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PCBA组装生产线如何快速实现自动化?

2017-09-02 15:58:34 PCBA加工厂家 161
对于PCBA组装生产线自动化,大家觉得【组装】比较容易做,还是【测试】比较容易做呢?现在的组装很多动作都可以靠机器手臂帮忙了,而测试是否也可以做到呢?
不过,就广州诺的电子的了解,要在产线上执行自动化,其实最缺乏的是「人」,而且是调适设备的「工程师」。因为不论是使用机器手臂来帮忙组立产品或测试,还是使用模组化的方式,设备与治具的公差及可适性都会显得非常重要,否则一个误差就可能组立出不良的产品,甚至严重到压毁零部件。

另外,自动化执行时最担心「为了自动化而自动化」,广州诺的电子会建议不论采取自动化与否,都应该以投资回报率(ROI, Return On Investment)为基准来评估要不要执行自动化或是维持原来的作业何种是最经济、最节省成本的生产,因为最终还是得以成本与效益来考量。

PCBA组装

 

整机测试自动化

以现在的「手机」生产为例,PCBA整机组装后的成品自动化测试可以利用机器手臂来取代以前人工做点按及触控萤幕划线的动作。
剩下的部份就交给手机上面执行的自我测试程式(Diagnostic Test)与电脑用无线传输(WiFi或BlueTooth)指令来互相做沟通即可。
最麻烦的应该IO连接器的实插测试,如果是手机测试,或许可以考虑直接省略,因为现在的手机只剩下耳机孔与micro-USB连接器,如果板阶有测试过了,或许可以直接省略,或是设计「自动啮合(Auto-engage)」装置来达成。
最后的外观检查(cosmetic/visual inspection)则可以交给影像辨识系统来执行。
 

电路板阶测试自动化

而电路板阶的自动化测试目前算是比较成熟的一块,基本上电路板测试有分成AOI、ICT/MDA、FVT等几种测试。 
电路板组装后的几种测试方法AOI/MDA/ICT/FVT/FCT/ATE探讨
▪ AOI (Auto Optical Inspection):其实大多数的AOI设备都已经架设在SMT的流水线上了,所以AOI的自动化绝对没问题。
▪ ICT/MDA:ICT与MDA本来就是自动化的测试,比较麻烦的是上下料的部份,目前看到的自动化是设计机器手臂来做自动上下料(loading/unloading)的动作。
▪ FVT (Function Verification Test):这部份也可以考虑使用机器手臂来自动上下料(loading/unloading)的动作,而FVT原来需要手工操作的部份也可以使用PCBA整机组装的测试方式,不过可以多加利用电路板上的测试点(Test Point)与针床来达成测试的目的。
为了让机器手臂可以方便取放电路板于这些侧是机台内,一般会建议使用抽屉式的吸入/退出装置取代早期的掀盖式装置。
 

电路板阶自动组立

其实电路板的组装算是目前最成熟的一块了,因为现在的板子几乎都使用纯SMT生产,而SMT也算是目前电子工厂内自动化最完整的一块。
如果还有部份的传统插件零件,建议采用PIP/PIH的制程,让传统插件也可以经过回焊炉焊接,否则就要考虑自动焊接机器手臂了,只不过机器手臂的焊接需要比较大的避让空间。
 

整机自动化组装

这是广州诺的电子认为比较棘手的一块,也许是广州诺的电子的经验还不足吧!有经验的朋友分享一下。
目前看到比较多组立自动化应该是「锁螺丝」这一块,而且也是百家争鸣,非常多的厂商都著墨在这一块,有用吸的、也有用吹的来自动喂螺丝,也有采用机单机器手臂,配合传统的电动螺丝起子并搭配传统的喂螺丝机来达成的。
广州诺的电子觉得PCBA整机组装最难的其实是「软排线(FPC)」的组装,因为这属于比较精细的组装,而且软排线不易控制其走向,投资与回收可能不成正比。
还有就是必须要求厂商的零组件来料重新配合自动化来变更包装,以达到可以自动上下料的设计,否则还要安排一个员工在那边排列零件就失去自动化的意义了。只是这么一来包装费用就会贵上许多,所以目前组装自动化还一直未能完全导入。
对于PCBA电子组装生产线自动化,大家觉得【组装】比较容易做,还是【测试】比较容易做呢?现在的组装很多动作都可以靠机器手臂帮忙了,而测试是否也可以做到呢?
不过,就广州诺的电子的了解,要在产线上执行自动化,其实最缺乏的是「人」,而且是调适设备的「工程师」。因为不论是使用机器手臂来帮忙组立产品或测试,还是使用模组化的方式,设备与治具的公差及可适性都会显得非常重要,否则一个误差就可能组立出不良的产品,甚至严重到压毁零部件。
另外,自动化执行时最担心「为了自动化而自动化」,广州诺的电子会建议不论采取自动化与否,都应该以投资回报率(ROI, Return On Investment)为基准来评估要不要执行自动化或是维持原来的作业何种是最经济、最节省成本的生产,因为最终还是得以成本与效益来考量。
 

