在线式多层线路板缓存机技术创新和应用研究

在线式多层线路板缓存机技术创新和应用研究

洪汉德 柳世伟 付建新 洪俊淮 钟桓硕

深圳市立创达自动化设备有限公司 广东 深圳 518100

摘要：随着电子产品的市场需求和迭代技术不断发展，提升电子产品的生产效率，降低其贴装成本，是提升我国电子产品市场竞争力的要素之一。缓存设备作为表面贴装技术的重要技术环节，传统的缓存设备适应性及通用性差，缓存容量小，工作效率较低。本文所研发的在线式多层线路板缓存机克服了传统缓存设备的技术短板，不仅扩大了缓存容量，提高生产效率，节省人工成本，同时也提升了设备的适应性及通用性强。研究对于改进表面贴装技术具有重要价值。

关键词：多层线路板缓存机；技术创新；应用研究

一、前言

随着数控信息技术和人工智能、大数据等科学技术蓬勃发展，电子产品的迭代速度加快，生命周期越来越短，电子制造业面临多机种少批量的生产环境。表面贴装技术（SMT）作为新一代电子装联技术，也在向着高效、灵活、智能化方向发展，以适应多用户、多任务、多机种的生产要求。

在传统的表面贴装技术中，生产线上设备瓶颈工序时间严重制约了贴装效率，导致单位时间的量产难以大幅度提升，使得电子产品的单位贴装成本居高不下。尤其是缓存机设备作为SMT生产线的核心技术环节，传统的缓存机构缓存容量小，很难做到在不影响整条生产线正常运行的同时，同步进行产品检测及其他操作。而且传统缓存机适应性及通用性差，难以适用不同生产线的多种型号和位置要求。基于此，本文对传统的缓存机进行技术创新，对其进行在线式多层线路板的技术优化。通过在SMT生产线中，引入平移缓存机构，从而实现整线的生产效率和自动化程度的提高。

二、在线式多层线路板缓存机的工作原理

（一）在线式多层线路板缓存机的技术原理

从图1可见，在线式多层线路板缓存机的轨道机构为上下平行设置的两组，两组所述轨道机构独立运作，互不干扰。提高了缓存容量，在线式多层线路板缓存机每组所述缓存轨道机构3上至少能够缓存两个板仓，上下两组就能够至少缓存四个板仓，提高了缓存容量，同时提高了生产效率，节省了人工成本。同时，在线式多层线路板缓存机机架上设有触摸屏4、及报警装置5，通过所述触摸屏4来设置参数及显示各功能区信息。报警装置5则能在设备异常时发出警报，及时通知操作人员。

图1 在线式多层线路板缓存设备的结构示意图

（二）在线式多层线路板缓存机的技术优势

在线式多层线路板缓存设备是通过机架内部各自独立的若干组接驳轨道机构两端与推收板机轨道的对接，从而牵引所述接驳轨道机构的上下升降，最终实现板仓在所述缓存轨道机构与推收板机轨道之间的输送。在线式多层线路板缓存设备的结构示意图如图1 所示。在线式多层线路板缓存设备能够极大地提高缓存区的缓存容量，提高生产效率，节省人工成本；适应性及通用性强。

三、在线式多层线路板缓存机技术创新分析

（一）接驳轨道的技术创新

在线式多层线路板缓存设备主要有几个部分构成，核心是机架和轨道机构。其中接驳轨道机构包括了升降装置、接驳轨道、接驳导向轴、接驳驱动轴、接驳驱动电机，接驳轨道等。升降台侧面用于避免所述升降台上下升降过程中左右偏移的升降导位轴承，及设于所述升降台外侧的气缸，所述气缸和升降导位轴承均安装在所述机架上。缓存轨道对应所述接驳轨道机构一端的进出板仓挡料定位装置、设于所述缓存轨道远离所述接驳轨道机构一端的板仓到位感应器、设于所述缓存轨道远离所述接驳轨道机构一端端头的板仓极限硬限位、及设于所述缓存轨道靠近所述接驳轨道机构一端的升降装置安装缺口，所述升降装置设于所述升降装置安装缺口内。

