Экономим на конвейерах

Наш партнер, Корейская компания YJ Link занимает одну из лидирующих позиций на рынке производства конвейерных систем. Но эта история не про конвейеры. О конвейерах уже давно все написано. Я расскажу о том, как можно сэкономить и заработать на покупке оборудования, а также я расскажу комплексном подходе к вопросу транспортировки изделия на сборочной линии.

Никому не нужно объяснять и доказывать преимущества автоматической конвейерной сборки чего угодно. Чем выше уровень автоматизации, тем дешевле конечное изделие, тем выше повторяемость параметров изделия. В производстве электронных изделий, начиная от простейшего USB носителя и заканчивая блоком управления атомной электростанции в этом плане есть очень важный общий фактор влияния, повышающий стоимость и снижающий повторяемость. Это человек, человеческий фактор. Чем больше операций производится машинами тем меньше вероятность внесения этого фактора. Таким образом максимум автоматизации выгодно в любом производстве. Для дешевого изделия - снижение цены, для сложного и ответственного - снижение риска внесения брака руками человека. Идеальная производственная линия должна состоять из автоматической конвейерной сборочной линии, инженера-технолога и наладчика механики. 

Чаще всего при проектировании производственной линии сборки электронных изделий в первую очередь смотрят на установщик компонентов, затем принтер, печь, АОИ и в самую последнюю очередь на конвейеры, связывающие все эти установки друг с другом. Зачастую на производстве стоят установщики SMD огромной производительности, оптика высочайшего уровня, печи, сконфигурированные с запасом на ближайшие 20 лет, но при этом стоят самые простенькие конвейеры, выполняющие только перенос плат между устройствами. Вокруг линии снуют операторы, выполняющие множество дополнительных обязанностей кроме своих прямых, которые заключаются в обеспечении бесперебойной работы автоматов. Автор множество раз замечал такие ситуации, когда операторы вместо того, чтобы вовремя заряжать питатели или исправить причину выявленного на АОИ дефекта занимаются такими важными делами, как зарядка плат из стопки в магазины, проверка правильности установки светодиода при помощи батарейки, подсчет произведенных плат и т.д. и т.п. Часто наблюдается такая картина: первая плата либо застряла, либо упала на пол на выходе из установщика, печи или АОИ по причине несоответствия ширины промежуточного конвейера. Весь этот цирк кому-то может показаться нормальным явлением, но хочу вас уверить, это не так. Серьезная настоящая автоматизированная линия должна работать без остановок и вмешательства. 

Вернемся в Корею. Компания YJ LINK образована в 2009 году и сразу же поставила своей целью повышение автоматизации на производственных линиях поверхностного монтажа. В этом вопросе инженеры компании руководствовались опытом аналогичных производителей. YJ LINK не ограничивается производством строго ограниченного ассортимента стандартных конвейерных систем, но восполняет любые потребности заказчика в увеличении уровня автоматизации производственной линии. В ассортименте есть обычный набор установок для стандартных линий, таких, как загрузчик, соединитель, разгрузчик, а также и целый комплекс дополнительных устройств, повышающих уровень автоматизации о которых я расскажу подробнее.

Начнем с самого казалось бы обычного процесса - маркировка изделий. Существует целый ряд способов, таких, как лазерная маркировка, этикетки, струйные маркировщики. Компания YJ LINK проработала все возможные варианты и внесла целый ряд своих доработок в стандартные операции. Установка ALMC оснащается лазерной головкой Panasonic и способна за одну операцию маркировать изделие с двух сторон, очистить от пыли, затем произвести оптическую инспекцию маркированных зон сканером или камерой, произвести оценку и отправить эту информацию в систему учета данных (traceability). Маркировщик оснащен лазерной СО2 головкой и контроллерами Panasonic, а также встроенным ионизатором рабочей зоны и системой пылеудаления. Для автомобильной промышленности, где требования по чистоте плат выше, чем в бытовой электронике, разработана установка, которая оснащена ионизатором и системой контактной очистки плат на базе Tecnec. При желании, установку маркировки можно оснастить устройством струйной маркировки краской, которое обладает тем же функционалом, что и лазерная. 

(фото 01 - маркировщик внутри - головка, конвейер), (фото 02 или 03 - установка очистки).

Следующий на очереди - конвейер с встроенной системой электрического контроля. Никаких ручных манипуляций - все автоматизировано. Изделие проходит электрический контроль и сортируется буфером с опцией отбраковки. На годные изделия наносится наклейка во встроенном модуле. Никаких криво нанесенных наклеек, отпечатков пальцев, пыли, волос, перепутанных серийных номеров и прочих результатов человеческого фактора.

Процесс сортировки годных и негодных изделий представлен в целом ряде различных установок. Буферы для магазинов различной конфигурации, буферы с встроенными накопителями, разгрузчики на 2,3,5 магазинов. Но это не все. Компания YJ LINK создала несколько новых установок, таких, как соединительный конвейер с функцией сортировки, компактный двухконвейерный проходной загрузчик магазинов и другие варианты сортировочных установок.

