Neste artigo, um Máquina SMT refere-se especificamente a um automatizado máquina de pegar e colocar Utilizado durante a etapa de posicionamento de componentes na montagem de placas de circuito impresso (PCB). Ele segue os dados de produção preparados, estabelece a posição real da PCB, seleciona os componentes de posições de fornecimento controladas, mede sua posição e orientação, corrige as coordenadas de posicionamento e os libera em locais programados na PCB.
O processo operacional pode ser resumido da seguinte forma:
Dados de Produção → Posicionamento da Placa de Circuito Impresso → Apresentação dos Componentes → Coleta → Medição por Visão → Correção de Coordenadas → Posicionamento → Repetição
Esse processo de alto nível é comum em equipamentos de montagem de componentes SMT, embora os projetos exatos das cabeças de impressão, os arranjos das câmeras, os métodos de coleta e as sequências de controle variem de acordo com a plataforma e a configuração da máquina.
1. Os dados de produção preparam o processo de colocação.
Antes do início da colocação física, a máquina recebe informações de produção que definem quais componentes são necessários e onde cada componente deve ser colocado na placa de circuito impresso.
Essas informações podem incluir:
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PCB ou programa do produto
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Identificação dos componentes e informações da embalagem
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Coordenadas programadas da placa de circuito impresso
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Atribuições de suprimentos
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Atribuições de bico ou ferramenta de coleta
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Informações fiduciais da placa de circuito impresso
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sequência de colocação planejada
A máquina não decide de forma independente a localização dos componentes. O programa de produção define o posicionamento pretendido, enquanto os sistemas de posicionamento, medição e controle relacionam essa informação às condições reais da placa de circuito impresso e dos componentes dentro do equipamento.
2. A placa de circuito impresso entra e estabelece sua posição.
O processo de colocação começa quando a placa de circuito impresso entra na máquina através de uma esteira ou outro sistema de manuseio de placas.
Dependendo do projeto da máquina, trilhos, batentes, grampos ou mecanismos de suporte da placa podem manter a placa de circuito impresso (PCI) em uma posição estável durante a colocação dos componentes. A máquina então determina a relação entre a posição real da PCI e as coordenadas armazenadas no programa de produção.
Como os marcadores fiduciais da placa de circuito impresso auxiliam no posicionamento
Os marcadores fiduciais de PCB são marcas de referência reconhecíveis que geralmente ajudam o sistema de visão a determinar a posição, a orientação e o deslocamento da placa.
A máquina pode medir esses pontos de referência e comparar suas localizações reais com os dados esperados do programa. Isso permite que o sistema de controle leve em consideração as diferenças em:
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posição do eixo X
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posição do eixo Y
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Rotação do quadro
3. O Sistema de Suprimentos Apresenta o Componente
Durante o processo de colocação, o sistema de fornecimento de componentes apresenta o componente necessário em uma posição de coleta controlada. Para componentes embalados em fita, um Alimentador SMT geralmente avança e apresenta o componente para coleta.
Os componentes podem ser fornecidos através de:
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alimentadores de fita
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Bandejas
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Tubos ou varetas
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Outros sistemas de fornecimento suportados
O sistema de fornecimento disponibiliza o componente necessário para retirada. Ele não coloca o componente na placa de circuito impresso.
Por exemplo, um alimentador de fita avança a fita transportadora até que o componente necessário alcance a área de coleta, enquanto um sistema de bandejas apresenta os componentes em posições predefinidas. Outros formatos de fornecimento utilizam métodos de apresentação diferentes, dependendo da embalagem do componente e da configuração da máquina.
4. O bico recolhe o componente.
Assim que o componente estiver disponível na posição de coleta, a cabeça de posicionamento se move em direção à área de suprimento.
Um bocal ou ferramenta de coleta adequada entra em contato com o componente e o segura para movimentação. O vácuo é comumente usado para muitos componentes de montagem em superfície, embora os métodos de coleta variem dependendo do tipo de componente e do projeto do equipamento.
