Máy kéo ra tự động loại bảng rơi trong thiết bị SMT

Trong dây chuyền sản xuất SMT (Surface Mount Technology), bộ nạp/dỡ bảng mạch tự động kiểu thả là một thiết bị quan trọng để chuyển và quản lý PCB (Bảng mạch in) tự động. Nó chủ yếu được sử dụng trong các quy trình nạp (cấp bảng mạch chưa qua xử lý vào dây chuyền sản xuất) và dỡ (thu thập các bảng mạch đã qua xử lý), đạt được sự lưu thông bảng mạch hiệu quả và liên tục thông qua thiết kế cấu trúc "kiểu thả". Sau đây là phần giới thiệu chi tiết từ các khía cạnh như chức năng thiết bị, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, đặc điểm và các tình huống ứng dụng:

I. Chức năng cốt lõi

1. Chức năng nạp: Nó vận chuyển các PCB chưa qua xử lý được xếp chồng lên nhau từng cái một một cách có trật tự đến thiết bị đầu cuối của dây chuyền sản xuất SMT (chẳng hạn như máy in, máy kiểm tra SPI, v.v.), thay thế việc nạp thủ công và giảm sự can thiệp thủ công.
2. Chức năng dỡ: Nó tự động xếp chồng và thu thập các PCB đã qua xử lý được xuất ra từ cuối dây chuyền sản xuất (chẳng hạn như bảng mạch hoàn thiện sau khi hàn reflow), tạo điều kiện cho việc xử lý, kiểm tra hoặc lưu trữ sau này.
3. Kết nối dây chuyền sản xuất: Thông qua sự tương tác tín hiệu với các thiết bị trước và sau (chẳng hạn như cảm biến, điều khiển PLC), nó phù hợp với nhịp điệu của toàn bộ dây chuyền sản xuất SMT để đảm bảo tính liên tục và ổn định của việc truyền PCB.

II. Cấu tạo

• Khung và vỏ ngoài: Cung cấp sự hỗ trợ tổng thể cho thiết bị. Vỏ ngoài thường được làm bằng acrylic trong suốt hoặc kim loại, thuận tiện cho việc quan sát trạng thái hoạt động bên trong và đóng vai trò trong việc ngăn ngừa bụi và bảo vệ an toàn.
• Giá đỡ vật liệu (khu vực xếp chồng): Dùng để đặt các PCB cần nạp hoặc dỡ. Nó thường được thiết kế với chiều rộng có thể điều chỉnh để thích ứng với các PCB có kích thước khác nhau (phạm vi kích thước phổ biến: 50mm×50mm đến 450mm×300mm).
• Cơ chế vận chuyển:
  • Trong quá trình nạp, PCB ở dưới cùng của giá đỡ vật liệu được "giữ ra" bởi băng tải, con lăn hoặc cốc hút và được vận chuyển đến dây chuyền sản xuất;
  • Trong quá trình dỡ, PCB được xuất ra từ dây chuyền sản xuất được hướng đến đỉnh của giá đỡ vật liệu và xếp chồng lên các bảng mạch hiện có thông qua hành động "thả" (sử dụng trọng lực để rơi tự nhiên, giảm hư hỏng do tiếp xúc cơ học).
• Hệ thống truyền động: Truyền động cơ chế vận chuyển bằng động cơ servo, xi lanh hoặc động cơ bước để đảm bảo độ chính xác và tốc độ truyền (thường tốc độ truyền có thể điều chỉnh, từ 1-3 mét mỗi phút).
• Hệ thống cảm biến và điều khiển:
  • Cảm biến (chẳng hạn như cảm biến quang điện, cảm biến vị trí) được sử dụng để phát hiện sự hiện diện, vị trí và chiều cao xếp chồng của PCB để ngăn chặn việc xếp chồng quá mức hoặc thiếu vật liệu;
  • PLC (Bộ điều khiển logic khả trình) đóng vai trò là lõi điều khiển, nhận tín hiệu từ các thiết bị trước và sau, điều phối các hành động của các thành phần khác nhau và hỗ trợ kết nối với hệ thống MES của dây chuyền sản xuất để thực hiện quản lý thông minh.
• Thiết bị phụ trợ: Chẳng hạn như miếng đệm chống xước (để bảo vệ bề mặt PCB), núm điều chỉnh chiều rộng, nút dừng khẩn cấp, v.v.

