黃磊 姚麗

摘要：波峰焊，一種表面組裝設(shè)備，主要應(yīng)用于電子產(chǎn)品制造行業(yè)，其生產(chǎn)過(guò)程主要依賴于手工作業(yè)，屬于勞動(dòng)密集型，已存在七八十年的歷史。作為傳統(tǒng)的勞動(dòng)密集行業(yè)，在新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備不斷出現(xiàn)的今天，波峰焊發(fā)展遇到了瓶頸期，尤其隨著人工智能制造技術(shù)的快速發(fā)展，設(shè)備取代人工作業(yè)是大勢(shì)所趨的情況下，如何主動(dòng)求變，適應(yīng)時(shí)代潮流，贏得生存和發(fā)展，波峰焊行業(yè)需要加以認(rèn)真研究。

關(guān)鍵詞：波峰焊;智能制造;異型自動(dòng)插件機(jī)

隨著中國(guó)人工紅利優(yōu)勢(shì)逐漸減弱、各項(xiàng)作業(yè)成本逐步上漲、能源與環(huán)境因素等多方面的制約日益加劇，作為勞動(dòng)密集型的波峰焊行業(yè)的既有成本優(yōu)勢(shì)逐漸消退，面臨的困境越來(lái)越多，波峰焊行業(yè)勢(shì)必要借助于人工智能技術(shù)的發(fā)展，投入更多的自動(dòng)化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)制造行業(yè)從以人工作業(yè)為主的模式向少人去或者去人化方向發(fā)展，自動(dòng)化的設(shè)備或者機(jī)器人部分或者全部代替人工作業(yè)，成為時(shí)代潮流，從波士頓動(dòng)力的人形機(jī)器人Atlas，到富士康工業(yè)機(jī)器人，再到可以實(shí)施精準(zhǔn)手術(shù)的機(jī)器人等，屬于智能制造的時(shí)代正在加速到來(lái)。傳統(tǒng)行業(yè)要借助這股東風(fēng)，深挖自身潛力，爭(zhēng)取獲得長(zhǎng)足發(fā)展。

波峰焊，作為典型的勞動(dòng)密集性行業(yè)，成為上個(gè)世紀(jì)大工業(yè)化時(shí)代電子產(chǎn)品制造行業(yè)的主流，借助于人力資源的低成本，通過(guò)大量投入人力，產(chǎn)生較高的生產(chǎn)效率。隨著生產(chǎn)技術(shù)、元器件封裝技術(shù)，表面貼裝技術(shù)（SMT）等的不斷發(fā)展，以及人力成本的不斷增加，波峰焊的劣勢(shì)也越來(lái)越明顯，單純依靠人工作業(yè)，不僅效率低下，而且產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法保證。在此條件下，波峰焊行業(yè)需要轉(zhuǎn)型升級(jí)，借助于新技術(shù)的不斷發(fā)展，通過(guò)應(yīng)用相關(guān)先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備，降低人工作業(yè)的比例，提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率和質(zhì)量，達(dá)到提質(zhì)增效的效果。

目前在波峰焊接行業(yè)，基于部分行業(yè)小批量多品種的產(chǎn)品特點(diǎn)，人工插件作業(yè)仍是主流，特別是電力和軍工行業(yè)，為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的交付率和生產(chǎn)的高度柔性，需要借助人工實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，人工作業(yè)為主的生產(chǎn)方式也減緩了這些行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，生產(chǎn)效率低下，產(chǎn)品質(zhì)量得不到進(jìn)一步提升，生產(chǎn)工藝水平低下等等。

異型自動(dòng)插件機(jī)的出現(xiàn)，可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)行業(yè)煥發(fā)新的生機(jī)。插件機(jī)自上個(gè)世紀(jì)六七十年代投入市場(chǎng)，已存在七八十年的歷史，一直以來(lái)，其推廣力度不明顯，主要在于其應(yīng)用的局限性，相比較人工作業(yè)的高度柔性化，插件機(jī)只能從事固定型號(hào)、大批量的元器件插裝作業(yè)，借著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，插件機(jī)技術(shù)得到了飛速提升，特別是異性插件機(jī)，其解決了部分傳統(tǒng)型插件機(jī)無(wú)法解決的生產(chǎn)柔性問(wèn)題。

異型自動(dòng)插件機(jī)主要有以下優(yōu)勢(shì)。

一是優(yōu)異的設(shè)備性能。異性插件機(jī)采用了較多的新型技術(shù)，例如非接觸式定心技術(shù)、激光校準(zhǔn)傳感技術(shù)、高度變位傳感技術(shù)等等，通過(guò)利用這些新型的技術(shù)，使異性插件機(jī)性能有了極大的提升，更加符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)方式。

