對非標自動化設備調(diào)試的探索

徐江明

（博眾精工科技股價有有限公司，江蘇 蘇州 215000）

1 行業(yè)特點

非標自動化設備是根據(jù)客戶實際使用要求，針對其工藝特點進行設計組裝的定制化設備，廣泛地適用于食品、服裝、汽車、消費電子等各個領域。非標設備的使用大大提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)，降低企業(yè)的人力成本。尤其在3C消費類電子行業(yè)，人力需求大，產(chǎn)品技術要求高，非標自動化設備的優(yōu)勢與迫切性更明顯。本文對3C消費電子行業(yè)的非標自動化設備進行了專門研究，發(fā)現(xiàn)設備調(diào)試具有關鍵性的影響，因為其產(chǎn)品有以下三個特點，特別是手機、電腦、智能手表等行業(yè)。

（1）產(chǎn)品更新迭代快。新一代產(chǎn)品還沒發(fā)布，更新一代的產(chǎn)品已經(jīng)開始打樣驗證，配合產(chǎn)品驗證的同時，非標自動化設備也開始設計生產(chǎn)且交期特別短。由于產(chǎn)品的設計都還在試驗中，很多性能和結構都沒有最終定型。這意味著，按最初設想研制的非標自動化設備也會被要求進行不斷地隨產(chǎn)品的改善而變更，設備只要完成基礎調(diào)試就會被要求發(fā)往客戶現(xiàn)場，用客戶產(chǎn)品邊調(diào)試邊驗證。

（2）產(chǎn)品功能越來越多?？蛻舻膹S房及配套設施是一定的，產(chǎn)品的功能越多，意味著客戶會要求同樣的設備需要具備更多的功能，導致設備的集成化要求更高、結構越來越復雜、技術難度也越來越高。由于設備各單元功能互相影響、每一種功能都有很多因素參與，一旦出現(xiàn)異常，原來那種“頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳，就事論事”的方法顯然無法解決很多數(shù)問題，需要從系統(tǒng)上去分析，規(guī)范性地解決才行。

（3）產(chǎn)品體積越來越小。雖然手機、電腦、智能手表等的外形基本定型，但集成的功能越來越多。因此，造成零部件的體積起來越小，精度要求也越來越高，采用的工藝也越來越復雜，同樣對設備的要求也越來越高。又由于多代產(chǎn)品的迭代，定制化設備也越來越成熟。所以，客戶要求設備的生產(chǎn)效率和合格率越來越高。設備運行速度加快，其穩(wěn)定性就會降低，精確性與精細化要求就會隨之提升，在多重因素的影響下，像走鋼絲一樣，靠調(diào)節(jié)來解決穩(wěn)定性是有難度的，需要用提高容錯性的方法來解決。

2 調(diào)試原則

針對以上3C行業(yè)的不同特點，其對應的設備安裝調(diào)試也需要相應地發(fā)生調(diào)整。經(jīng)過不斷的摸索與實踐，最終形成了一套比較系統(tǒng)的調(diào)試規(guī)范。

首先，非標自動化設備設計、生產(chǎn)、組裝好后在廠內(nèi)完成基礎調(diào)試?；A調(diào)試是調(diào)試后設備的基本功能符合要求，即設備裝配完整，接線正確牢固，通電通氣無異常，能運行基本程序，運動無干涉。只要滿足以上要求的設備就可以正常出貨，并不會進行精度和節(jié)拍驗證。設備到客戶現(xiàn)場安裝后，再用產(chǎn)品調(diào)試精度與運行節(jié)拍，直到符合客戶要求。

然后，在客戶現(xiàn)場進行精度與節(jié)拍的調(diào)試。如前文所述，客戶產(chǎn)品的設計都還在試驗中，很多性能和結構都沒有最終定型，按最初設想研制的非標自動化設備也會被要求隨產(chǎn)品的改善而進行變更，因此，用調(diào)試標準設備的方法調(diào)試非標設備肯定是行不通的，必須針對其特殊性采取相應的措施。

概括地說，調(diào)試時需要遵守三原則：

第一原則，調(diào)試要有系統(tǒng)性思維。如前文所述，設備集成化越來越高，每項功能的影響因素都比較多，往往會產(chǎn)生累積效應,即每個因素都有偏差，但在正常范圍內(nèi)，所有因素綜合起來，其累積偏差就可能導致設備不能達到性能要求，超出了客戶認可的范圍。因此，不能簡單地用“頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳”的方式處理。需要采用系統(tǒng)的方法，堅守“設計的設備理論上是可行的，實際中無非是因為存在誤差而影響結果”的規(guī)則，將每個因素按理論的要求去調(diào)整，由過程去確保結果。下面以移印機為例。

如圖1所示，移印的位置精度由移印頭和產(chǎn)品的位置決定，因移印頭對應多個載具，所以當印刷位置發(fā)生偏差時，傳統(tǒng)做法是：將移印頭固定，調(diào)整載具位置，只要調(diào)整到能夠做出合格產(chǎn)品即可。按本文的觀點，要想消除累積誤差，必須引入另外兩個要素：移印頭的位置和產(chǎn)品尺寸的分布。

圖1 自動移印機

先看移印頭的位置。設計時移印頭的位置是標準的，但由于安裝間隙的存在，如果沒有通過打表測量是很難固定在標準位置上的。受到多個移印頭的影響，載具很難適應全部移印頭（即有的移印頭可能工作在極限位置），穩(wěn)定達到移印的位置要求。所以，調(diào)試時必須通過打表測量先把移印頭調(diào)整并固定在設計時的理論位置。

