SMT防错件系统的发展及其未来展望-条码防错系统

第第#页共7页SMT防错件系统的发展及其未来展望:条码

防错系统【摘要】5乂1防错料系统，又称为5乂1防呆系统，5乂1防错系统，是一种运用电脑网络技术、条形码或RFID技术来解决SMT生产过程中上料错误问题的一种软件解决方案。【关键词】5乂「防错料；系统在SMT设备贴片之前，需要作业人员将料盘放在正确的Feeder上，再把Feeder放在合适的SMT设备的站位上，在实际操作过程中，经常发生用错物料或用错Feeder的情况，由于SMT设备是高速连续运行，如果不能事先避免这种错误，将造成返工或报废从而给企业带来巨大损失。SMT即表面贴装技术（SurfaceMountedTechnology）,是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。一般工艺包括：印刷（红胶/锡膏--＞贴装（先贴小器件后贴大器件：分高速贴片及集成电路贴装）--＞回焊炉（采用热风回流焊进行焊接）--＞检测（可分AOI光学检测外观及功能性测试检测）--＞维修（使用工具：焊台及热风拆焊台等）。因贴片零件种类繁多，体积小且外观相似，且人为操作疏忽，最终导致错料发生。目前错料的检测方法包括ICT自动检测机，人工放大镜检测等，但如果要最大程度避免错料的发生，则需分析整个流程，找出任何一种发生错料的可能性，并实施相关改善措施。SMT元器件的流通过程如下，①根据工单的需求，将相应的元器件分配至生产线；②根据料表挑选Feeder,并把料盘装配至Feeder上；③根据料表，把Feeder装配至SMT设备的站位上，生产开始。造成严重后果的错误发生在第3个阶段，如果错误的元器件被SMT设备贴装到PCB板上以后，要修复就必须花费巨大的人力。在没有5乂1防错料系统前，传统的操作方法是只能是以人工的方式反复核对，在上料以前，生产中分别对SMT料站料号与料表上相应料站的料号进行比对，会存在一定的错件概率，因为5乂T机板的零件多，复杂机板单面可以达到1000颗零件以上，由此SMT设备的料站数要在300站左右，人工核对难免疏忽，由此，发展开出5乂1防错料系统，将比对的工作交由系统来实现，避开人工核对，由此降低错件概率。第一代的防错件系统的防错原理如下：(1)料号信息与Feeder信息绑定。在防错件系统中有一张表，保存所有料号与Feeder绑定的记录，Feeder的编码遵循一定的规则，且每一把Feeder都有一个唯一的编码，这样根据这张报表，从Feeder编码就能找到这把Feeder上的元器件的料号。（2）SMT设备贴片程序与料表。SMT设备贴片程序生成后，哪些料站需要使用，需要使用的那些料站需要使用什么料，就完全定下一来了，由此可以生成一张报表，就是料表，料表上定义了设备站点需要使用什么料件，需要使用什么类型的Feeder。料表需要维护至防错件系统中。（3）SMT设备识别Feeder。开始生产前，Feeder需要装配到相应的设备料站上，这时SMT设备需要识别料站上的Feeder的编码，防错件系统设置一个BarcodeReader来读取Feeder编码，并根据第1步中的料号信息与Feeder信息绑定的报表中获得这个料站上的元器件的料号。（4）SMT防错料系统进行比对。SMT防错料系统通过第3步获取的料号与第2步中录入系统中的料表进行比对，如果相应资料匹配，正常进行生产，如果不匹配，系统报警并阻止5乂1机器生产，由此达到防错件的目的。随着SMT技术的发展，机械式Feeder的缺点越来越明显，因为Feeder而造成的机板缺陷成为主要缺陷，这时电气化Feeder应运而生了，精度更高，能大幅降低缺陷率。