二是高精度的元器件插入作業(yè)。依據(jù)程序控制，Head上的吸嘴在相應(yīng)飛達(dá)上通過(guò)吸取或抓持的方式，完成元器件取料，再利用激光校準(zhǔn)傳感器進(jìn)行定心，完成元器件插入作業(yè)。由于有了激光校準(zhǔn)傳感技術(shù)，即使吸嘴夾持元器件在高速運(yùn)行狀態(tài)下，也可實(shí)現(xiàn)元器件的高精度插入，極大提升元器件插入作業(yè)的質(zhì)量。

三是高度的柔性化水平。借助于人工智能技術(shù)的發(fā)展，異型自動(dòng)插件機(jī)技術(shù)也得到快速發(fā)展，高度的柔性化水平就是其代表之一。區(qū)別于傳統(tǒng)的插件機(jī)的固定作業(yè)模式，異型自動(dòng)插件機(jī)能借助于多樣性的物料供給飛達(dá)，適用各種類型的物料，例如適用于臥式電阻的臥式供料飛達(dá)、立式電容的立式供料飛達(dá)、散料的排插的振動(dòng)盤和立式或桿式供料飛達(dá)等等，另外，其物料供給飛達(dá)設(shè)計(jì)非常輕便、小巧，能在一分鐘內(nèi)完成飛達(dá)更換，提高物料更換效率，確保其高度的柔性化水平。

四是高效率的作業(yè)節(jié)拍和質(zhì)量。異型自動(dòng)插件機(jī)，作為一款自動(dòng)化程度較高的設(shè)備，其作業(yè)效率同樣比價(jià)出色。Head通過(guò)吸嘴吸取或夾持元器件，借助于相關(guān)圖像識(shí)別和激光定位等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)元器件的高速、準(zhǔn)確插入作業(yè)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，其元器件插入速度均值約為1.2s/件，峰值速度達(dá)到0.6-0.8s/件。約是人工作業(yè)效率的3-5倍。此外，由于Head作業(yè)時(shí)，主要通過(guò)程序控制，類似于表面貼裝作業(yè)，只要物料供給飛達(dá)上的物料沒(méi)有錯(cuò)誤（插裝類物料，型號(hào)區(qū)別比較明顯，此類錯(cuò)誤發(fā)生概率非常?。?，故其作業(yè)質(zhì)量非常穩(wěn)定。

五是良好的人機(jī)協(xié)同。異型自動(dòng)插件機(jī)具備良好的人機(jī)協(xié)同作業(yè)能力，通過(guò)物料供給飛達(dá)，可實(shí)現(xiàn)一次上料，設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)的效果，即不需要人工頻繁的作業(yè)，大幅度降低設(shè)備作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，若元器件插入作業(yè)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，設(shè)備自動(dòng)停止并進(jìn)行報(bào)錯(cuò)，作業(yè)人員可依據(jù)提示，精確的識(shí)別問(wèn)題點(diǎn)，進(jìn)行解決。設(shè)備作業(yè)人員利用富余的時(shí)間，可從事于程序的編制優(yōu)化，作業(yè)過(guò)程的管控以及生產(chǎn)工藝流程的優(yōu)化等工作。

通過(guò)以上可知，異型自動(dòng)插件機(jī)，可解決波峰焊接作業(yè)受限于人工作業(yè)，無(wú)法得到進(jìn)一步發(fā)展的問(wèn)題，通過(guò)應(yīng)用異型自動(dòng)插件機(jī)，波峰焊行業(yè)可實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展。其高度的自動(dòng)化、柔性化特點(diǎn)，以及較高速度的生產(chǎn)節(jié)拍，能有效的解決人工作業(yè)面臨的各項(xiàng)問(wèn)題，特別是針對(duì)小批量多品種的產(chǎn)品特點(diǎn)，具備較大的優(yōu)勢(shì)，值得此類產(chǎn)品特點(diǎn)的企業(yè)去借鑒。應(yīng)用異型自動(dòng)插件機(jī)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的自動(dòng)化技術(shù)革新、體質(zhì)增效以及實(shí)現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)注入新的動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]深度詮釋華南電子制造發(fā)展趨勢(shì)[J].電子工業(yè)專用設(shè)備，2012，41（9）.

[2]李衛(wèi)，異形電子元器件自動(dòng)插件機(jī)設(shè)計(jì)及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D].山東：山東大學(xué)，2012.