jìn)行特殊通孔器件的高質(zhì)量焊接，近幾年在電子加工行業(yè)逐漸流行起來，設(shè)備主要由助焊劑噴涂、預(yù)熱和焊接三個(gè)模塊構(gòu)成。通過編寫焊接程序，助焊劑噴涂模塊可對焊點(diǎn)進(jìn)行選擇性噴涂，經(jīng)預(yù)熱模塊預(yù)熱，再由焊接模塊對焊點(diǎn)逐點(diǎn)焊接。利用TPM管理理念，我們從五個(gè)方面開展選擇性波峰焊的維護(hù)檢修：定點(diǎn)、定法、定標(biāo)、定期、定人。

1.1 定點(diǎn)

所謂定點(diǎn)指的是設(shè)定維修檢查的部位、項(xiàng)目和內(nèi)容。針對我們使用的德國某品牌的選擇性波峰焊設(shè)備，維護(hù)檢修主要關(guān)注以下模塊：助焊劑噴涂模塊、預(yù)熱模塊、焊接模塊、傳感器、輸送及夾持系統(tǒng)。

（1）助焊劑噴涂模塊。助焊劑噴涂模塊可以對每個(gè)焊點(diǎn)依次進(jìn)行選擇性噴涂，正確的維護(hù)是保證噴涂精確度和噴涂量的必要條件。在噴涂的過程中，必然有部分助焊劑殘留在噴嘴上，有機(jī)溶劑揮發(fā)后就會產(chǎn)生凝結(jié)，每次開機(jī)生產(chǎn)前必須用蘸了酒精的無塵布清潔助焊劑噴頭和周圍，去除噴頭上的助焊劑殘留，避免噴頭被堵住導(dǎo)致生產(chǎn)前幾塊PCB時(shí)助焊劑噴涂不良（助焊劑中含有溶劑，如果不清潔噴頭，開機(jī)一段時(shí)間助焊劑也能噴出，但噴涂不穩(wěn)定）。我們建議在以下三種情況下要進(jìn)行徹底的保養(yǎng)：①設(shè)備連續(xù)運(yùn)行3000小時(shí)；②設(shè)備連續(xù)運(yùn)行1年；③設(shè)備停用1周以上后重新開機(jī)前，這時(shí)應(yīng)按照作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行全面維護(hù)。徹底保養(yǎng)時(shí)要做好對噴頭的內(nèi)部清潔，清潔噴頭內(nèi)部霧化裝置的最好的辦法就是用超聲波清洗這些被嚴(yán)重污染的零件（使用超聲波前將清潔溶劑加熱到65攝氏度左右，這樣能大大增強(qiáng)去污能力）。我們還要徹底檢查助焊劑噴涂模塊的管路和密封部件，任何管路損壞和部件松動都會影響到助焊劑的實(shí)際噴涂效果，甚至?xí)廴緜鞲衅?，造成信號的紊亂。

（2）預(yù)熱模塊。PCB板焊接前進(jìn)行預(yù)熱可以防止線路板以及電子零件因溫度突變造成的損壞，還能讓助焊劑充分浸潤金屬表面去除金屬表面的氧化層，從而達(dá)到最好的焊接效果。若線路板得不到良好的預(yù)熱，還會產(chǎn)生橋連、空焊、冷焊、虛焊等焊接缺陷。所以每次開機(jī)前要檢查預(yù)熱模塊，看看預(yù)熱玻璃是否有破裂和皸裂，如有要及時(shí)更換。若沒有破損只需用柔軟的棉布蘸水或者酒精擦去預(yù)熱玻璃表面的附著物。

長時(shí)間的使用會使預(yù)熱玻璃表面留下頑固的助焊劑殘留物，助焊劑殘留會影響預(yù)熱模塊紅外線的傳導(dǎo)，從而影響預(yù)熱效果。此時(shí)需要用清潔劑對預(yù)熱玻璃表面進(jìn)行清潔，最好使用助焊劑廠商推薦的清潔劑，清潔工作必須在預(yù)熱玻璃冷卻的狀態(tài)下進(jìn)行。其實(shí)，只要能堅(jiān)持做好日常清潔工作，我們發(fā)現(xiàn)并不需要清潔劑，清水完全可以達(dá)到清潔效果。熱電偶是預(yù)熱溫度的監(jiān)督者，是良好預(yù)熱的保證。熱電偶和加熱管平行安裝在同一平面上，當(dāng)然它損壞時(shí)會發(fā)生變形，因此在保養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)熱電偶與加熱管不平行時(shí)，則需要更換熱電偶。

（3）焊接模塊。焊接模塊是選擇性波峰焊機(jī)器上最復(fù)雜最重要的模塊，它由位于上部的熱風(fēng)加熱模塊、位于中間的傳輸模塊和位于下面的焊接噴頭三部分組成，它的工作狀態(tài)直接影響到線路板焊接的精度和質(zhì)量，所以焊接模塊的維護(hù)檢修是最復(fù)雜但又最重要的。當(dāng)波峰開關(guān)打開的時(shí)候噴嘴應(yīng)該完全被焊錫浸潤，如果出現(xiàn)沒有浸潤的部分，焊錫的流動將受阻，波峰的穩(wěn)定性和焊接的準(zhǔn)確性會受到很大的影響。此時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行去氧化操作，否則還可能造成噴嘴的迅速氧化，使噴嘴報(bào)廢。

