西门子贴片机元件贴片受力分析论文---从用户线谈设备保养

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西门子贴片机元件贴片受力分析论文---从用户线谈设备保养

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公司建立用户线，提出SMT焊点缺陷率小于15PPM的目标，这对贴片机提出了较高的要求，起初，每日都有片式电阻、电容飞料，侧立和偏位的缺陷，这些缺陷严重影响了SMT的直通率。面对这些问题，我们分析缺陷产生的原因，提出对策，通过近两个月的实践， 总结出一些经验，与大家一起讨论。

一、贴片分析：

下图为西门子贴片机的旋转头贴片原理：

在位置1 ，吸嘴取料，同时进行真空检测，若真空太低则旋转到位置11将料抛弃，在位置7进行照相检测，旋转到5号位置进行贴片角度补偿，最后旋转到1号位置进行贴片。在整个取料、贴片的过程中，料通过真空吸附在吸嘴上，随着旋转头做圆周运动。下面为元件在吸嘴上某一位置的受力分析（假设元件为质点）：

其中F为吸嘴对元件的吸力，N为吸嘴对元件的反作用力，f 为静摩擦力，G为元件的重力，G〞为重力G在f方向的分量，Gˊ为重力G在N方向的分量。

为便于分析，设元件随着旋转头做匀速圆周运动（实际元件随旋转头做变速圆周运动）。设圆周运动角速度为 ，元件的向心力为Fˊ=M R，平衡方程式：

径 向： Fˊ=F-N-Gˊ

切线方向： f=G〞

摩擦力： f=礜 (?为摩擦系数）

讨论：1、当 f≥G〞时，元件在吸嘴上保持平衡，这也是正常情况。

2、要使f≥G″，则要增大N，在同样的 下，就要增大吸力F。

3、当f<G时，元件将在吸嘴上滑动，如图一：

如果元件滑动较多，脱离吸嘴，则形成飞料。若滑动成图二情况，此时元件的受力如图三，则元件有在重力作用下沿吸嘴转动的趋势，最终形成侧立。

通过上面的分析，要解决飞料和侧立缺陷可从两方面着手：

一、使取料位置正确，减少元件在吸嘴上旋转。

二、提高真空度，增大吸力，从而增大最大静摩擦力，防止元件在吸嘴上滑动。

针对第一点，我们对每台贴片机的取料位置进行了校正，保证取料位置正确。同时针对西门子FEEDER 的特点，为防止FEEDER盖片运动不畅影响取料，我们要求操作员每日在做日保养时用洁净的白布沾防锈油（WD40）对FEEDER的盖片进行清洁、润滑，使盖片运动灵活，保证取料的正确。

对于第二点，可从西门子贴片机的气路上分析，如下为西门子的气路图：

上图中，3--7 为输入的压缩空气（5.0---5.3bar），其中3用于产生取料时的真空，4用于贴片和抛料时的吹气，5--7 产生旋转头保持位置的真空。真空发生器原理为：压缩空气通过直径为1mm和1.5mm的喷嘴产生高速气流，从而在周围产生负压，形成真空。产生的真空通过分配器（图四）连接到每个头的气阀（PLUNGER）（图五）中，PLUNGER 的输出再连接到SLEEVE和吸嘴。通过PLUNGER 的运动控制吸嘴的状态为真空或吹气。在整个气路中，大量采用了间隙密封： 从分配器到旋转头，气阀和PLUNGER，SLEEVE和SEGMENT的连接，吸嘴和SLEEVE的连接（如下图所示）等，这些位置若密封不好，产生漏气，将影响到输出到吸嘴的真空度，造成真空减小，引起飞料和侧立。

由于西门子的压缩空气气压和流量都不可调节，从而真空度大小不可调，要保证真空度，就要做到：

1、整个气路间隙密封良好。

2、气路通畅，无堵塞。

西门子贴片机的资料说明其贴片缺陷率为20DPM，而我们提出的要求为15PPM，比西门子公司提供的要高，而我们车间的清洁度差，人员多，尘粒多，不宜于西门子贴片机这种气路结构，为 此我们根据车间的环境作出如下规定：

1、 每日用干净的白布沾酒精对吸嘴进行清洁， 并进行真空测试，如果真空度低于-900mba，则通知工程师处理。

2、每周分别用1.4MM和1.2MM的钻头对SLEEVE进行清洁。

3 、清洁 PLUNGER，在PLUNGER的O-RING上施加少量NCA52油脂，并注意顺序，严禁互换PLUNGER。

4、清洁分配器，并在O-RING上加密封油脂（加油时小心，严禁将油加在气孔中）。

5、每周在固定吸嘴的O--RING（上图中的(3)加L250密封油脂。

6、用棉签沾酒精对SEGMENT进行清洁，清洁时不要将内部的锁紧弹簧带出。

通过两个月的实践，已取得明显效果，SMT的直通率大大提高，焊点缺陷率低于15PPM，使我公司的制造水平上了一个台阶，达到了国际水平。

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