电器化Feeder内含芯片，能记录Feeder的基本信息，在与机器连接时，可以传递信息，由此引出第二代防错件系统，第二代系统的第1步与第2步与前一代系统类似，第3步的信息获取不是由防错件系统的BarcodeReader取得，而是SMT机器会读取料站上Feeder的编码，防错件系统直接从5乂1机器系统中读取料站上的Feeder编码，再由第1步生成的报表中获取料站上的元器件料号，然后进行最后一步的比对。第二代系统与前一代系统比较，避开了BarcodeReader读取Feeder编码这个环节，而是由机器与Feeder之间电气连接直接读取Feeder芯片中的资料，降低了误读概率，提升了准确性。随着技术的进一步发展，对机器效率的要求越来越高，Feeder的更换会造成机器停机，即便工人非常熟练，也会有时间上的损失，且SMT机器料站很多，累积起来就是一个不小的数字，因此，更换Feeder这种换料方式不能被允许。由此，发展出不停机换料的模式，即不更换Feeder，在元器件快使用完毕的时间，使用专用的接料设备，把下一个料卷接在将前一个料卷上，上一个料卷上的元器件使用完成后，下一个料卷直接进入生产，避免机器停机。这对防错件系统提出了新的要求，原先的Feeder与料卷的关系是 对应的关系，通过Feeder就可以得知Feeder上料卷的料号，且这个料号是唯一的，但是新的换料方式不能达到这个要求，也就是说同一个Feeder上可以绑定不同的料卷，料卷上的料号可以相同，也可以不同，这时候系统就不能完全判断是用错料件，原有的防错系统在新的换料模式下是失效的。伴随着SMT设备的进步，新的系统也应运而生了。新系统必须解决同一个Feeder绑定多个料卷的问题。解开这个问题的关键是防错件系统如何判断料卷被切换了，且新料卷何时投入使用。SMT机器程序编制完成后，机器的动作即被完全定义了，每一个动作都会依程序一步步执行，称为sequence，每一个动作都会被SMT机器详细记录，某一个吸嘴吸取了某一个料站的元器件，正确贴片到了PCB板上，还是这个过程中发生了异常，这颗元器件被抛至抛料盒中，由这个记录就可以知道所有料站的元器件被使用了多少。这样Feeder上料卷的元器件数量就可以计算出来。而这个又要求所有料卷的元器件的原始数量需要记录在防错件系统中。新系统的执行步骤如下：(1)防错件系统中有一张报表，记录与Feeder绑定的第一个料卷的信息，其中包含Feeder编码，料卷上元器件料号及元器件数量。SMT贴片程序料表维护至防错件系统中。Feeder装配至SMT机器料站后，机器即可直接读取料站上Feeder的编码，再由上一步的报表即可得出料站上使用何种料号的元器件及其数量。在机器未开始生产前，防错件系统即可从SMT机器中直接读取料站料号与料表中的料号比对，确保Feeder上第一个料卷上的元器件没有使用错。（4）某个料站上的元器件快使用完成时，工人挑选与前一卷料相同料号的料卷，使用接料设备将这2个料卷的料带接在一起，并确保2个料卷之间接续无误。接续之后在防错件系统中记录接料事件，记录Feeder编码，新料卷料号，新料卷元器件数量。接料事件完成后，防错件系统会进行第一轮判断，系统已经知道这个Feeder对应的料站需要使用何种料号的元器件，会比较新料卷料号与应该使用的料号进行比对，不相符时系统会报警，但SMT机器并不会停机，因为上一个料卷的料件并未使用完，机器还在使用正确的元器件，这时工人需要更换错误料卷并再次在系统中记录接料事件。（5）SMT机器使用到新料卷元器件的时候，防错件系统已经通过SMT机器的sequence记录，得知这个料站将要使用新料卷，这个会有以下2种情况：①工人接料了，却没有在系统中记录接料事件。系统会认为并没有接料，报警，作料无料处理，SMT机器会停机。②工人接料了，并在系统中正确记录接料事件。系统会认为前一卷料使用完成，进入下一卷料使用，SMT机器正常生产。目前防错件系统都是在最后生产的环节防错，并未拓展到元器件运转的过程中，期待未来