异型自动插件机助推波峰焊行业转型升级

黄磊 姚丽

摘要：波峰焊，一种表面组装设备，主要应用于电子产品制造行业，其生产过程主要依赖于手工作业，属于劳动密集型，已存在七八十年的历史。作为传统的劳动密集行业，在新技术、新工艺、新设备不断出现的今天，波峰焊发展遇到了瓶颈期，尤其随着人工智能制造技术的快速发展，设备取代人工作业是大势所趋的情况下，如何主动求变，适应时代潮流，赢得生存和发展，波峰焊行业需要加以认真研究。

关键词：波峰焊;智能制造;异型自动插件机

随着中国人工红利优势逐渐减弱、各项作业成本逐步上涨、能源与环境因素等多方面的制约日益加剧，作为劳动密集型的波峰焊行业的既有成本优势逐渐消退，面临的困境越来越多，波峰焊行业势必要借助于人工智能技术的发展，投入更多的自动化设备，实现传统制造行业从以人工作业为主的模式向少人去或者去人化方向发展，自动化的设备或者机器人部分或者全部代替人工作业，成为时代潮流，从波士顿动力的人形机器人Atlas，到富士康工业机器人，再到可以实施精准手术的机器人等，属于智能制造的时代正在加速到来。传统行业要借助这股东风，深挖自身潜力，争取获得长足发展。

波峰焊，作为典型的劳动密集性行业，成为上个世紀大工业化时代电子产品制造行业的主流，借助于人力资源的低成本，通过大量投入人力，产生较高的生产效率。随着生产技术、元器件封装技术，表面贴装技术（SMT）等的不断发展，以及人力成本的不断增加，波峰焊的劣势也越来越明显，单纯依靠人工作业，不仅效率低下，而且产品质量无法保证。在此条件下，波峰焊行业需要转型升级，借助于新技术的不断发展，通过应用相关先进的自动化设备，降低人工作业的比例，提升产品生产效率和质量，达到提质增效的效果。

目前在波峰焊接行业，基于部分行业小批量多品种的产品特点，人工插件作业仍是主流，特别是电力和军工行业，为了实现产品的交付率和生产的高度柔性，需要借助人工实现，同时，人工作业为主的生产方式也减缓了这些行业的转型升级，生产效率低下，产品质量得不到进一步提升，生产工艺水平低下等等。

异型自动插件机的出现，可实现传统行业焕发新的生机。插件机自上个世纪六七十年代投入市场，已存在七八十年的历史，一直以来，其推广力度不明显，主要在于其应用的局限性，相比较人工作业的高度柔性化，插件机只能从事固定型号、大批量的元器件插装作业，借着人工智能技术的快速发展，插件机技术得到了飞速提升，特别是异性插件机，其解决了部分传统型插件机无法解决的生产柔性问题。

异型自动插件机主要有以下优势。

一是优异的设备性能。异性插件机采用了较多的新型技术，例如非接触式定心技术、激光校准传感技术、高度变位传感技术等等，通过利用这些新型的技术，使异性插件机性能有了极大的提升，更加符合现代化的生产方式。

二是高精度的元器件插入作业。依据程序控制，Head上的吸嘴在相应飞达上通过吸取或抓持的方式，完成元器件取料，再利用激光校准传感器进行定心，完成元器件插入作业。由于有了激光校准传感技术，即使吸嘴夹持元器件在高速运行状态下，也可实现元器件的高精度插入，极大提升元器件插入作业的质量。

三是高度的柔性化水平。借助于人工智能技术的发展，异型自动插件机技术也得到快速发展，高度的柔性化水平就是其代表之一。区别于传统的插件机的固定作业模式，异型自动插件机能借助于多样性的物料供给飞达，适用各种类型的物料，例如适用于卧式电阻的卧式供料飞达、立式电容的立式供料飞达、散料的排插的振动盘和立式或杆式供料飞达等等，另外，其物料供给飞达设计非常轻便、小巧，能在一分钟内完成飞达更换，提高物料更换效率，确保其高度的柔性化水平。

四是高效率的作业节拍和质量。异型自动插件机，作为一款自动化程度较高的设备，其作业效率同样比价出色。Head通过吸嘴吸取或夹持元器件，借助于相关图像识别和激光定位等技术，实现元器件的高速、准确插入作业，据不完全统计，其元器件插入速度均值约为1.2s/件，峰值速度达到0.6-0.8s/件。约是人工作业效率的3-5倍。此外，由于Head作业时，主要通过程序控制，类似于表面贴装作业，只要物料供给飞达上的物料没有错误（插装类物料，型号区别比较明显，此类错误发生概率非常小），故其作业质量非常稳定。

五是良好的人机协同。异型自动插件机具备良好的人机协同作业能力，通过物料供给飞达，可实现一次上料，设备长时间运转的效果，即不需要人工频繁的作业，大幅度降低设备作业人员的劳动强度，若元器件插入作业出现问题时，设备自动停止并进行报错，作业人员可依据提示，精确的识别问题点，进行解决。设备作业人员利用富余的时间，可从事于程序的编制优化，作业过程的管控以及生产工艺流程的优化等工作。

通过以上可知，异型自动插件机，可解决波峰焊接作业受限于人工作业，无法得到进一步发展的问题，通过应用异型自动插件机，波峰焊行业可实现跨越式的发展。其高度的自动化、柔性化特点，以及较高速度的生产节拍，能有效的解决人工作业面临的各项问题，特别是针对小批量多品种的产品特点，具备较大的优势，值得此类产品特点的企业去借鉴。应用异型自动插件机，实现企业的自动化技术革新、体质增效以及实现企业产业结构升级注入新的动力。

参考文献

[1]深度诠释华南电子制造发展趋势[J].电子工业专用设备，2012，41（9）.

[2]李卫，异形电子元器件自动插件机设计及其关键技术研究[D].山东：山东大学，2012.