印制板組件產品柔性自動化電裝生產線

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模型背景

某軍工單位電子裝配產品具有多品種、變批量、多型號混線生產的特點,原有印制板組件產品生產線缺乏全過程管控和流程追溯功能,其信息管理主要通過紙質單據的傳遞方式,存在數據丟失的現象,對于底層的生產詳細信息沒有詳細數據,存在產品質量控制程度較低、產品不良率較高的問題。

為滿足產品生產需求,通過精益化、自動化手段,建設涵蓋 SMT 產線、裝配、測試以及成品包裝等生產過程的自動化產線,通過數字化車間信息化建設,實時采集生產過程數據,實現基于數據分析的智能決策,提升印制板組件產品制造全流程的生產智能化。

模型內容/技術路線

(一)總體架構

 

本項目主要針對印制電路板組件產品的自動化和智能化組裝開展,建設主體包括生產線建設、數字化車間信息化建設及十萬級電裝無塵車間建設三部分,通過建設PCB激光打標線、電裝SMT綜合在線檢測生產線、通孔插裝智能化生產線、元器件智能倉儲物流系統、印制板組件自動分板及壓裝生產線、電裝數字化車間信息化系統,能夠大幅提升印制板組件生產的快速響應能力和質量控制水平,進一步完善產品數字化平臺建設。總體建設架構如圖1所示:

總體建設架構

(二)建設方案

 

1. 電裝SMT綜合在線檢測生產線

 

建設電裝SMT綜合在線檢測生產線,由兩條功能和組成相近的SMT柔性自動電裝生產線組成,分別用于 PCB 板 A 面、B 面貼片及加工品質智能檢測,滿足 SMT 貼片工藝要求,兩條生產線之間配備伸縮接駁臺,可實現并線生產。如圖2所示。

SMT柔性自動電裝生產線組成

2. 通孔插裝智能化生產線

 

建設通孔插裝智能化生產線,包括手工插裝及裝配工位、選擇性波峰焊接設備、接駁臺及ASR自動檢查及維修系統,能夠完成印制板組件上通孔元件的插裝、自動化焊接、焊接的質量檢查、缺陷焊點的自動化維修工作。如圖3所示。

通孔插裝智能生產線組成

3. 印制板組件自動分板及壓裝生產線

 

建設印制板組件自動分板及壓裝生產線,由產品識別裝置、自動分板機、手工組裝工作臺、連接器自動壓裝設備等設備組成,可以與DCS數據采集及軟件協同工作,實現對拼板結構或設計工藝夾持邊的印制板組件成品或半成品進行安全、自動分板,并對有壓裝電連接器的產品實現可控壓裝。

 

4. 元器件智能倉儲物流系統

 

建設元器件智能倉儲物流系統,包括智能立體料倉、智能物流設備、WMS倉儲管理系統等,能夠實現卷帶料智能化存儲、快速備料、出入庫清點,解決人工備料速度慢、差錯率高等問題,同時提升換線效率,實現物料管控的同步化和提前告警,降低生產中缺料風險。

 

5. 電裝數字化車間信息化建設

 

(1)生產制造執行系統

 

生產制造執行系統是核心控制系統,通過采集底層自動化設備的實時數據,進行實時監測和分析,下發控制指令,協調與管控整個生產底層。系統可將加工任務傳遞給自動化生產線實現現場智能加工,實現數控生產車間管理的自動化,為企業現場決策和制造執行提供支持。

 

(2)數據采集系統

 

通過對生產線中綜合檢測設備、生產設備、智能倉儲設備與數字化制造執行系統連接,實現快速供料和批次記錄、物料預警,智能快速檢測、元器件批次自動記錄,設備狀態、過程運行情況、實時組裝參數的實時記錄,過程組裝缺陷記錄及缺陷率PPM測算。

 

(3)工藝管理平臺

 

構建設計工藝一體化設計平臺,從而保證結構化的設計數據無縫下發到工藝,工藝報表自動匯總輸出,與制造執行系統集成,打通工藝到生產的數據鏈路。

實施效果
第一、實現了印制板組件產品生產制造全生命周期中所有關鍵檢測點和加工點排除人為因素,實現生產過程數據實時自動采集、統計、共享和焊點缺陷率PPM自動計算,所有關鍵參數的提取實現自動化。
第二、實現了印制電路板及組件焊點的100%自動焊接與在線檢測,印制電路板產品缺陷率小于100PPM。通過MES系統、TCM系統及DCS系統的實施,有效實現生產流程優化、生產效率提高和生產成本降低,生產線平均換線時間小于30min。