III. Nguyên lý hoạt động

1. Quá trình nạp:
   • Người vận hành đặt các PCB chưa qua xử lý được xếp chồng lên giá nạp;
   • Sau khi cảm biến phát hiện các bảng mạch, hệ thống điều khiển khởi động cơ chế vận chuyển, đẩy PCB dưới cùng về phía trước đến đường ray dây chuyền sản xuất;
   • Khi bảng mạch dưới cùng rời đi, các bảng mạch được xếp chồng lên trên rơi tự nhiên ("thả") xuống dưới cùng do trọng lực, chờ đợi lần vận chuyển tiếp theo. Chu kỳ này tiếp tục cho đến khi giá đỡ vật liệu trống, tại thời điểm đó, thiết bị phát ra cảnh báo thiếu vật liệu.
2. Quá trình dỡ:
   • Các PCB đã qua xử lý được xuất ra từ dây chuyền sản xuất được vận chuyển đến lối vào của bộ dỡ;
   • Cơ chế vận chuyển hướng PCB đến đỉnh của giá dỡ, căn chỉnh nó, sau đó thả nó ra. Bảng mạch rơi do trọng lực và xếp chồng lên bảng mạch bên dưới;
   • Cảm biến theo dõi chiều cao xếp chồng trong thời gian thực. Khi nó đạt đến giới hạn trên đã đặt, thiết bị phát ra cảnh báo đầy vật liệu, nhắc người vận hành lấy các bảng mạch đi.

IV. Đặc điểm của thiết bị

• Mức độ tự động hóa cao: Không cần nạp/dỡ thủ công từng cái một, giảm chi phí lao động và nguy cơ hư hỏng PCB do các thao tác thủ công (chẳng hạn như nhiễm dấu vân tay, va chạm và trầy xước).
• Khả năng tương thích mạnh mẽ: Thông qua điều chỉnh chiều rộng, nó có thể thích ứng với các PCB có kích thước và độ dày khác nhau (thường là 0,3-3mm), đáp ứng các nhu cầu sản xuất đa dạng.
• Truyền ổn định: Việc xếp chồng "kiểu thả" sử dụng trọng lực thay vì ép cơ học, giảm hư hỏng cho các linh kiện trên bề mặt PCB (đặc biệt là các linh kiện SMD chính xác) và phù hợp với các bảng mạch dễ vỡ hoặc đã được gắn.
• Hiệu quả và liên tục: Đồng bộ với nhịp điệu dây chuyền sản xuất, một thiết bị duy nhất có thể xử lý 300-600 PCB mỗi giờ (tùy thuộc vào kích thước bảng mạch và tốc độ truyền), đáp ứng nhu cầu sản xuất hàng loạt.
• An toàn và độ tin cậy: Được trang bị bảo vệ cảm biến, nút dừng khẩn cấp và bảo vệ quá tải, giảm tác động của lỗi thiết bị đến dây chuyền sản xuất.

V. Tình huống ứng dụng

• Quá trình nạp: Kết nối khu vực lưu trữ PCB với các thiết bị đầu cuối như máy in, máy phân phối và máy đặt linh kiện để đảm bảo nguồn cung cấp liên tục các bảng mạch chưa qua xử lý.
• Quá trình dỡ: Kết nối với các thiết bị cuối như lò reflow và máy kiểm tra AOI để thu thập các PCB đã hoàn thành hoặc cần kiểm tra.
• Lưu trữ tạm thời: Đóng vai trò là một thiết bị lưu trữ đệm tạm thời khi dây chuyền sản xuất đang thay đổi ca hoặc thiết bị tạm thời ngừng hoạt động, tránh tình trạng dây chuyền sản xuất bị đình trệ.

Tóm lại, thông qua cấu trúc đơn giản và nguyên tắc "thả" hiệu quả, bộ nạp/dỡ bảng mạch tự động kiểu thả đã trở thành một thiết bị không thể thiếu trong việc truyền tự động của dây chuyền sản xuất SMT, giúp cải thiện hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm.