П: Што се неуспесите со висока честота на одговор во SMT пневматските системи и како се пројавуваат на линиите за електронска монтажа?

Во технологијата за монтирање на површината (SMT) за електронска собирања, брзината и прецизноста се главните метрики на производствената ефикасност. Современите машини за подигнување и поставување, автоматизираните фидери за компоненти и пневматичните вакуумски сопла работат со изумителни брзини, поставувајќи десетици илјади микроскопски компоненти (како што се кондензатори, отпорници и микрочипови) врз печатени плочи за кола (PCB) секој час. За да се одржи оваа брзина, пневматичните соленоидни вентили кои ги контролираат овие актуатори мора да циклираат со висока фреквенција, често во опсег од 30 до 60 Херц (цикли по секунда), со времиња на одговор измерени во милисекунди со една цифра.

Неуспех на високочестотна реакција се појавува кога пневматичниот соленоиден клапан повеќе не може да заврши циклусот на отворање и затворање во предвидениот временски рамки. Наместо брз, моментален премин, реакцијата на клапанот станува бавна, непредвидлива или сосема несинхронизирана со електронскиот контролер на машината. Овој механички закаснување може да предизвика неколку сериозни проблеми со квалитетот и операциите на производствената линија:

• Неправилно поставување на компонентите и ‘гробишта’ (tombstoning): Ако пневматски вентил клапанот што го контролира вакуумското сопло не го ослободи вакуумот во точно милисекундата кога главата за поставување ќе стигне до PCB-та, компонентата може да се постави малку вон целта, да падне прерано или да застане вертикално на еден крај (дефект познат како ‘гробишта’).
• Зголемена стапка на отпад: бавноста во преминувањето на клапанот води до падање на компонентите внатре во машината или нивно неправилно поравнување врз лепкавата паста за лепење, што резултира со незабавно одбивање на плочата и скапо отфрлање на компонентите.
• Грешки во синхронизацијата на системот: SMT машините користат непрекинати оптички и механички сензори за потврда на поставувањето на компонентите. Забава од само 5 милисекунди во пневматичкото активирање може да предизвика автоматско итно спирање на машината, што го прекинува целиот производствен линија.
• Неуспеси при отстранување со вакуум: Во текот на ослободувањето на компонентите, краток импулс на позитивен притисок (воздух за отстранување) се инжектира за надминување на остаточниот вакуум и силите на адхезија. Ако високоскоростниот клапан за отстранување не реагира доволно брзо, компонентата останува прилепната за дюзата, што резултира со грешка при подигање во следниот циклус.

П: Кои се основните причини за неуспеси при високофреквентниот одговор кај пневматичките соленоидни клапани за SMT?

Кога високочестотен пневматичен вентил почне да се квари, проблемот ретко е едноставна електрична неисправност. Напротив, обично е комплексно заемодејство помеѓу механичкиот wear, квалитетот на воздухот, пневматичниот дизајн и топлинскиот напор. Инженерите за истражување и развој и тимовите за одржување мора да истражат неколку чести основни причини при дијагностицирањето:

• Загадување на компресираниот воздух: SMT машините бараат извонредно чист и сув воздух. Ако главниот филтрациски систем пропадне, микроскопски честички прашини, масло од компресорот или водена пара можат да влезат во вентилот. На високи брзини, ова смеска создава леплива глина внатре во вентилот, што ја зголемува механичката отпорност врз внатрешниот плунжер и забавува неговото движење.
• Прегревање на соленоидната намотка: Работењето на соленоидната намотка на високи фреквенции (особено со континуирани циклуси на работа) генерира значителна топлина. Како што температурата на бакарната намотка расте, нејзината електрична отпорност се зголемува, што ја намалува магнетната сила која дејствува врз клапанската плунжерска кутија. Оваа послаба магнетна сила забавува времето на отворање на клапанот и може да спречи целосно активирање.
• Носач и износување на запчениците: Стандардните гуменки или полиуретанските запченици претрпуваат брзо триенско износување и генерирање на топлина кога се циклираат милиони пати со висока брзина. Резултирачкото триење го забавува временскиот одговор и може да предизвика деградација на материјалот на запченицата, што предизвикува внатрешни воздушни течови кои дополнително го намалуваат брзината на активирање.
• Противпритисок и ограничувања на протокот на изгорелите гасови: Во компактните SMT машини, многу вентили се монтираат близу едни до други на една иста колекторска плоча. Ако издувните отвори или шумопоглушувачите се ограничени, може да се создаде противпритисок во колекторската плоча. Овој остаточен притисок дејствува против клапната плоча и спречува нејзината вратачка пружина, што ја забавува затворањето на вентилот.
• Премногу Цевки Должина: Физичкото растојание помеѓу пневматичниот вентил и актуаторот претставува столб воздух што мора да се подложи на притисок и да се испразни при секој циклус. Ако поврзувачките полиуретански цевки се премногу долгички, пневматичниот сигнал се забавува, што имитира неуспех во одговорот на вентилот.