O bocal e a cabeça de colocação desempenham funções diferentes:
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Bocal: Contata, segura e libera o componente.
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Responsável pelo estágio: Transporta e movimenta o bocal ou a ferramenta de recolha entre os estágios de operação.
O bocal interage diretamente com o componente, enquanto a cabeça de posicionamento proporciona o movimento controlado necessário para a coleta, medição e colocação.
Dependendo da plataforma da máquina, a confirmação da coleta pode envolver feedback de sensores, informações de vácuo, dados de visão ou outros métodos suportados.
5. Medição da visão e correção de posicionamento
Após a coleta, o componente pode não estar perfeitamente centralizado ou corretamente orientado no bocal. Antes da colocação, o sistema de visão pode medir sua posição e orientação reais.
Medição de visão de componentes
O sistema de avaliação de posicionamento pode avaliar:
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Presença de componentes
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Posição do componente em relação ao bico
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orientação rotacional
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Bordas, formas ou características reconhecíveis
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Se a condição de coleta é aceitável.
Esta etapa de medição fornece informações sobre a condição real de coleta do componente antes da sua colocação.
Correção de deslocamento e rotação
O sistema de controle pode combinar:
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Coordenadas programadas do componente
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medições de posição da placa de circuito impresso
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Medições de posição de componentes
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Informações sobre rotação
Com base nessas informações, o sistema de controle pode calcular correções para:
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posição do eixo X
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posição do eixo Y
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Rotação do componente
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Coordenadas de posicionamento final
Por exemplo, se um componente for ligeiramente girado após ser recolhido, o sistema de controle pode calcular a correção necessária antes que o sistema de movimento o mova para o local de destino.
A configuração exata da câmera, o método de correção e o cálculo do software variam de acordo com a plataforma da máquina e não devem ser considerados idênticos em todos os sistemas de montagem SMT.
Posicionamento Visão vs AOI
A visão de posicionamento e a inspeção óptica automatizada servem a propósitos diferentes.
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Visão de posicionamento: Mede a posição e a orientação dos componentes antes da colocação, para que a máquina possa executar a operação de colocação.
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Área de interesse: Inspeciona a placa de circuito impresso montada após a colocação ou refluxo, dependendo de onde o sistema de inspeção está posicionado no processo de produção.
A visão de posicionamento auxilia no posicionamento antes que o componente chegue à placa de circuito impresso (PCB), enquanto a inspeção óptica automatizada (AOI) avalia os resultados da montagem da PCB. Não são o mesmo sistema nem têm a mesma função.
6. A cabeça de posicionamento move e coloca o componente.
Após o cálculo das correções necessárias de posição e rotação, o sistema de movimento direciona a cabeça de posicionamento para transportar o componente em direção ao local programado na placa de circuito impresso.
A operação de colocação pode incluir:
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Movimento em direção à coordenada alvo corrigida.
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Rotação dos componentes quando necessário
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Descida controlada em direção à altura de posicionamento programada.
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Liberar na posição pretendida da placa de circuito impresso
Em um processo de refluxo padrão, o componente é geralmente colocado sobre depósitos de pasta de solda previamente impressos na placa de circuito impresso (PCI). A aderência da pasta de solda ajuda a manter o componente temporariamente em posição, mas a máquina de colocação não cria a junta de solda permanente.
As conexões elétricas e mecânicas permanentes são normalmente formadas posteriormente durante a soldagem por refluxo.
7. O ciclo de colocação se repete
A máquina repete o ciclo funcional para os componentes exigidos pelo programa de produção:
Apresentar → Selecionar → Medir → Corrigir → Mover → Colocar → Repetir
Dependendo da configuração da máquina, a produção pode envolver múltiplos bicos, múltiplas cabeças de colocação, operações paralelas de coleta ou colocação, ou múltiplas linhas de produção ou posições de trabalho.
Essas configurações podem alterar a forma como as operações se sobrepõem, mas a relação funcional permanece a mesma: os componentes são apresentados, selecionados, medidos, corrigidos e posicionados de acordo com as informações de produção preparadas.
