智能產(chǎn)品輸送系統在微組裝中的應用

荷蘭 IMS 公司在為全自動(dòng)電子模塊組裝系統尋找高精度輸送系統的過(guò)程中，在倍福找到了合適的解決方案。XTS 磁驅柔性輸送系統的重復定位精度達到了 ±10 μm 的級別，這能夠實(shí)現產(chǎn)品的精準定位。此外，XTS 組件的模塊化設計為方便系統適應不斷變化的生產(chǎn)需求提供了基礎。

總部位于荷蘭阿爾默勒的 IMS 公司，近十年來(lái)一直致力于研發(fā)用于微小零件生產(chǎn)（比如智能手機中使用的光模塊）的高科技裝配線(xiàn)。IMS 公司技術(shù)總監 Henri Paus 參與研發(fā)并見(jiàn)證了數十條此類(lèi)生產(chǎn)線(xiàn)的成功：“我們在亞洲的一個(gè)客戶(hù)目前是這類(lèi)系統的市場(chǎng)領(lǐng)導者?？梢哉f(shuō)，數代智能手機中的攝像頭模組都極有可能是在我們的其中一條裝配線(xiàn)上生產(chǎn)出來(lái)的?！?/p>

盡管工藝時(shí)間變長(cháng)，但產(chǎn)能仍維持高水平

智能手機生產(chǎn)商每年都會(huì )推出一些新機型。生產(chǎn)商如果想要與這些產(chǎn)品的短開(kāi)發(fā)周期保持步調一致，必須擁有靈活的生產(chǎn)系統，才能適應不斷變化的生產(chǎn)需求。此外，現代智能手機使用的高端元器件也更多?！半S著(zhù)智能手機內使用的元器件越來(lái)越多，體積也越來(lái)越小，這就需要我們改變現有的裝配方式?！盚enri Paus 在說(shuō)明研發(fā)新裝配線(xiàn)的必要性時(shí)說(shuō)道，因為第一代 IMS 生產(chǎn)線(xiàn)顯然已不再能夠滿(mǎn)足這些要求?！傲硪粋€(gè)因素是，現在生產(chǎn)線(xiàn)的加工節拍為 4 至 5 秒/件，所需時(shí)間是以前平均節拍（2 秒）的兩倍左右?！盚enri Paus 說(shuō)道。

結合實(shí)際情況來(lái)說(shuō)：2 秒的節拍相當于年產(chǎn)量約 1000 萬(wàn)件?，F在光學(xué)器件所需的進(jìn)料時(shí)間意味著(zhù)如果使用現有的系統設計，產(chǎn)量將會(huì )大幅減少。而實(shí)際上，在流水線(xiàn)型生產(chǎn)系統中，整體系統性能取決于最慢的環(huán)節。Henri Paus：“產(chǎn)量減半是絕不允許的，因此必須開(kāi)發(fā)出一個(gè)靈活的生產(chǎn)平臺，才能應對產(chǎn)品規格更換和較慢的工藝步驟帶來(lái)的挑戰?！盚enri Paus 總結道。生產(chǎn)線(xiàn)上布署的各個(gè)工藝模塊和工站必須具有足夠的性能，這意味著(zhù)只需要在精度方面做一些改進(jìn)?！白畲蟮恼系K是我們一直以來(lái)所使用的輸送系統?！盚enri Paus 回憶道。倍福的 XTS 磁驅柔性輸送系統采用模塊化設計，配備了高性能軟件和EtherCAT 現場(chǎng)總線(xiàn)，可以解決我們的難題。

Henri Paus 概述了 XTS 系統與他們之前自主研發(fā)的輸送系統之間的主要區別：“現在動(dòng)子不再需要互連，因此可以作為單獨的伺服軸單獨移動(dòng)?！盜MS 因此能夠在較快的工藝步驟之后對動(dòng)子進(jìn)行緩沖，并讓大量動(dòng)子同時(shí)進(jìn)入多個(gè)較慢的工站?！巴ㄟ^(guò)這種方式，盡管生產(chǎn)線(xiàn)上有些環(huán)節速度很慢，但我們依然能夠維持高產(chǎn)能?！盚enri Paus 說(shuō)道。