所述缓存轨道包括两平行设置的缓存轨道板，及设于所述缓存轨道板上的缓存齿形同步带、缓存主动同步轮、及缓存被动同步轮组，所述缓存主动同步轮设于所述缓存驱动轴上，由所述缓存驱动电机驱动，所述缓存轨道包括两平行设置的缓存轨道板，其中一所述缓存轨道板为固定板，另一所述缓存轨道板能够通过所述调节丝杆的调节沿所述缓存导向轴水行移动，实现两所述缓存轨道板之间的宽度调节。工作中，接驳轨道22接收推收板机移送出来的板仓，此时定位板361下降，板仓顺利移送至接驳轨道22上停止；升降装置21下降，此时接驳轨道22要低于缓存轨道31的平面，板仓落在缓存轨道31上，此时定位板361抬起；缓存轨道31运动将板仓移送至缓存位置存放。当需要送出板仓时，缓存轨道31启动，将板仓从缓存位置送至接驳轨道22上方；升降装置21上升，将板仓抬起；接驳轨道22启动，同时定位板361下降，接驳轨道22将板仓移送至推收板机轨道上。

图2 在线式多层线路板缓存设备中轨道机构的结构示意图

（二）进出板仓挡料定位装置和升降台的技术创新

在线式多层线路板缓存设备进出板仓挡料定位装置为两个，分别设于两缓存轨道板对应接驳轨道机构一端的外侧；板仓到位感应器设于任一缓存轨道板远离接驳轨道机构一端端头内侧；板仓极限硬限位为两个，分别设于两缓存轨道板远离接驳轨道机构一端端头。进出板仓挡料定位装置能够上下升降，进出板仓挡料定位装置包括：定位板、驱动定位板上下升降的定位气缸、及感应装置。

升降台则包括一垂直所述机架设置的立板，所述接驳轨道设于所述立板中部，所述立板与所述接驳轨道构成卧式T型结构。升降台侧面用于避免所述升降台上下升降过程中左右偏移的升降导位轴承、及设于所述升降台外侧的气缸。升降台的结构示意图具体见图3。

图3 在线式多层线路板缓存设备中升降台的结构示意图

四、在线式多层线路板缓存机的应用场景

综上，在线式多层线路板缓存机可根据生产线的实际需求和摆放的位置不同，实现与生产线中的三维锡膏测试机或自动光学检测仪及其它设备完美匹配，在生产线中将起到非常重要的作用。同时在无需进行产品良品次品分离的情况下，在线式多层线路板缓存机也可以作为一种接驳台使用。

以在线式多层线路板缓存机在手机SMT的POP（Package on Package，元器件堆叠装配技术）生产线中的应用为例，其首先经过锡膏印刷机出来的PCBA板经过推收板机存入板仓；然后经过接驳轨道机构2进入缓存轨道机构3内。PCBA板存入上层轨道机构或者下层道机构后，假如人工想查看各层板的PCBA板情况，可通过控制界面调出所需存板层的PCBA板，PCBA板会通过轨道机构输出待人工查看或再测试，以此在不停线的情况下可随时看查PCBA板的状况，可完全在不影响生产效率的情况下了解产线中PCBA板的质量状态，并且起到提高生产效率及节省人工的作用，将大大提高生产效率。

综上所述，在线式多层线路板缓存机能够极大地提高缓存区的缓存容量，提高生产效率，节省人工成本；适应性及通用性强，能够根据实际需要用在生产线的不同环节，与不同的生产设备匹配，起到不同的作用。

五、结语

本文所研发的在线式多层线路板缓存机克服了传统缓存机缓存容量小，适应性低以及功能和效率较差的短板，将数控技术、可视化技术应用于线路板缓存机的工作和监测过程中，有效提升了电子表面贴装技术效率，这既是电子产品生产提升市场竞争力的技术要求，也是大数据时代背景下我国传统制造业向集约化、智能化转型的技术成果。

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