СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №1/2015

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 34 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 1 2015 Какое автоматизированное решение лучше? Что лучше для автоматизированного внутрисхемного тестирования – роботизированный манипулятор или встроенная в линию система? Что эффективнее оптимизирует затраты и повышает конкурентоспособность? Ви Шенг Йонг, Keysight Technologies В последние десять лет наблюдается постоянный рост стоимости труда опе- раторов. Это усложняет жизнь менедже- рам, отвечающим за сборку печатных плат, и заставляет искать пути сокраще- ния затрат и эффективного повышения конкурентоспособности за счёт при- менения экономичных методов про- изводства. Одна из новых стратегий, широ- ко применяемых производителями, заключается в замене ручной загрузки печатной платы различными автомати- зированными решениями. Заказчики часто задают мне вопросы о достоин- ствах и недостатках применения авто- матизации для замены дорогостоящего ручного труда, не говоря уже о пробле- мах привлечения и удержания работни- ков, которые стремятся уйти на другую работу с более мягкими условиями тру- да, например, в сферу обслуживания. Ну а затем задаётся традиционный вопрос: «Какое автоматизированное решение лучше?». Сегодня широкое распространение получили два автоматизированных решения. Первое заключается в инте- грации роботизированного манипуля- тора в имеющиеся тестеры, а другое – в установке на линию поверхностного монтажа (SMT) полностью автоматиче- ского внутрисхемного тестера. Не так давно я посетил линию по сборке печатных плат в Таиланде, на которой вместо ручной загрузки печат- ной платы во внутрисхемный тестер использовался автоматический роботи- зированный манипулятор. Этот мани- пулятор стоял между двумя тестерами. Дополняли эту автоматизированную систему подъёмник и конвейер, кото- рые транспортировали лотки с плата- ми, поступающими на тестирование, платами, прошедшими тестирование, и отбракованными платами. Работает эта система следующим образом: роботизированный мани- пулятор берёт из лотка нетестиро- ванную плату и загружает её в тесто- вую оснастку. После загрузки платы установленная на тестовой оснастке пневматическая крышка автоматиче- ски закрывается и выполняется скани- рование штрихового кода. Если пла- та ложится на установочные штиф- ты тестовой оснастки с перекосом, то при закрытии пневматической крыш- ки она повреждается. Во время моего визита я наблюдал три таких случая в течение 15 мин. Типовая конструк- ция роботизированного манипулято- ра показана на рисунке 1. Чтобы снизить риск повреждения платы в результате неточного пози- ционирования, производитель задей- ствовал оператора, который вручную корректировал положение платы перед закрытием крышки. Невольно я отме- тил потенциальный риск защемле- ния руки оператора, в случае если он не успеет убрать её до закрытия авто- матической пневматической крышки. По завершении тестирования робо- тизированный манипулятор извлека- ет плату из тестера и, в зависимости от результатов тестирования, помеща- ет её в лоток для исправных плат либо в лоток для бракованных плат. На этом этапе я заметил, что время от времени плата ложится в лоток криво, и опера- тор буквально бросается к нему, чтобы вручную исправить положение. Такое использование штатного оператора для контроля работы автоматизированной системы выглядит нелогично, посколь- ку устанавливалась она, в первую оче- редь, для сокращения числа операторов. Описываемая автоматизированная установка занимает площадь пример- но в 1,5 м 2 , не считая конвейера, кото- рому также необходимо немало места. В итоге это решение требует достаточ- но большой площади. Во время визита мне посчастливи- лось наблюдать работу техника, обслу- живающего вышедшую из строя систе- му внутрисхемного тестирования. Сначала он отсоединил шланг пнев- мосети и снял пневматическую крыш- ку тестовой оснастки, и лишь потом снял саму тестовую оснастку. Когда я спросил, почему он так сделал, он ответил, что тестовая оснастка слиш- ком тяжёлая, чтобы поднять её с уста- новленной пневматической крышкой. То есть, снимая крышку, он облегчает тестовую оснастку. Эта система обо- рудована одним роботизированным манипулятором, обслуживающим два тестера. В результате, дабы сократить простои, при остановке одного тесте- ра робот продолжает обслуживать вто- рой тестер. К сожалению, это заметно ограничивает доступ техника к тесто- вой оснастке, поскольку роботизиро- ванный манипулятор продолжает дви- гаться в непосредственной близости от зоны ремонта. Для работы с платами разной формы и размера роботизированному манипу- лятору в этой системе необходим спе- циальный вакуумный захват. Один из инженеров пояснил мне, что для сра- батывания вакуумный захват должен сначала плотно прижаться к плате, чтобы обеспечить плотный контакт присоски. Однако это порождает про- блемы с очень тонкими платами тол- щиной 0,6 мм и меньше – такие платы изгибаются под давлением присоски, и известны случаи растрескивания пая- ных соединений микросхем с шарико- выми выводами (BGA). В итоге сопровождающий меня инже- нер признался, что до сих пор скорость работы автоматизированной системы не смогла достичь скорости ручной загрузки, которую она призвана была заменить. Не вдаваясь в детальный анализ затрат, даже с учётом того, что робо- тизированный манипулятор может быть не самым дешёвым и не самым эффективным решением, он опреде- Рис. 1. Типовая конструкция роботизированного манипулятора для промышленного внутрисхемного тестирования