(фото 04 Магазинный буфер + шаттл сортировщик + модуль наклейки этикеток), (фото 05 Загрузчик из магазина или из стопы + шаттл - сортировщик)

Вспомогательная установка 3D оптической инспекции позволяет провести оценку выявленного обычной АОИ дефекта в реальном времени. При получении сигнала об ошибке, плата подается под 3D оптическую головку, а платы без ошибки проходят на следующее устройство.

В принципе для YJ LINK нет ограничений в конструировании конвейерного оборудования. Возможности, которые открываются перед заказчиком ограничены только фантазией самого заказчика. Заказчик просто ставит задачу, а YJ LINK готовит решение этой задачи и справляется с этим великолепно. Качество изготовления оборудования на высочайшем уровне. В производстве применяются только оригинальные детали ведущих мировых производителей Каждый узел продуман до мелочей, каждый компонент установки проработан высококвалифицированными инженерами. Все установки YJ LINK оснащены новейшими контролерами производства Panasonic с возможностью занесения параметров изделия (ширина конвейера, использование доп. функций и пр.), сенсорными дисплеями, механизмом автоматического изменения ширины конвейера и множеством дополнительных опций. Вы просто выбираете название изделия на дисплее одного конвейера в линии и все устройства YJ LINK разводят конвейеры на ту же ширину. Дополнительно можно оснастить все конвейеры в линии системой сбора информации о производственном процессе.

Так, а что там насчет экономии? Давайте произведем расчет. Возьмем серьезную линию: маркировка, принтер, SPI, установщики, печь, АОИ, электротестирование, сортировка, разделение, плюс систему прослеживаемости. В такой линии присутствует 16 конвейерных установок различного назначения. Начнем с загрузки плат на линию. Тут мы предлагаем установить загрузчик из стопы сразу после магазинного загрузчика. И вот почему: при загрузке плат в магазин, оператор тратит примерно 3.5 - 5 минут на каждый. Предположим, что он может загрузить не отрываясь 2-3 магазина, это уже 10-15 минут, кроме того, магазины могут быть не подготовлены под размер данного изделия, их нужно аккуратно загрузить в установку, что тоже отнимает время. На установку плат в загрузчик из стопы он тратит примерно 8 секунд. Установив 3 стопки по 25 плат он справляется за пол минуты и возвращается к своим обязанностям. Очевидно, что загрузка магазинов в течение смены производится периодически и оператор занят в начале линии около загрузчика. Если в это время случился сбой работы оборудования и требуется вмешательство оператора?

Установка ширины конвейеров под новое изделие. В описанной линии кроме двух устройств, всегда работающих с магазинами, присутствуют еще 14 установок, в которых необходимо установить ширину конвейера. В случае, если установки не оснащены системой автоматической установки ширины конвейера, оператор потратит примерно по 40 секунд на каждый конвейер для того, чтобы изменить ширину вручную. 40*14/60=9.33 минут на изменение ширины конвейеров. Это в идеальном мире, где расчеты совпадают с практикой. В реальности все гораздо хуже. Как это сработает в случае с YJ LINK? Оператор выбирает название изделия на первом устройстве в линии, а дальше информация передается на все остальные устройства в линии. Все устройства выставляют свою ширину без вмешательства человека. Опять мы сэкономили примерно 15 минут рабочего времени.

Маркировка изделий. Как уже сказано выше, установка YJ LINK позволяет производить маркировку платы с обеих сторон за один цикл. Что может случиться при проведении маркировки второй стороны платы после сборки первой стороны. Никто не сможет гарантировать, что плата будет промаркирована корректно, и номер, указанный на стороне «Top» и стороне «Bottom» совпадет. Кроме того, система сканирования и проверки качества нанесения кода гарантирует, что нигде на линии далее не случится сбой при считывании этого кода. Таким образом, мы опять снижаем риск незапланированной остановки линии. Кроме этого, существует еще множество мелких особенностей, таких, как звуковое оповещение об ошибке на всех без исключения устройствах, колеса на все устройствах, легкодоступные регуляторы скорости, сенсорные дисплей и прочие,  делающих оборудование YJ LINK выдающимся на фоне аналогов. 

(фото 06 – Установка разделения заготовок).

Удобство в работе, качество исполнения и расширенный функционал в конечном итоге приносит экономию времени, а время = деньги. На производстве очень легко подсчитать, сколько стоит минута простоя линии. Час работы может стоить месячной зарплаты оператора, а может и больше. А если этот оператор час занимался тем, что могла бы сделать машина, то выводы очевидны. 

От автора: В прошлом, я работал на производстве, и в смене было 4 оператора, двое из них занимались зарядкой плат в магазины, проверкой нанесенной пасты, маркировкой плат вручную, отметкой в базе данных собранных плат, количества собранных изделий и другими делами, которые с успехом может выполнять машина. При этом машина куплена однажды за одну фиксированную цену, а зарплата оператора растет с каждым годом. Машина выполняет одну операцию миллионы раз подряд без ошибки, а оператор ошибается дважды в день. Таким образом и выходит, что вы зарабатываете повышая уровень автоматизации.

Сергей Вардугин 
технический специалист компании "Абсолют электроника"