整机测试自动化

以现在的「手机」生产为例,PCBA整机组装后的成品自动化测试可以利用机器手臂来取代以前人工做点按及触控萤幕划线的动作。
剩下的部份就交给手机上面执行的自我测试程式(Diagnostic Test)与电脑用无线传输(WiFi或BlueTooth)指令来互相做沟通即可。
最麻烦的应该IO连接器的实插测试,如果是手机测试,或许可以考虑直接省略,因为现在的手机只剩下耳机孔与micro-USB连接器,如果板阶有测试过了,或许可以直接省略,或是设计「自动啮合(Auto-engage)」装置来达成。
最后的外观检查(cosmetic/visual inspection)则可以交给影像辨识系统来执行。
 

电路板阶测试自动化

而电路板阶的自动化测试目前算是比较成熟的一块,基本上电路板测试有分成AOI、ICT/MDA、FVT等几种测试。 
电路板组装后的几种测试方法AOI/MDA/ICT/FVT/FCT/ATE探讨
▪ AOI (Auto Optical Inspection):其实大多数的AOI设备都已经架设在SMT的流水线上了,所以AOI的自动化绝对没问题。
▪ ICT/MDA:ICT与MDA本来就是自动化的测试,比较麻烦的是上下料的部份,目前看到的自动化是设计机器手臂来做自动上下料(loading/unloading)的动作。
▪ FVT (Function Verification Test):这部份也可以考虑使用机器手臂来自动上下料(loading/unloading)的动作,而FVT原来需要手工操作的部份也可以使用PCBA整机组装的测试方式,不过可以多加利用电路板上的测试点(Test Point)与针床来达成测试的目的。
为了让机器手臂可以方便取放电路板于这些侧是机台内,一般会建议使用抽屉式的吸入/退出装置取代早期的掀盖式装置。
 

电路板阶自动组立

其实电路板的组装算是目前最成熟的一块了,因为现在的板子几乎都使用纯SMT生产,而SMT也算是目前电子工厂内自动化最完整的一块。
如果还有部份的传统插件零件,建议采用PIP/PIH的制程,让传统插件也可以经过回焊炉焊接,否则就要考虑自动焊接机器手臂了,只不过机器手臂的焊接需要比较大的避让空间。
▪ 把SMD零件改成通孔锡膏(Paste-In-Hole)制程有何差别及影响?
▪ 让通孔元件/传统插件也走回焊炉制程(paste-in-hole)
 

整机自动化组装

目前看到比较多组立自动化应该是「锁螺丝」这一块,而且也是百家争鸣,非常多的厂商都著墨在这一块,有用吸的、也有用吹的来自动喂螺丝,也有采用机单机器手臂,配合传统的电动螺丝起子并搭配传统的喂螺丝机来达成的。
广州诺的电子觉得PCBA整机组装最难的其实是「软排线(FPC)」的组装,因为这属于比较精细的组装,而且软排线不易控制其走向,投资与回收可能不成正比。
还有就是必须要求厂商的零组件来料重新配合自动化来变更包装,以达到可以自动上下料的设计,否则还要安排一个员工在那边排列零件就失去自动化的意义了。只是这么一来包装费用就会贵上许多,所以目前组装自动化还一直未能完全导入。



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公司简介

广州市诺的电子有限公司成立于2010年,专业从事PCB电路板制作、SMT贴片加工、DIP插件、PCBA测试、成品组装、包装物流等一站式电子制造服务。公司下设天河、增城两家工厂,总占地面积4200㎡,配备7条SMT生产线(三星SM471及富士CP8系列)、3条插件生产线、4条成品组装线,通过ISO9001:2008及SGS认证,执行IPC-A-610E电子验收标准,长期为国内外上市公司及知名企业提供专业制造服务。

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