數(shù)控銑機(jī)加工斜邊成本降低研究

楊 烈

（廣東世運(yùn)電路科技股份有限公司，廣東 江門 529728）

0 背景

一般PCB制造的成型方式有銑切、模具沖切、V槽切割（V-Cut）、斜邊（板邊倒角）等，對于其中的斜邊一般采用斜邊機(jī)（倒角機(jī)）制作，而PCB斜邊的形態(tài)并不是完全統(tǒng)一的，一般分為如下幾種（如圖1）。

圖1 斜邊形態(tài)（虛線位置為斜邊位置）

整條邊全部斜邊，斜邊機(jī)可以完成加工；一條邊只有部分位置斜邊，對于跳斜邊，部分斜邊機(jī)無法精準(zhǔn)完成加工；斜邊的位置在四條邊內(nèi)部，對于這種內(nèi)斜邊的加工，部分斜邊機(jī)更是無法精準(zhǔn)完成。

遇到第二三種設(shè)計，如果工廠沒有對應(yīng)的斜邊機(jī)加工，那么利用成型銑機(jī)加工斜邊也是一種選擇。

1 面臨的實際問題

1.1 成型效率低下

某PCB產(chǎn)品按圖2設(shè)計，出貨每單元為2塊板（2pcs/set），1個單元（set）內(nèi)四條邊都需要斜邊，并且其中有兩條邊需要跳斜邊，現(xiàn)有的生產(chǎn)流程為：前工序→“V-Cut”→“沖板”→“銑斜邊L1面”→“銑斜邊L2面”→后工序。

圖2 4邊均需要斜邊的產(chǎn)品 （單位：mm）

“V-Cut”和“沖板”為正常生產(chǎn)流程，員工的操作單位是大的在制板（panel），而當(dāng)銑斜邊時，員工需要每set操作，效率非常低。

1.2 人員作業(yè)疲憊且容易出錯

在銑斜邊生產(chǎn)過程中，每2set一次，銑機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)30 s就需要下板上板，作業(yè)員將板擺放整齊后就需要立即去上板下板，人員滿負(fù)荷工作，但效率并不高。因為要兩面斜邊，要么兩臺銑機(jī)前后生產(chǎn)，要么一臺等一面斜邊完成后再加工第二面斜邊，產(chǎn)品是set狀態(tài)，set內(nèi)是客戶的設(shè)計，并沒有防呆防錯的設(shè)計，若現(xiàn)場管理不嚴(yán)謹(jǐn)，很容易出現(xiàn)漏斜邊的情況。

2 改善方案

2.1 “痛點”分析

若不更改流程和設(shè)計，只能增加人手，這并不是解決問題的方向。從流程和設(shè)計更改方向著手提升效率，set內(nèi)是客戶的設(shè)計，不可能增加明顯的防呆設(shè)計，只能從panel工作邊上面做防呆考慮。

2.2 方案研究

改善前的設(shè)計是采用頂端為90°的銑斜邊刀，銑刀中心與沖板邊偏移0.3 mm。銑機(jī)每趟斜2個set。作業(yè)員每set板都有一個上板下板的動作（如圖3）。如果能夠在沖板之前用panel板斜邊，那么斜邊上板和下板的效率將會成倍提升。同時，能夠在panel工作邊設(shè)計防呆標(biāo)識，可以一定程度上防止漏斜邊情況的發(fā)生。如果調(diào)整set之間的距離，斜邊刀是可以同時斜兩條邊的。

圖3 改善前的設(shè)計 （單位：mm）

2.3 可行性研究

改善前排版間距為2.1 mm（如圖4），且斜邊刀不磨短，產(chǎn)品兩面會斷開，不利于沖板。若修改排版間距，不磨短斜邊刀，間距只有0.3 mm，不利于沖板。

圖4 排版間距研究 （單位：mm）

修改排版間距同時磨短斜邊刀，兩面斜完后還有0.48 mm的殘留，板不會斷開，則可以進(jìn)行沖板，且set長邊間距1.0 mm可以兩個set同時斜邊。斜邊銑帶需要從單邊偏移0.3 mm調(diào)整為0.5 mm，斜邊首件需要用其它方式來確認(rèn)（如圖5）。

2.4 防呆研究

2.4.1 斜邊尺寸防呆

Panel斜邊后沖板，那么斜邊的尺寸規(guī)格只有在沖板之后才能直接測量，如果斜邊過程中發(fā)生不良，只有在沖板時才能發(fā)現(xiàn)。同理，Panel斜邊需要調(diào)整刀具深度來確定斜邊尺寸，首件只有在模具其中4個需要單獨(dú)斜邊，以確定首件。其余8個放在panel的四個角，以確定過程中的產(chǎn)品漲縮或偏移。改善前需要有測量工具測數(shù)據(jù)來判定，經(jīng)過的防呆設(shè)計后，檢查斜邊是否合格只需要通過目視觀察就可以實現(xiàn)，這樣就縮短了首件檢驗效率（如圖7）。

圖5 磨短斜邊銑刀修改排版間距（數(shù)據(jù)單位：mm）

圖6 斜邊偏差模擬（單位：mm）

2.4.2 漏斜邊防呆

經(jīng)過3.4.1的防呆處理后（如圖8），Panel板是否漏斜邊需要每片板觀察板面來確定，并不快捷，并且每片板在觀察時容易產(chǎn)生視覺疲勞導(dǎo)致誤判。如果在panle邊最外側(cè)兩面各增加一個斜邊缺口，這個缺口在斜邊程式中最后斜，那么是否漏斜邊就會變得很容易識別，只需要將大批量的產(chǎn)品擺放整齊觀察缺口即可，可操作性大幅提升，雖然大批量觀察，但是并不會產(chǎn)生視覺疲勞。

圖7 斜邊深度、偏移防呆判定 (單位：mm)

圖8 漏斜邊防呆

2.5 控制點設(shè)置

panle斜邊后沖板，沖板的位置有被斜掉一部分，模具的切削力會略有下降，需確認(rèn)沖板邊毛刺問題。

雖然設(shè)計有一系列防呆措施，沖板后斜邊尺寸得以展現(xiàn)，但仍需進(jìn)行過程抽檢以防過程中的變異導(dǎo)致產(chǎn)品不良。

3 總結(jié)

本文中所展示的大panel板斜邊后沖板，流程并沒有減少，而斜邊效率卻成倍提升。在提升效率的同時，增加了質(zhì)量管理防呆，使產(chǎn)品相比改善前更不容易出錯。

改善前流程：前工序→“V-Cut”→“沖板”→“銑斜邊L1面”→“銑斜邊L2面”→后工序

改善后流程：前工序→“V-Cut”→“銑斜邊L1面”→“銑斜邊L2面”→“沖板”→后工序

實際生產(chǎn)過程中set尺寸越小，效率提升幅度越大。

根據(jù)斜邊角度不同以及沖板銑板的不同，還可以考慮利用V-Cut來進(jìn)行斜邊以提升成型效率。