基于小批量、多品種產品電子元器件表面組裝技術研究

文東旭　張郭勇

摘 要：電子裝配領域，SMT技術在90年代得到迅速發(fā)展和普及，目前已逐步發(fā)展成為電子裝聯(lián)技術的主流，行業(yè)的不斷發(fā)展也推動了SMT自動化程度越來越高，但是相比于行業(yè)內先進的OEM，科研院所在SMT產線的自動化程度還有較大差距，主要是受到小批量、多品種產品特點下物料因素的制約。本文以具體實踐崗位為基礎，討論了針對科研類院所小批量、多品種產品在散狀物料常態(tài)化的狀態(tài)下，實現(xiàn)自動貼裝的解決方案，不僅降低了成本，還提高了產品質量和設備利用率。

關鍵詞：SMT;貼片機;小批量;多品種;散料貼裝

中圖分類號：TN05 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）06-0096-02

0 引言

對于大多數(shù)科研院所，雖然全自動貼裝設備的引入使原來純手工貼裝實現(xiàn)了元器件機器全自動貼裝。但科研院所的產品特點大多為多品種、小批量，并且元器件篩選等級較高，在物質齊套環(huán)節(jié)通常沒有備份，來料時嚴格按照BOM數(shù)量發(fā)料，就造成了很多器件都只有幾只甚至只有一兩只。此外，即使產品生產數(shù)量相對較大，由于元器件都要經過二次篩選，原本整盤封裝的器件在篩選后也都變成了散料。所以雖然有了全自動貼裝設備，但是物料狀態(tài)較差，最終只能采用機貼+手補的方式完成SMD貼裝，設備利用率也非常低，嚴重的影響了生產進度，成為了SMT產線上的瓶頸工序，如圖1，圖2所示[1]。

1 解決方案

要解決多品種、小批量產品裝配效率低的問題，首先要提高設備的利用率，而提高設備利用率的前提則先要解決大量散狀元器件的上機問題。

一方面可往前端推，增加元器件備份數(shù)量，但這勢必會造成庫存增加，造成資金大量積壓。此外還可要求二篩部門或者廠家在完成篩選后復裝，但大部分二篩廠家對器件的封裝能力都比較差，這仍然會造成大量成本增加，所以往前端的改善基本不可行，都會帶來大量的成本增加。

另一方面則是從后端改善，解決方案是設計制作系列通用的散料小托盤，再對貼片機進行硬件改造，加裝載物平臺用于盛放小托盤，從散裝元器件到散料小托盤直至載物平臺，最終實現(xiàn)散料的上機貼裝。不管小托盤還是載物平臺都屬于一般機加結構件，并且是簡單的結構件，所以從設計和加工來說都沒有過高的門檻，理論上是完全可以實現(xiàn)的。

2 載具設計與實現(xiàn)

在進行載具設計時，即盛放散料的小托盤和固定載物平臺，需要結合自身設備的情況進行具體的考量。主要需要考慮以下幾個要素：

（1）散料托盤必須防靜電;

（2）散料托盤的尺寸必須標準化;

（3）固定載物平臺安裝后高度必須在貼片機貼裝頭Z軸運行范圍內;

（4）固定載物平臺要實現(xiàn)快速拆裝。

在經過3輪優(yōu)化迭代后，方案確定如圖3-6所示。

3 載具使用

加工實物如圖7所示，載物平臺通過2根螺栓和3根導銷可實現(xiàn)在3分鐘內快速拆裝，散料托盤采用專用防靜電涂層鍍涂。

散料托盤+載物平臺合理的利用了貼片機不常用的4號位供料平臺，可實現(xiàn)最多36種散料的上機自動貼裝。

4 效果驗證

根據(jù)41周使用的數(shù)據(jù)，設備上機率（以品種計）可基本都保持在90%以上，由65%提高至95.6%;設備開動率基本都能保持在30%以上，從13.8%提高至41.9%，全過程僅需多增加3人，將散料擺放至托盤內，最終得到的有效產出遠大于投入的人力和物力，并且可執(zhí)行程度高，如圖8-9所示。

5 結語

針對小批量、多品種產品，關鍵是想辦法實現(xiàn)大量散狀物料的自動貼裝，盡可能減少過程中人為因素的介入，在本身對產品質量要求非常高的情況下，這樣不僅可最大程度保證裝配質量，還可實現(xiàn)貼裝設備的高效利用，避免設備等人的尷尬局面。

參考文獻

[1] 陳荷荷.SMT工藝與設備[M].北京：機械工業(yè)出版社，2019.