PC 運動(dòng)控制系統為后續擴展提供靈活性

Henri Paus 在介紹 XTS 自動(dòng)化控制系統的其它優(yōu)勢時(shí)說(shuō)道：“模塊化的 XTS 輸送系統非常靈活，滿(mǎn)足了我們客戶(hù)生產(chǎn)各種復雜產(chǎn)品的需求?！比绻b配線(xiàn)需要根據新的產(chǎn)品進(jìn)行調整，可以隨時(shí)擴展，只需要在生產(chǎn)系統中插入新的單元，同時(shí)增加工站即可。IMS 公司通過(guò) 250 毫米小網(wǎng)格尺寸的模塊化 XTS 系統的對輸送系統進(jìn)行了擴展。操作人員可以在短短幾個(gè)小時(shí)內用轉換后的系統恢復生產(chǎn)?！拔覀兊母偁帉κ痔峁┑慕鉀Q方案完全沒(méi)有這個(gè)選項?！盚enri Paus 說(shuō)道。

IMS 公司與倍福的 XTS 技術(shù)專(zhuān)家合作，通過(guò)經(jīng)過(guò)預裝和測試的模組形式設計了一款定制化的解決方案，其中還集成了海普克公司（HepcoMotion）的 GFX 環(huán)形導軌系統。Henri Paus 補充說(shuō)道：“這不僅要求機械部分可以快速拆卸分離，還要求電氣和控制可以通過(guò)接頭脫開(kāi)。同時(shí)可以將軟件劃分為相應的模塊，這也為我們提供了極大的靈活性?！?/p>

定位精度高達 ±10 μm

需要安裝的光模塊尺寸通常只有 5 到 18 毫米，輸送定位精度至少需要達到 ±50 μm。若要實(shí)現這一精度，還需要考慮溫度以及 XTS 動(dòng)子的最小振動(dòng)等影響因素?！癤TS 深度集成在我們的控制架構中，因此，我們可以輕松地補償此類(lèi)影響因素?！北陡６魉购盏罗k事處負責人 Bernard Gerdes 解釋道。例如，IMS 公司額外使用了傳感器以補償溫度變化帶來(lái)的影響。盡管設備位于恒溫潔凈室中，但 XTS 輸送系統的溫度會(huì )出現變化，需要進(jìn)行補償。

“我們與倍福和海普克一起，成功實(shí)現了精確的產(chǎn)品輸送定向和定位?！盚enri Paus 強調道?，F在，IMS 通過(guò)減振和上述的溫度補償功能，能夠以高達 ±10 μm 的極高精度定位工站上的運載裝置。

第一套系統的巨大靈活性在實(shí)踐應用中得到驗證

IMS 對其第二代光模塊生產(chǎn)線(xiàn)有很高的期望，Henri Paus 解釋道：“我預計，在未來(lái)幾年內，我們將能夠在市場(chǎng)推出至少與第一代自動(dòng)化控制系統一樣多的 3PX 生產(chǎn)平臺。這是由于像智能手機中使用的小型光學(xué)器件現在也越來(lái)越多地被應用于顯示器、無(wú)人機和汽車(chē)中。此外，IMS 平臺的靈活性、模塊化和可擴展性在其它完全不同的裝配應用中也具有優(yōu)勢，例如醫療器械和制藥設備的零部件生產(chǎn)?！?/p>

IMS 已經(jīng)通過(guò)其第一個(gè)系統證明了 3PX 生產(chǎn)平臺的靈活性?！熬驮谖覀儨蕚浒l(fā)貨時(shí)，客戶(hù)突然問(wèn)我們，是否可以將系統用于生產(chǎn)比最初指定的規格大得多的產(chǎn)品?！?Henri Paus 說(shuō)道，“我們完全無(wú)需重新設計系統，只需要把一些零部件做得大一點(diǎn)即可。僅需幾周，重新組裝后的設備就能準備發(fā)貨了?！?/p>

IMS 公司基于倍福的 XTS 磁驅柔性輸送系統開(kāi)發(fā)了一款高度靈活、可擴展的小型光模塊微組裝生產(chǎn)線(xiàn)

IMS 公司的新生產(chǎn)平臺可以在需要時(shí)通過(guò)添加工站的方式輕松區分和擴展生產(chǎn)線(xiàn)

倍福官網(wǎng)：https://www.beckhoff.com.cn/zh-cn/