如何对SMT流水线上料机设备的改造

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【摘 要】 在经济转型升级过程中，需要对企业生产从人口红利向机器红利转变，这对机器在生产活动中提出更高要求，需要开发能长时间不间断作业的生产设备，本文从传统SMT上料机的工作缺陷着手，分析并改进设备的缺点，使之更好的为SMT生产线服务。

【关键词】 SMT上料机 改造

随着浙江经济升级转型的推进，人口红利的渐渐消失，企业只有通过“机器换人”来享受机器红利的时代已经到来。这就要求一批熟练掌握新技术、新工艺、新设备的操作人员和设备维护人员同时，还要进行企业机器的升级换代和自动化改造。笔者近年来走访调研了很多电子行业企业，也帮助企业进行了自动化设备的改造，下面以SMT流水线上料机设备的改良说明机器改造对于企业生产的重要性。

1 传统SMT上料机工作缺陷分析

笔者以奥托尼克斯电子（嘉兴）有限公司的上料机是日东电子科技（深圳）有限公司生产的LD-300机型为例，LD-300上料机在长时间工作环境下，主要存在以下几方面问题：

（1）LD-300设备的料箱安装要求特别严格，如图1所示。

①每次放料保留要检查控制箱是否有异物；

②节距调至1，用手动按钮进行夹紧后按UP按钮使其上升，PCB板放于料架第一层，利用脚杯调节，使来料与后面机器导轨面相平齐；

③再按DOWN按钮下降料架升降装置后将PCB板置于料架末层，确认最上层与最下层所放置的PCB板与锡膏印刷机的传送轨道一致；

④料架夹紧气缸ON状态下，使料架升降装置上升后设备置于后设备传送轨道与料架平行位置；

（2）PCB板推动位置要求特别严格，如图2所示。

①水平调整完毕时，请确认PCB板与推出PCB板的气缸棒的高度是否在2/3的位置；

②PCB棒与PCB板高度不对，将位于后右侧面的计数板螺栓松开，调整位置后固定螺栓，上升、下降时确认其位置后调整完毕；

③调整计数板时不容许扭歪，以免升降时把传感器损坏；

④调整完毕后，必须调节机器高度；

⑤调节后务必将脚杯的制动螺母锁紧；

⑥推板气缸调整至PCB板中央推动位置为宜，且使气缸推板时推杆与PCB运行方向平行。

总之，从以上二点我们不难看出，LD-300无论在料箱的安装和推料竿的位置都有很严格的要求，这些都要求我们的操作工人在平时的操作机器别注意和小心的地方，结合奥托尼克斯电子（嘉兴）有限公司5年的实际使用，得出经常出现的问题如下：

①经常要调节料箱的位置，否则出现在推PCB板过程中卡住；

②推料竿方向推偏，导致不能把PCB板推入下一工序的道轨上；

③因使用频繁，料箱已经变形，要更换新的料箱才可以继续工作；

④每次需要人工先把PCB板放入料箱的每一层，很花费人工；

⑤此设备采用了2条皮带轮，1个升降台及推竿和很多的传感器，设备体积较大；

⑥设备要避免过度震动和冲击。搬动机器很重，不易经常移动，特别是料箱要轻拿轻放。

2 巧妙革新与改造

由于LD-300设备工作的缺陷主要是料箱和推竿引起的问题，所以在改造中我们首先排除了料箱和推竿的使用，那么又给用什么器件使PCB板方便和迅速地自动进入下一个工序的轨道呢？其实自动工控发展到现在就是直接利用机械手完成各种任务，那么我们在这里不也可以用机械手直接把PCB板放入响应的轨道不可。

至于如何利用机械手把工件放到响应的位置上，就是利用PLC控制响应的气动电磁阀，使各个气缸的动作先后完成机械手的放松、下降、夹紧、上升、左摆、下降、放料等各个动作。但在这里的工件是PCB板，考虑PCB板的特殊形状和重量，我们不采取直接用机械手抓取PCB板的方式，我们为何不直接用气缸通过合适的气嘴把PCB板吸走呢？

我们首先用了2个气缸通过合适的气嘴吸PCB板，如图3所示。

我们用气压为6kgf/cm2的气缸完全可以吸住一块PCB板。那么硬件改造就比较容易了，下面是我们具体改造的过程：

第一步：设计上料工作流程。

既然吸嘴可以完全吸住PCB板，我们设想只要把PCB放在一个固定的位置，让吸嘴下降到触碰PCB板的时候进行吸嘴动作，吸住PCB板后上升，把PCB板放置于响应的轨道上，吸嘴放松。具体流程如图4所示。

第二步：每个动作的机械实现。

机械动作的流程和每个机械的动作实现是考虑原设备的情况，充分利用原设备的元器件和空间，花最少的资金投入快捷的实现其各个功能。具体每个功能实现方法如下：

（1）导轨的张开合拢实现。这个机械部件其实原设备已经固有，只不过原轨道宽度是手动调节的，因为每一批次的PCB板大小形状不同，所以对导轨的宽度也不一样的，那么如何实现导轨自动张开和合拢动作呢？我们还是利用一只双气缸来实现导轨的一定位移量的动作。如图5所示。

图5中1位置就是一只双气缸，它的动作可以使轨道移动一定的位移量。

图5中2位置是轨道固定宽度的调节开关，当每个批次的PCB板宽度发生变化时，就旋动此螺栓，使PCB刚好放入皮带上，然后再固定此螺栓。

（2）皮带轮的动作实现。图5中3位置是皮带轮转动轴承，靠一台异步电动机带动，从而使皮带轮转动。图5中4位置是是要板光感，当皮带轮带动PCB板到此位置后，光感检查到信号后，皮带轮停止。等候下一工序要板信号。

（3）吸嘴手的升降动作实现。因为PCB板的位置是固定的，所以每次吸嘴手的升降的位移也是固定的，所以和皮带轮导轨的张开拢同原理，也是用了一只双气缸实现吸嘴手的下降和上升。如图6所示。

（4）PCB板就位实现。PCB板的就位就是利用原来LD-300设备料箱升降平台，当把PCB板放在升降台的某个固定地方，当升降台上升过程中，当PCB板到达某个位置时，光感传感器动作，升降台停止上升，等待吸嘴手的取板。当PCB板全部取完后，升降台自动下降到最低位置，等待人工放入PCB板。如图7所示。

（5）吸嘴手的设计。由于每个批次的PCB板大小形状不相同，我们不能固定吸嘴手一直在某个空间位置作上下运动，碰到不同的PCB板需要有一定的前后左右可调的位移量。为此，我们设计时没有把吸嘴头和吸嘴手上端固定在升降板上的点不在同一直线上，这样通过旋动吸嘴手可以使吸嘴头按一定的位移半径实现360o的圆周移动。从而调节吸PCB板的位置点，如图8所示。

总之，硬件上改造是在原设备的空间里，利用原设备的升降台，增加了2只双气缸和吸嘴，完全排除了之前用料箱工作方式。如图9是改造后的情况。

参考文献：

[1]日东电子科技（深圳）有限公司生产上料机说明书.