O que acontece quando a abordagem ou o reconhecimento não são bem-sucedidos?
Se a máquina não conseguir confirmar uma coleta ou obter um resultado de reconhecimento aceitável, sua resposta dependerá da plataforma da máquina, das configurações do programa e da condição de erro.
A máquina pode:
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Tente novamente a operação.
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Rejeitar o componente
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Registre um erro ou evento de produção.
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Interrompa o processo
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Solicitar a atenção do operador
As causas detalhadas, a interpretação dos alarmes e os procedimentos corretivos dependem da máquina específica e pertencem a recursos de resolução de problemas específicos do equipamento.
O que acontece após a colocação dos componentes?
Após a colocação dos componentes necessários, a placa de circuito impresso sai da máquina de montagem e segue para a próxima etapa de fabricação.
A sequência típica é:
Placa de circuito impresso (PCB) posicionada → Soldagem por refluxo → Inspeção
Durante o processo de refluxo, a pasta de solda é aquecida para formar juntas de solda permanentes entre os terminais dos componentes e as ilhas da placa de circuito impresso. Os equipamentos de inspeção podem então avaliar o posicionamento, a soldagem e outras condições de montagem de acordo com o processo de produção.
O posicionamento dos componentes e a soldagem permanente são, portanto, funções distintas. A máquina de pick-and-place posiciona os componentes, enquanto o processo de refluxo forma as juntas de solda.
Como as máquinas ASM/SIPLACE aplicam esse processo de posicionamento
Máquinas de montagem SMT ASM/SIPLACE Aplicar a mesma sequência geral de fornecimento, coleta, medição, correção e posicionamento dos componentes programados na placa de circuito impresso.
As gerações e configurações de máquinas disponíveis podem diferir na configuração da cabeça de colocação, nos sistemas de alimentação suportados, no manuseio de placas e nas funções de software. Ao avaliar uma máquina, confirme as dimensões necessárias da placa de circuito impresso (PCB), a gama de componentes e encapsulamentos, o volume de produção e a configuração da linha existente em comparação com as especificações reais do equipamento.
Explore as máquinas de montagem ASM/SIPLACE disponíveis ou forneça os requisitos de sua placa de circuito impresso, componentes e produção ao avaliar uma configuração específica.
Perguntas frequentes sobre o funcionamento das máquinas SMT
Como funciona uma máquina de montagem de componentes SMT (pick-and-place)?
Uma máquina SMT de pick-and-place segue dados de produção pré-definidos, estabelece a posição da placa de circuito impresso (PCB), recebe componentes de um sistema de suprimento, os seleciona com um bocal, mede sua posição e orientação, corrige as coordenadas de posicionamento e os libera em locais programados na PCB.
Como a máquina sabe onde colocar cada componente?
A máquina utiliza dados de produção contendo as coordenadas dos componentes e informações relacionadas. As medições da posição da placa de circuito impresso e dos componentes ajudam o sistema de controle a calcular o alvo de posicionamento corrigido.
Qual a diferença entre um bico e uma cabeça de colocação?
O bocal entra em contato com o componente, o segura e o libera. A cabeça de posicionamento transporta e move o bocal ou a ferramenta de coleta entre a posição de alimentação, a plataforma de medição e o local de posicionamento na placa de circuito impresso.
Uma máquina de montagem SMT solda componentes?
Não. A máquina de colocação posiciona os componentes na placa de circuito impresso. As juntas de solda permanentes são normalmente formadas posteriormente durante a soldagem por refluxo.
Conclusão: Uma máquina SMT de montagem e colocação combina dados de produção programados, posicionamento na placa de circuito impresso (PCB), fornecimento controlado de componentes, coleta por bico, medição visual, correção do sistema de controle e movimento da cabeça de colocação para posicionar os componentes em locais programados na PCB. Após a conclusão do ciclo de colocação, a placa segue para a soldagem por refluxo e inspeção.