Прашање: Како тимовите за одржување можат систематски да дијагностицираат и да отстранијат овие чести неуспеси?

Отстранувањето на честите пневматични неуспеси во SMT средини бара систематски дијагностички пристап. Инженерите за одржување треба да ги следат овие технички кораци за дијагностика:

• Дијагностицирајте квалитетот на компресираниот воздух: Проверете локализираната единица за филтрирање-регулација-мазење (FRL) на машината. Осигурете се дека коалесцентниот филтер активно отстранува масната магла до 0,01 микрони и дека мембранскиот сушилник го одржува точката на роса на или под 3 степени Целзиус. Почистете ги воздушните цевки за да отстраните секоја натрупана течност или мутина.
• Измерете електричниот контролен сигнал: Користете осцилоскоп за да потврдите дека 24 В постојан напон (DC) сигналот што стигнува до соленоидната намотка е чист, остар квадратен бран. Секое падање на напонот или бавно време на пораст од ПЛК-от или контролерот на машината може да предизвика соодветни механички забави на вентилот.
• Потврдете термалната и магнетната перформанса: Измерете ја температурата на соленоидните намотки во текот на максималната работа. Ако намотките работат многу топло (над 80 степени Целзиус), потврдете дали се оценети за 100% континуална употреба и проверете дали управувачкиот колку може да користи енергиски ефикасно намалување на напонот со техниката „врв-држење“.
• Смањете пневматски мртав волумен: Прегледајте распоредот на цевките. Цевките треба да бидат што е можно пократки (идеално под 300 мм) и со минимален внатрешен пречник потребен за достава на потребниот проток. Ова го намалува волуменот на воздухот што мора да се стисне, осигурувајќи моментална механичка реакција на диспензерот.
• Прегледајте издувните патишта и шумопоглушувачите: Отстранете ги шумопоглушувачите од колекторот и тестирајте ја брзината на машината. Ако има значително подобрување на одговорот, шумопоглушувачите се запушени со масни остатоци и мора да се заменат за да се спречи натрупувањето на контрапритис.

П: Кои напредни технологии за вентили разви AIRWORK за елиминирање на честите неуспеси во SMT автоматизацијата?

За да се спречат честите неуспеси во одговорот кои се карактеристични за стандардните индустриски вентили, AIRWORK разви специјална серија високоскоростни микросоленоидни вентили дизајнирани специфично за SMT и производствени линии за собирање на полупроводници:

• Технологија на спулки со ниско триење: AIRWORK користи леки спулки од тврдо анодизиран алуминиум со специјални покривки со ниско триење. Ова намалува подвижната маса и елиминира ефектот на „лепнување-клiziње“, што овозможува вентилот да премине помеѓу состојбите за помалку од 4 милисекунди.
• Печати од HNBR со висока издржливост: Вентилите SMT имаат печати од хидрогенизиран нитрил бутадиен каучук (HNBR) со високи перформанси кои обезбедуваат исклучителна отпорност на потрошувачки и термичка стабилност. Овие печати се дизајнирани да издържат повеќе од 100 милиони циклуси без деградација, сочувувајќи совршена запечатеност и ниско триење.
• Коили со оптимизирано расипување на топлина: Коилите на AIRWORK се намотани со жица од висок квалитет и инкапсулирани во полимери со висока топлинска проводливост. Тие се дизајнирани за брзо расипување на топлина, сочувувајќи ниски работни температури дури и при постојано превклучување со висока фреквенција.
• Интегрирана коловица за штедење на енергија: Нашиот напреден високоскоростен соленоидни вентили можат да се достават со интегрирани коловици за штедење на енергија. Овие коловици испорачуваат импулс со висок напон (24 В постојан струјен напон) во фракција од милисекунда за да се иницира брзо движење на клучот, а потоа веднаш се спуштаат на понизок напон за задржување (обично 5 В постојан струјен напон). Ова намалува генерирањето на топлина до 70%, спречувајќи деградација на намотката и одржувајќи ултра-брзи временски одговори во текот на долгите работни смени.

Со ажурирање на SMT системите за подигнување и поставување и автоматизираните хранители кон високофреквентните пневматски решенија на AIRWORK, B2B производителите на електроника можат да минимизираат грешки при поставувањето на компонентите, да намалат стапката на отпад и да одржат непрекинати производствени серии со висок принос.