點膠機

點膠機

點膠機就是在PCB板上面需要貼片的位置預先點上一種特殊的膠,來固定貼片元件,固化後再經過波峰焊。點膠是根據程式自動進行的,其工作原理採用了氣壓輔助出膠閥控制的形式,使出較量達到理想的程度。套用的行業主要有電子行業、照明行業、家電行業等多個領域,自動化的操作形式,提高了生產效率和產品質量。

基本信息

簡介

點膠機點膠機
點膠機又稱塗膠機、滴膠機、打膠機等,是專門對流體進行控制,並將流體點滴、塗覆於產品表面或產品內部的自動化機器。點膠機主要用於產品工藝中的膠水、油漆以及其他液體精確點、注、塗、點滴到每個產品精確位置,可以用來實現打點、畫線、圓型或弧型。

特點

1. 管狀鏇轉出膠控制;普通、數字式時間控制器

2. 點膠筆頭設定微動點觸開關,操作方便;不需空氣壓力,接電源即可工作。

3. 材料可直接使用原裝容器;可快速交換出膠管,不需進行清理調節。

4. 自動回吸功能,防止滴漏。

5. 針頭:分為不鏽鋼針頭,不銹剛彎角針頭

6. 轉子部分可以進行安裝與拆卸,提高了維護性能。

7. 最適合厭氧性、瞬間膠、快乾型膠等低粘度液體的微量吐出設備

分類

普通型點膠機
1、控制器式點膠機:
包括自動點膠機、定量點膠機、半自動點膠機、數顯點膠機、精密點膠機等。
2、桌面型點膠機:
包括台式點膠機、台式三軸點膠機、台式四軸點膠機、或者桌面式自動點膠機、3軸流水線點膠機、多頭點膠機、多出膠口點膠機、劃圓點膠機、轉圈點膠機、喇叭點膠機、手機按鍵點膠機、機櫃點膠機等。
3、半自動點膠機:
包括微電腦精密點膠機、LED數顯點膠機、自動回吸點膠機、拔碼循環點膠機。
自動型點膠機
1、落地式雙液點膠機。
2、噴塗式自動點膠機(此點膠機採用噴膠閥,線上式作業,主要用於PCB板三防漆噴塗,起到防塵,防潮,絕緣作用)。
3、導電膠自動點膠機(此點膠機與普通點膠機區別之處在於,所點出來的導電膠切面呈三角形分布狀態,主要用於電磁禁止點膠)。
4、螢光粉噴射式點膠機(此點膠機主要用於LED行業)。
非標類
即按照客戶產品工藝的某些特殊要求,單獨定做,此類點膠機往往開發成本較高!
UV點膠機
①UltimusV點膠機介紹:
通過利用氣壓和以微處理器為基礎的定時裝置來調節塗敷到部件上的流體量,替代了操作員的人為猜測。EFD的氣動點膠系統消除了傳統點膠工藝中的多變性。
②UltimusV點膠機優點包括:
高生產率和一次通過合格率。
強大的工藝控制。
優良的產品質量、可靠性以及優雅外觀。
較低的返工率和較少的次品率。
無浪費或混亂現象。
為新的工作人員簡化了培訓。
UltimusV高精度點膠機將點膠效果的精準度和一致性提升到了一個新的水平,對於容易粘度的膠粘劑也能夠實現精確的掌控,例如:
粘度因時間而變化的雙組分環氧膠。
粘度因溫度而變化的UV固化膠等。
③UltimusV點膠機特性與優點:
1、無論膠粘劑的粘度變化與否,膠點始終恆定。
2、電子控制點膠時間、空氣壓力和抽真空,確保了高度精準的點膠效果。
3、編程控制氣壓可隨流體粘度的高低變化自動進行調節。
4、獨特的“setitandforgetit”技術使點膠操作更為簡單,每種流體每次點膠只需編程一次即可。
5、同時顯示所有點膠參數,流程控制大為簡化。

工作原理

1. 工作原理:壓縮空氣送入膠瓶(注射器),將膠壓進與活塞室相連的進給管中,當活塞處於上衝程時,活塞室中填滿膠,當活塞向下推進滴膠針頭時,膠從針嘴壓出。滴出的膠量由活塞下沖的距離決定,可以手工調節,也可以在軟體中控制。
2. 特點:高速度、對膠劑粘度的低靈敏度。