再看產(chǎn)品尺寸的分布。用于移印的產(chǎn)品由于量大，其尺寸是呈正態(tài)分布而且平均值幾乎不可能在公差帶的中心。所以，調(diào)試時不是以產(chǎn)品為依據(jù)做出合格的產(chǎn)品，而應該是以產(chǎn)品尺寸平均值為依據(jù)，調(diào)試出移印位置呈正態(tài)分布且平均值幾乎在公差帶中心的產(chǎn)品。

第二原則，堅守“非標設備是改出來的，不是調(diào)試出來的”的規(guī)則。如前文所述設備在出廠前只是進行了基礎調(diào)試，隨著客戶產(chǎn)品的改進與完善，設備也會要求進行相應的調(diào)整，按最初設想的要求做出的設備即使能調(diào)試到滿足客戶的需求，工藝參數(shù)和運行效率也不是最佳的。當設備長期運行在非最佳狀態(tài)，它的容錯性就會顯著降低，不良率隨之增高，維護成本大漲。修改設備使之運行在合適的工藝參數(shù)和運行效率下，雖然看起來增加了成本，但可以大大地提高設備的可靠性與效率，降低維護成本。

下面以鍵盤為產(chǎn)品(如圖2)進行移印機調(diào)整說明：如圖1所示，移印頭是不規(guī)則的，它與產(chǎn)品有一定的對應關系，尤其是涉及精度要求較高時。假設客戶對新品鍵盤進行改進，將每個按鍵的弧度改大了一點。傳統(tǒng)做法是，拿新品到原移印頭下試驗，只要移印后的質(zhì)量能夠符合要求就行。

圖2 弧形鍵盤及移印的字符

按本文的原則，必須重做移印頭，使移印頭與改進后的鍵盤弧度匹配，確保移印后的產(chǎn)品呈正態(tài)分布且平均值幾乎在公差帶中心。弧度不匹配會造成移印頭受力異常、形變異常，影響壽命和穩(wěn)定性，最終導致加工后的產(chǎn)品尺寸分布發(fā)生偏移，CPK難以達到要求。

第三原則,堅持用數(shù)據(jù)說話?？蛻羰且贿呇兄飘a(chǎn)品一邊試制，一邊出錯一邊改進，產(chǎn)品生產(chǎn)工藝并不一定簡單合理，但客戶的要求是做出合格的產(chǎn)品，需要用設備來彌補產(chǎn)品結構的不足。因此，經(jīng)常會出現(xiàn)用自動化機器生產(chǎn)的產(chǎn)品的合格率低的問題，很難說得清到底是產(chǎn)品問題還是設備問題。此時，就需要用數(shù)據(jù)來說話，用數(shù)據(jù)來證明問題出在哪里，只有找到了問題的根源，才能找到合理的解決辦法。

要想用數(shù)據(jù)來說明問題，需要按邏輯建立一套完整的驗證方案，通過實驗數(shù)據(jù)來排除各種無關因素，找到問題的關鍵要素。簡單地說，從功能出發(fā)，將設備逐級分解，直到各工步，然后按級分析影響因素，將一個因素作為變量，將其他影響因素人為地保持不變，即只驗證其中一項要素。如此逐一驗證，可找到問題的原因。最后再針對原因采取相應的措施。

下面以移印機在電腦鍵盤的按鍵上印字為例（如圖3）說明驗證的邏輯與方法。

圖3 半自動移印機

電腦鍵盤印字的質(zhì)量標準是位置與字體清晰度，位置是由移印頭上墨位置、移印頭印刷位置、鍵盤移印位置決定的。假設產(chǎn)品不良經(jīng)檢測后表現(xiàn)為位置不準，此時，建立的驗證方案如下：先用1個鍵盤固定不動，移印10次，觀察其印刷質(zhì)量。如果10次都符合要求，則說明移印系統(tǒng)沒有問題。然后，用同一個鍵盤，每取放1次鍵盤移印1次，共10次。如果10次都符合要求，則說明鍵盤取放時的定位沒有問題。如果10次有不符合要求的，則說明鍵盤取放時的定位有問題。再用10個不同的鍵盤，每取放1個鍵盤移印1次，如果10次有不符合要求的，則說明鍵盤的尺寸有問題?？闪繙y鍵盤尺寸進行驗證。如此類推，可以很容易地找到位置不準或字體不清晰的根本原因，找到了原因，很容易就能找到解決辦法。

綜上所述，由于3C行業(yè)的特點，其非標設備無法在設計端完全設計驗證好，只有在現(xiàn)場調(diào)試后才能達到客戶使用的要求，因此，調(diào)試方法和技巧對于項目最終的完成有關鍵性的影響。上述調(diào)試規(guī)則的落實大大提高了我們的調(diào)試效率和設備的最終品質(zhì)，為公司良好口碑的建立作出不小的貢獻。目前，幾乎所有常用工藝都建立了驗證的標準模板，比如，點膠模組、組裝模組等，并廣泛用于智能手表、手機、筆記本等3C產(chǎn)品的組裝工序中。

3 結語

本文是針對3C行業(yè)非標設備的特點對設備調(diào)式進行研究，3C行業(yè)產(chǎn)品更新快，非標設備技術要求高，很多客戶要求設備提供商進行設備現(xiàn)場維護，因此，調(diào)試的效率與設備的穩(wěn)定性直接決定了設備提供商的維護成本。人員的長期調(diào)試，維護成本遠遠大于設備改進的成本，將設備做的穩(wěn)定可靠，有巨大的現(xiàn)實價值。上文論述的方法簡單有效，值得推廣。