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济南融恩机电设备有限公司
微电机加速了PCB组装
编辑:admin 浏览量:109 发布日期: 2019-02-13 10:51

如今,大众市场电子产品几乎全部采用高性能装配机制造。鉴于这些快速发展的产品的性质,时间实际上是金钱。因此,对于在该区域内部署的生产设备而言,两个方面特别重要:最大数量和最小转换时间。对于这种机器的制造商而言,这意味着确保最佳输出,并结合连续操作中的简单处理。只有复杂的操作顺序始终准确且可重复,才能满足此要求。一个重要组成部分:具有卓越功能和微型占地面积的微电机。

西门子开发了尖端的SIPLACE X系列,旨在为全球电子制造商提供更具成本效益的印刷电路板(PCB)组装解决方案。除了每小时高达80,000个元件的装配性能以及高达6 x 6 mm的01005元件的元件光谱外,还特别强调高速转换。与所有机械复杂的机器一样,驱动技术的问题也至关重要。
为了能够以最高的专业知识来完成任务,负责SIPLACE X系列的团队与微驱动器专家FAULHABER合作。该项目的密切合作为组件精简提供了坚实的基础。结果:在项目的初始阶段开发了一流的解决方案。由于这种方法,为高端领域开发了一种高性能装配机 - 为印刷电路板装配设定了新标准。

基本原则

装配机由独立的部件组成,所有部件都必须“同步”运行。附接到移动门户的放置头从传送器(供应模块)收集组件,然后将它们传送到组装位置,即传送到印刷电路板,以准确地连接组件。收集组件和将单元定位到印刷电路板之间的步骤需要相当长的时间,即必须更快且更不频繁地进行这种“行程”,可以更快地制造产品。
另一个重要因素是组件供应。目前,这些部件通过皮带和辊子输送。其原理类似于经典摄影(摄影胶卷)中使用的原理。皮带上的小口袋包含组件,皮带边缘的穿孔确保了准确的运输。带辊进入所谓的输送机,并且带以这样的方式行进,使得部件总是准备好由放置头收集。作为该过程的一部分,必须保持头部的准确接收位置和接收速度。必须始终保证供应,即使在涉及多个部件,一个接一个并且来自同一皮带时也是如此。

SIPLACE收集和放置单元 - 微设计,宏观性能

作为这台最先进机器的核心,20段收集和放置单元被证明特别具有挑战性。一方面,它是一个高度动态的组件,需要超轻型结构,即没有大的质量惯性。另一方面,它必须能够在任何时候保持尽可能多的组件。每个循环的部件数量越多,磁头在印刷电路板和接收位置之间来回移动的频率就越低,这将导致更快的操作速度。设计工程师使用新的20段收集和放置(C&P)装置解决了这个问题。
头部能够通过来自移液管的负压将部件提取并保持在适当位置。摄像机记录与移液器牢固连接的组件,将位置与目标位置进行比较,并为移液器上的微电机发出命令,以转到正确的位置。20段C&P贴装头包括20个移液器,每个移液器都有自己的电机。头部本身略呈圆锥形,以便为部件提供尽可能大的空间。这意味着头部上部的空间是边缘的,即将移液管与部件对齐的马达几乎没有任何操作空间。在这种情况下,只有专门针对可用空间量身定制的高度专业化设计才能生成紧凑的轻型构建解决方案。
为此目的,20个无刷直流电机(直径仅为8至9 mm,包括位置传感器)以略微圆锥形状开发。作为电子换向电动机,它们特别适用于在连续工作条件下的定位任务。但是,这需要卓越的驱动控制。这是两位专家之间的伙伴关系证明具有决定性的地方。该团队没有为电机和头部的其他部件使用两个独立的控制器,而是选择了协同作用。用于电动机的控制电子器件集成在其他部件的控制板中,因此占用的空间大大减少。尺寸和质量按比例缩小,而装配性能则提高。

供应模块的标准皮带宽度为8,12,16至88 mm
 
20段收集和放置单位
 

组件供应,快速而精确

为了充分发挥与20段C&P头相关的卓越运行性能,还必须以最高精度执行组件供应。除了更高的速度之外,操作期间的简单转换和通用应用被定义为关键目标。直到最近,元件进给的标准是宽度为30毫米或更大的传送带,可以容纳一条,两条或三条皮带(标准皮带宽度:8,12,16到88毫米宽)。更换部件时,所有皮带都必须与输送机进行更换,即使只有一个部件不同。为了提高效率,目的是在指定的空间内安装三个独立的输送机。由Triple Feeder提供30毫米。到目前为止相对“大”的微电机,直径为15毫米,
但是,X-Feeder中对新电机的要求是最大直径约为。10毫米 由于采用了特殊的高能磁铁,这些新型电机能够达到与传统20 ... 25 mm电机相关的性能水平。当人们认为电机的性能通常随着直径的平方增加或减少时,设计工程师的成就就更令人印象深刻了。同时,驱动系统必须吸收皮带的牵引力。通常,这相当于几牛顿的拉力; 超过这一点,皮带的穿孔将撕裂。微驱动专家FAULHABER通过为每个皮带运输车使用两个电机满足了这一要求,这对于小型驱动器来说是不寻常的。
偏置马达在共同的斜齿轮轴上操作,该齿轮轴又驱动皮带运输器的齿轮。该装置可确保始终保持必要的动态特性和最大安全范围的扭矩曲线。因此,X-Feeder驱动器可在小于40 ms的循环时间内确保±25μm的可靠定位。这有助于使用20段C&P头安全供应组件。


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