阿基米德式滴膠泵:
1. 工作原理:壓縮空氣送入膠瓶(注射器),將膠壓進進給管中,膠流經以固定時間、特定速度鏇轉的螺桿。螺桿的鏇轉在膠劑上形成剪下力,使膠劑沿螺紋流下,螺桿的鏇轉在膠劑上不斷加壓,使其從滴膠針嘴流出。
2. 特點:具有膠點點徑無固定限制的靈活性。可通過軟體進行調整。但是滴大膠點時,螺桿鏇轉時間長,會降低整台機器的產量。另外,膠劑的粘度和流動特性會影響其穩定性。

無接觸式滴膠泵:
1. 工作原理:壓縮空氣送入膠瓶(注射器),將膠壓進與活塞室相連的進給管中,在此加熱,溫度受控制,以達到最佳的始終如一的粘性。使用一個球座結構,膠劑填充由於球從座中縮回留下的空缺。當球回來時,由於加速產生的力量斷開膠劑流,使其從滴膠針嘴噴射出,滴到板上形成膠點。
2. 特點:1)、消除了傳統方法產生的膠點拉尾。2)、沒有滴膠針的磨損和與其它零件干涉的問題。3)、無針嘴損壞。4)、無由於基板彎曲和被針嘴損害的報廢。

維護

保養
點膠機日常保養的好壞,直接影響到點膠機使用壽命。點膠機保養的日常工作對於點膠機的使用壽命包括在平時使用過程中的順利程度有著很大影響,下面是點膠機日常保養步驟:
1、更換膠種,需清洗管路。此時先關閉進料閥,打開排料閥,將膠桶剩餘膠料排出後,關閉排料閥打開進料閥將清洗溶劑倒入儲膠桶內,激活機體,按平時操作方式將溶劑壓出沖洗。
2、氣壓進氣不正常及發現有水氣,請將調壓過濾器內之水氣排除或檢查氣壓源有無異樣即可。點膠機在膠水大量使用前,請先小量試用,掌握產品的使用技巧,以免差錯,當測試沒問題時,再用雙液滴膠機或雙液灌膠機進行大批量的生產;抽真空系統對膠水進行抽真空除泡處理,以排除攪拌過程中產生的氣泡,或靜置10-20分鐘再使用,以使混合時產生的氣泡及時排除,混合在一起的膠量越多。
3、機台部分請定期擦拭乾淨,以增加使用壽命。混合在一起的膠量越多,其反應就越快,固化速度也會越快,所以要根據實際生產情況進行合理配膠,否則造成膠水的浪費。排除意外,提高生產效率。如今液體控制技術和點膠設備廣泛地套用到現代工業中的各種生產領域。
4、機台長時間停用時應當拔下電源,這樣不僅能使機器的壽命延長而且還會省下來不少的電費。隨著日新月異的工業發展的需要,液體控制技術和點膠設備也在不斷的發展到超高精密控制和多樣化及專業化。
註:每次使用完之後都做好清潔,能看到的地方都擦一遍,用酒精擦,經常運動的部位最好點上機油或者黃油,保持潤滑,如果長時間不用一定要把膠打光,不然凝固在LED點膠機裡面,又要錢清理,非常麻煩。

設備類型

摘要:

SMT設備要達到最大的產量,必須要考慮生產線的效率。點膠機是SMT生產線中的重要設備,因此提高點膠機的生產效率具有十分重要的意義。本文以CAMALOT 5000系統為例,介紹了點膠機離線編程軟體的設計與開發中的思想、方法和經驗,本文著重探討了坐標數據的處理和轉換,同時針對基於點膠系統最佳化的TSP問題進行了分析和研究,對程式最佳化進行了系統分析設計,並編程實現了基本方案。最後在CAMALOT 5000系統上使用本解決方案,大幅度提高了生產效率,證明了本解決方案的優越性和高效性,也為其他SMT設備的離線編程軟體的設計提供了一種可參考的思路。

點膠機是SMT混裝生產工藝流程中經常用到的設備之一。使用貼片膠的典型焊接過程包括點膠貼片固化翻面外掛程式波峰焊接五個步驟。點膠是整個流程的第一步,其生產效率的高低將會左右著整條線的產量,因而要提高點膠機的生產效率,避免成為瓶頸,這就是我們研究點膠機離線編程軟體的意義所在。