在使用?。ㄍ鈴綖?mm，內(nèi)徑為3mm）噴嘴時(shí)，大約每20小時(shí)會產(chǎn)生170g的氧化物（主要是錫灰和錫渣），氧化物過多會影響錫的流動性，它是造成空焊、連條等焊接缺陷的主要因素，當(dāng)錫的液位較高的時(shí)候，較多的氧化物甚至?xí)?dǎo)致氮?dú)獬隹诙氯沟獨(dú)獗Ｗo(hù)作用部分或完全喪失，使焊錫快速氧化，嚴(yán)重破壞焊接質(zhì)量。根據(jù)所使用的噴嘴不同，為保證生產(chǎn)的持續(xù)性，應(yīng)在保證焊接質(zhì)量的前提下，設(shè)定盡可能長的清理間隔，建議每次氧化物的重量不要超過200克，否則可能會對焊接質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。清理過程中應(yīng)盡量清除錫灰、錫渣，以最大限度地延長清錫的時(shí)間間隔。還要注意檢查氮?dú)獬鰵饪谑欠癖欢拢绻挟愇飸?yīng)及時(shí)清除。另外，在清錫過程中，要注意對氮?dú)庹值摹拜p拿輕放”，氮?dú)庹质翘沾芍破?，極易損壞，它的損壞會使氮?dú)獾谋Ｗo(hù)作用喪失。在打開并拿出錫鍋鍋蓋的過程中往往會有焊錫滴落，這些焊錫可能會堵塞氮?dú)饨涌?，因此在拆走鍋蓋之前要把兩個(gè)外部接口水平壓倒。

（4）傳感器。選擇性波峰焊是機(jī)電一體化設(shè)備，使用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各種參數(shù)，在機(jī)器關(guān)閉的狀態(tài)下目視檢查所有的傳感器，用柔軟的無塵布或無塵紙清潔各傳感器。由于我們生產(chǎn)的線路板外形各異，傳感器也需要根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)撵`敏度的調(diào)節(jié)，才能讓傳感器正常的工作。

（5）輸送及夾持系統(tǒng)。手工插裝好的線路板要保持原有狀態(tài)到達(dá)三個(gè)工作區(qū)并準(zhǔn)確定位，輸送和夾持系統(tǒng)就必須保持平滑和穩(wěn)定。

生產(chǎn)中要留意輸送鏈條和夾板機(jī)構(gòu)發(fā)出的聲音，當(dāng)聲音不規(guī)律時(shí)，往往說明傳送和夾板機(jī)構(gòu)已經(jīng)不夠平穩(wěn)了。不平穩(wěn)主要由三大原因造成：①輸送和夾持的零件被助焊劑和灰塵污染，需要及時(shí)清潔；②輸送和夾持的零件松動或損壞，要及時(shí)上緊或更換；③潤滑不良，要定期進(jìn)行潤滑，加潤滑油時(shí)，要讓部件持續(xù)運(yùn)動，以保證潤滑油均勻的分布到所有位置，避免潤滑油積聚后滴落，當(dāng)油污覆蓋到傳感器上時(shí)會導(dǎo)致傳感器失靈。一層薄薄的油膜就可以保證潤滑了，添加過多的潤滑油容易造成污染。

1.2 定法

所謂定法即是定維修檢查的方法。針對選擇性波峰焊設(shè)備，主要采用五感法，配合相應(yīng)工具和儀器。首先采用眼看，從外觀上觀察是否存在缺陷，譬如螺絲松動或者類似的問題；其次采用耳聽，設(shè)備是否有異響；接著采用專有的工具對設(shè)備的一些部位進(jìn)行定期檢查，確保設(shè)備的完好性，做到防患于未然；最后時(shí)時(shí)留意PCB板件的焊接質(zhì)量，如有質(zhì)量問題，則要深入研究產(chǎn)生這些質(zhì)量問題的原因，分析究竟是PCB板件問題、焊接材料問題，還是設(shè)備問題。

1.3 定標(biāo)

所謂定標(biāo)即是制訂維修檢查的標(biāo)準(zhǔn)。針對選擇性波峰焊設(shè)備，我們分別制定了維修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和點(diǎn)檢標(biāo)準(zhǔn)，參照廠家的技術(shù)圖紙和使用說明書，國內(nèi)外同類設(shè)備或使用性質(zhì)類似設(shè)備的技術(shù)資料，以及我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容包括作業(yè)名稱、使用工具、作業(yè)條件、作業(yè)人數(shù)、作業(yè)時(shí)間、總工時(shí)、作業(yè)要素（項(xiàng)目）、作業(yè)內(nèi)容、作業(yè)者等。

1.4 定期

所謂定期即是設(shè)定維修檢查的周期。針對選擇性波峰焊設(shè)備，我們制定了日常點(diǎn)檢、一級保養(yǎng)及年度保養(yǎng)三級保養(yǎng)制度。

1.5 定人

所謂定人即是確定維修檢查由誰實(shí)施，明確操作者、線長及設(shè)備管理部門在選擇性波峰焊維護(hù)檢修工作中各自的職責(zé)。通過TPM管理理念在我公司選擇性波峰焊維護(hù)檢修工作中的應(yīng)用，近幾年設(shè)備故障率及設(shè)備綜合效率一直保持在良好的水平，達(dá)到預(yù)期的效果。