2.2. Домашние задания и методические указания по их выполнению

2.2.1 Задание № 1

Изучить методы и способы установки компонентов на печатную плату под поверхностный монтаж.

В отчёт занести сведения об их основных характеристиках.

Методические указания по выполнению задания

В настоящее время все компоненты поверхностного монтажа могут быть установлены, начиная с полуавтоматов установки компонентов с производительностью 850÷900 компонентов/час и кончая высокопроизводительными гибкими автоматами установки компонентов с производительностью до 19500 компонентов/час. Причём эти высокопроизводительные автоматы позволяют не только устанавливать компоненты в корпусах BGA, CSP и т. д., но благодаря встроенной в них системе оптического зрения точно центрируют и устанавливают компоненты на контактные площадки платы, причём на «лету» проводят оценку работоспособности компонента и его соответствия номиналу, заложенному в конструкторской документации.

Работа всех автоматов установки компонентов на печатную плату проходит по программе, которую вводит в память автомата оператор. В руководстве пользователя описан порядок составления программы сборки печатной платы. Оборудование для установки компонентов на печатную плату отличается друг от друга способом забора компонентов.

В полуавтоматах это питатели компонентов из россыпи, ленты или кассет. Забор компонентов из питателей осуществляется за счёт светоиндикации текущего питателя и наведения головки на рабочую позицию печатной платы. Двухкоординатный механизм наведения, управляемый по программе от компьютера, позицирует ловитель механизма таким образом, что для установки компонентов при опускании головки нужно пройти направляющим штырём пинцета через отверстие ловителя, что позволяют исключить ошибки неправильной установки компонентов. В автоматах подача компонентов, как правило, производится из ленты, кассет, матричных поддонов. Автоматы оснащены от 2х до 8 вакуумных головок, одновременно устанавливающих по программе компонентов. Автоматы также оснащены системой оптического зрения, позволяющей «на лету» быстро и точно центрировать компоненты в разных корпусах, включая BGA, CSP и т. д.

2.3. Вопросы к домашнему заданию

1. Какие существуют способы и методы установки компонентов на печатную плату для поверхностного монтажа?

2. Расскажите принцип действия простейшего полуавтомата по установке компонентов.

3. Расскажите принцип действия автоматов по установке компонентов.

4. Какие существуют подачи компонентов в автоматах по установке компонентов?

2.4. Лабораторные задания и методические указания по их выполнению

2.4.1 Задание № 1

Изучить устройство, технические характеристики, порядок составления программ, указания по технике безопасности при работе на автомате Quadra Laser. Изучить устройство, технические характеристики, указания по технике безопасности при работе на установке ARP 5000. Изучить руководство пользователя при работе на автомате Quadra Laser и на установке ARP 5000.

Автомат Quadra Laser представляет из себя манипулятор для захвата, транспортировки и последовательной установки на поверхность печатной платы компонентов с планарными выводами SMD с шагом 0,5 мм, интегральных схем со стороной размером до 35 мм, чипы начиная с размера 0402, цилиндрические компоненты такие как MELF и MINI-MELF, транзисторы и диоды в корпусах SOT, триммеры, индукторы и алюминиевые электролитические конденсаторы. Автомат оснащён головкой с двумя наконечниками, которые перемещаются в координатах Х,У. На автомате может быть установлено до 120 питателей из ленты шириной 12,16,24,32,44 мм толщиной 10,5 мм. Автомат также может работать от пенальных питателей (любого размера) матричных поддонов. Рабочий стол (область монтажа) представляет собой сменную пластину с установочными штифтами, удерживающими печатную плату. Автомат может выполнять сборку печатных плат с 2х сторонним размещением компонентов высотой до 10 мм. Автомат оснащён двумя головками для выполнения оптического центрирования компонентов. Для каждой головки предназначен широкий диапазон наконечников, захватывающих компоненты, смена наконечников выполняется вручную.

Максимальный размер печатной платы 440×360 мм. Точность установки компонентов на припойную пасту составляет ± 0,1 мм по осям Х и У, ± 0,18° по оси вращения Тэта для обоих наконечников. Производительность автомата при коротких расстояниях захвата максимально составляет 3600 компонентов/час. Реально при перемещениях головки к 4 м сторонам машины скорость установки составляет 2800 компонентов/час. Для подключения автомата необходим источник сжатого воздуха с давлением 8-10 бар (потребление воздуха 60 л/мин).

Подготовка автомата к работе

Включить переключатель подачи сжатого воздуха. Убедиться, что манометр показывает 5,5 бар (давление регулировать маховичком регулятора). После достижения давления 5,5 бар зафиксировать давление маховичком регулятора, нажав его вниз. Включить компьютер и монитор, должны загореться световые индикаторы. После включения компьютера начинается процедура автодиагностики. По завершении её введите пароли согласно руководству пользователя для загрузки программного обеспечения. Установить питатели и подключить соответствующие кабели.

Создание программы

Из основного окна (на котором отображена версия программного обеспечения) заходим в меню Программирование и сборка\управление файлами (PROGRAMMING AND ASSEMBLING\FILE MANAGEMENT):

1. Создаем\загружаем - заказчика (папка, в которой будет храниться программа). Если заказчик был свежесозданный, после создания его нужно загрузить.

2. Создаем программу. При создании программа автоматически загружается.

3. Создаем\загружаем - конфигурацию фидеров. При создании конфигурации фидеров новая конфигурация автоматически загружается.

4. Загружаем библиотеку корпусов. Всегда загружаем стандартную библиотеку.

Редактирование программы

Из основного окна заходим в меню "Программирование" и "Сборка\программирование" и "Сборка". Открывается окно "Мастер платы". Проконтролируйте - в верхней части окна отображены названия заказчика, названия программы, наименования конфигурации фидеров и библиотека корпусов:

1. Нажимаем F2 - переходим в режим редактирования. Заполняем из спецификации поля код компонента, и тип компонента.

2. Обучаем мастер плату. Заходим в панель мультиплицирования - F6 — Multiple circuit panel.

Обучаем мастер плату-FЗ - Master board teaching. Автомат переходит в режим обучения. Перемещая камеру по краю платы, убеждаемся в ортогональности установки платы. При необходимости подправляем крепление платы так, чтобы плата была параллельна осям автомата. Устанавливаем курсор на середину первого реперного знака, нажимаем ввод, устанавливаем курсор на середину второго реперного знака, нажимаем ввод. На окне появляется предложение обучить дельта тетта платы - погрешности установки платы по углу. Если вы согласились обучить этот параметр, укажите две точки максимально удаленные на плате, лежащие на одной оси. Дельта тетта будет обучено, мастер плата обучена.

3. Обучаем реперные знаки. Из окна мастер платы нажимаем - F3 – Board reference points teaching. Далее выбираем - F3 - Manual operation. Автомат поочередно подводит камеру к реперным знакам. Сохраняем картинки реперных знаков, определяя их размер так, чтобы процент темного и светлого составляло 50 на 50 процентов. После сохранения картинок реперных знаков необходимо дать автомату возможность автоматически распознать реперные знаки. Вновь нажимаем - F3 - Board reference points teaching и F4 - Automatic operation. Автомат автоматически распознает реперные знаки. После этой операции можно переходить к обучению позиции установки компонентов на плате.