1. 設備介紹
為了滿足SMT混裝生產的要求,我公司於今年5月引進一台CAMALOT 5000點膠機,CAMALOT 5000屬聯線液體點膠系統,可套用於表面貼裝技術 (SMT)。這些系統在業界套用極為廣泛,其特點是可靠、耐用、新穎、適應性強,可以處理各種電路板和基板。5000 平台在全部三個軸上均採用了滾珠絲槓和伺服電動機(帶有閉環編碼器),可以確保用戶能夠流暢、精準、正確地點膠。為了便於您操作,它們還提供了易用的增強型圖形用戶界面。這些點膠機專為電路板方面的套用而設計,它們使用一種特殊的傳送系統,可容納面積達19" x 19" (483mm x 483mm)的電路板,每小時點膠數最多達 25,000點,但這需要在一種理想的情況下實現,本文將在後面探討程式如何最佳化以使設備接近這種理想工作狀態。
其工作過程包括以下幾步:
1)PCB(印製電路板)由進口傳送帶被裝載到X-Y工作檯上。
2)視覺系統讀取PCB基準點,並將PCB定位。
3) 點膠頭依次將膠水點到PCB上指定位置上直至所有位置全部點完。
4) PCB由出口傳送帶卸載。

2. 設備的不足及解決
2.1 設備的不足之處
作為點膠設備的第一品牌,CAMALOT 5000優點很多,但也有它的不足之處,主要體現在以下幾個方面:
1)軟體沒有導入CAD數據的功能。一般通過利用機器的人工示教方式,移動攝像頭在電路板上找出所有膠點的坐標位置,但這種方式會占用設備的生產時間,而且採用人工示教方式找點對於普通的一塊有幾百個貼片元件的電路板來講是一件費時費力而又極易出現差錯的工作。同時由於人為的必然誤差,元件位置偏差等原因導致的修復及返工的成本上升。
2)某一膠點位置的查找不方便。機器軟體坐標數據中沒有元件位號(如C1),僅有X坐標和Y坐標,這樣在對某一膠點調整時將無從判斷其具體位置,只能一個個通過移動攝像頭在電路板上查找需調整膠點的坐標位置,相當麻煩。
3)程式最佳化有瑕疵。只依據最短路徑最佳化而不考慮膠量大小的影響,這樣有可能比較大的膠量會對後面比較小的膠量造成不良影響。
2.2 解決辦法
針對上述不足,我著手編寫了CAMALOT點膠機離線編程軟體(CAMALOT Programming System,簡稱CPS)來解決這些問題。CPS採用VB6.0開發,具有典型的WINDOWS風格,界面簡潔,操作簡便,具有以下特點:
1)可快速將CAD數據轉換為點膠程式,只需幾秒鐘時間,大幅度提高編程效率。
2)處理的數據中包含元件位號,可以很方便的查找及修改某一膠點數據,包括坐標位置和膠量大小。
3)有程式最佳化功能,除了依據最短路徑法,還依據膠量大小排序,膠量小的排在前面,膠量大的排在後面。
4) 可對坐標數據格式進行自動處理,只保留小數點後2位。

3. 軟體開發思路及過程
CPS主要包含兩方面的功能:CAD數據的轉換和程式編輯;程式最佳化。下面本文將圍繞這兩個方面逐一介紹。
3.1 CAMALOT 5000點膠程式格式分析
現在SMT設備的程式一般都是文本格式,用記事本可以打開,CAMALOT 5000也不例外,圖1所示的是CAMALOT 5000程式的文本格式。可以將點膠程式大致劃分為兩個數據段:第一個是程式控制語句段,主要是一些點膠時的機器參數設定,針對所有的點膠程式都是通用的;第二個是點膠數據段,包括點膠程式名,從圖1可以看出該程式名為TEST.CAM,坐標數據的前兩行為MARK坐標數據,從第三行開始是膠點坐標數據,包括X坐標,Y坐標,S列為膠量控制參數,參數值為1到4,我們定義4為標準膠量,數值越小,膠量越大。
3.2 將坐標數據轉換為CAMALOT程式文本格式
由於程式控制語句段為通用欄位,所以我們在坐標數據轉換過程中根本不用考慮,只需在導出CAMALOT程式時直接添加在程式欄位的最前面就可以了。我們考慮的重點就是如何將CAD坐標數據轉換為CAMALOT點膠數據格式。為了簡化起見,我們首先用EXCEL對CAD坐標數據進行處理,只保留X坐標和Y坐標,並另外儲存為CSV格式(逗號分割)。CAD數據的轉換包括兩個過程:坐標數據的讀取和數據格式的轉換。下面將分別進行介紹:
3.2.1 坐標數據的讀取
採用VB6編寫讀取文本數據的代碼,首先介紹幾個個非常有用的函式:
1)InStr(string1,string2)。返回string2在string1字元串中最先出現的位置。例如InStr("30.56", ".")返回3。
2)Len(string)。返回string字元串包含的字元數。
3)Left(string, length)。返回字元串string中從左邊算起指定length長度的字元。例如Left("30.56",2)返回"30"。
4)Right(string, length)。返回字元串string中從右邊算起指定length長度的字元。例如Left("30.56",2)返回"56"。
下面我們編寫一段代碼來讀取一行坐標數據:

Dim tabPos As Integer
Dim x As Variant
Dim y As Variant
Dim strRow As Variant
strRow = "20.8666,30.8666" ''設定strRow為待讀取的一行坐標數據
tabPos = InStr(strRow, ",") ''定出逗號位置
x = Left(strRow, tabPos - 1) ''取出X坐標數據
tabPos = InStr(x, ".") ''定義X坐標數據小數點位置
X= Left(x,tabPos 2)''X坐標數據只保留小數點後兩位
StrRow = Right(strRow,Len(strRow)-Len(x)-1)''去掉已讀取的X坐標數據部分
tabPos = InStr(strRow, ".") ''定義Y坐標數據小數點位置
Y = Left(strRow, tabPos 2) ''Y坐標數據只保留小數點後兩位
最後的運算結果就是x為20.86,y為30.86。
3.2.2 數據格式的轉換
在這裡我們編寫一段代碼來將前面讀取的x和y坐標轉換camalot的mark坐標格式:
Open "d:\camalot\test.txt" For Output As #1
str = " " & 1 & "; REFPT; " & x & "; " & y& ";"
Print #1, str
最後的執行結果就是在d盤的camalot目錄下生成了一個test.txt的文本檔案,該文本檔案包含這樣的內容:“1; REFPT ; 20.86; 30.86;”,這樣也就將x和y坐標轉換camalot的mark坐標格式。
3.3 點膠機程式的最佳化
我們仔細觀察點膠機的工作過程,就會發現膠機的點膠速度還是很快的,它的大部分時間都花在點膠頭的移動上了。我們要考慮的主要因素就成了如何儘量減少點膠頭的移動距離問題,即尋求最短路徑的問題。假設總共有PCB板上有n個需要點膠位置,從一個特定的起始點出發,如何才能尋找一條最優的路徑,使得其能遍歷所有的點而運動的總距離最短。數學描述如下:


假設{1,2,3,…,i…,n}為一系列要遍歷的點,其坐標位置分別為{(X1,Y1),(X2,Y2),…,(Xi,Yi),…,(Xn,Yn)},我們的目標是尋求一個序列{(i1,i2,…,in)}使得:
1) 每個點在序列中僅出現一次;
2) 滿足ikik 1(1≤k≤n)兩點間距離最小。
我們稱這個問題是電路板問題,這個問題實質上就是一個典型的旅行商問題(Traveling Salesman Pro-blem,簡稱TSP)。TSP是一個圖論的經典問題,就是說有一個旅行售貨商要從他所在的村子出發,到周圍的幾個村子售貨,每個村子去一次,最後回到出發點,求他的一條最短路徑。作為圖論的經典問題,TSP問題一直是一個在工程規劃、地理信息系統、軍事等領域套用十分廣泛的問題,對該問題的研究有著重要的理論和套用價值。下面從以TPS問題為基礎介紹一種點膠程式最佳化算法:
1) 確定初始出發位置,我們設定離坐標原點最近距離的膠點為初始點。
2) 依據膠量的大小,先從膠量小的膠點開始,在所有還沒有放置到PCB上的膠點位置中,尋找一個距離上一個膠點位置最近的膠點,以此作為下一個要放置的膠點,同時將此膠點從未放置膠點序列中除去;
3) 重複步驟2)直至所有膠點都被放置完畢。
3.4 工程實際套用
套用本文中介紹的方法於實際,產生出了良好的效果。依據上述介紹的最佳化算法編寫的CPS最佳化軟體,已經運用於實際生產過程中,該軟體的程式界面如圖2所示。

該軟體採用典型windows風格界面,操作簡單。具有對每一元件項進行修改、增加、刪除、替換、瀏覽等功能,並且該軟體所處理檔案數據格式與CAMALOT 5000程式格式一致,其最佳化處理後的點膠程式可直接拿到CAMALOT 5000上運行,從而可以實現離線編程,極大提高程式編制效率及可靠性,減輕編程人員負擔。
4. 結束語
通過對SMT設備程式的最佳化,可以在一定程度上減少機器的生產周期時間,但對於生產效率的提高來說,這僅僅是其中的一部分,更多的時候要依靠科學的管理,優秀的操作工,良好的設備維護與保養來實現,這些更是應該引起我們注意的地方。

套用

適用的產品主要有:手機按鍵、印花、開關、連線器、電腦、數碼產品、數位相機MP3MP4 、電子玩具、喇叭、蜂鳴器、電子元器件、 積體電路、電路板、LCD液晶屏、繼電器、揚聲器、晶振元件、LED燈、機殼粘接、光學鏡頭、機械部件密封等;適用膠水如:矽膠、EMI導電膠、UV膠、AB膠、快乾膠、環氧膠、密封膠、熱膠、潤滑脂、銀膠、紅膠錫膏、散熱膏、防焊膏、透明漆、螺絲固定劑等;主要用途如:產品工藝中的粘接、灌注、塗層、密封、填充、點滴、線形/弧形/圓形塗膠等。

發展前景

隨著電子膠水的普遍套用,點膠設備的套用也會更加廣泛和多樣化。
單組份的點膠技術相對成熟,其發展方向是自動化和高精度。
在普通的點膠機,如一些點膠控制器,國內的模仿技術已經很成熟,市場競爭十分激烈,價格一落千丈,甚至幾佰的機器都已經出現。但是國內的點膠機普遍存在精度不高,打膠不夠穩定現象,一些高科技行業,說到選購點膠機,肯定只能找世界品牌。所以,在高精度這塊,有待各位有志之士進一步努力呀。當市場競爭激烈,唯有質量和服務能夠讓自己脫穎而出。
在自動化這塊,國內的三軸平台,圓周點膠機等等已經有多年的發展歷史,如果只是普通的精度,那么使用國內點膠機和平台就可以了。從事這些單組份設備的生產和研究的廠家也比較多,市場競爭逐漸激烈,不過可以挖掘的空間還是十分之大。
而對於雙組份的點膠設備,這可是一個遠未成熟的領域:國際上稍微可以一點的點膠機,動輒十幾萬幾十萬,讓許多廠家望而止步。而國內的雙液機技術還有很大差距,價格稍微低些,然而產品質量還有待進一步改進。隨著AB膠的日益廣泛使用,灌膠等等工藝的要求也會更高,雙液點膠機是點膠機行業另外一個極具潛力的開發領域。期待各位有志之士的共同努力。

相關問題

點膠機最常遇到的問題是閥門問題,下列為解決膠閥使用時經常發生的問題的有效方法。
膠閥滴漏此種情形經常發生予膠閥關畢以後。95%的此種情形是因為使用的針頭口徑太小所致。
太小的針頭會影響液體的流動造成背壓,結果導致膠閥關畢後不久形成滴漏的現象。過小的針頭也會影響膠閥開始使用時的排氣泡動作.只要更換較大的針頭即可解決這種問題。錐形斜式針頭產生的背壓最少,液體流動最順暢。液體內空氣在膠閥關畢後會產生滴漏現象,最好是預先排除液體內空氣,或改用不容易含氣泡的膠.或先將膠離心脫泡後在使用。
出膠大小不一致
當出膠不一致時主要為儲存流體的壓力筒或空氣壓力不穩定所產生。
進氣壓力調壓表應設定於比廠內最低壓力低10至15psi.,壓力筒使用的壓力應介於調壓表中間以上的壓力,應避免使用壓力介於壓力表之中低壓力部分。
膠閥控制壓力應至少60psi以上以確保出膠穩定。
最後應檢查出膠時間.若小於15/1000秒會造成出膠不穩定.,出膠時間愈長出膠愈穩定。
流速太慢
流速若太慢應將管路從1/4”改為3/8”。
管路若無需要應愈短愈好。
除了改管子,還要改出膠口和氣壓,這樣完全加快流速。
流體內的氣泡
過大的流體壓力若加上過短的開閥時間則有可能將空氣滲入液體內.解決方法為降低流體壓力並使用錐形斜式針頭。

電子信息工程

電子信息工程,就是將信息(文字的、聲音的、圖像的、甚至於,在將來,感覺的,味道的,心理的)運用電子方式來轉化、保存、傳遞的一系列設施以及涉及到的種種技術的綜合。電子信息工程就是資訊時代的基礎設施。網際網路、固定電話網、行動電話網等等,是日常熟悉的電子信息工程。電子信息工程是理工兼備,傾向於工科,也就是技術和實際操作的技能。

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