PiPlacer8 Y

Отечественный автоматический установщик SMD компонентов

PiPlacer8 — станок отечественной разработки и производства

Автоматический установщик SMD компонентов PiPlacer8 разработан и произведен в городе Таганрог, Ростовской области.


Ключевые преимущества PiPlacer8

8 голов и высокая скорость
Производительность до 8 000 комп./час. Движение с линейными энкодерами (разрешение 1 мкм) обеспечивает точность позиционирования ±35 мкм. Жесткая станина на 1300 кг и ШВП гарантируют стабильность на максимальных скоростях.
Российский производитель
Полный цикл разработки и производства в Таганроге, установщик внесён в реестр Минпромторга. Постгарантийное обслуживание и прямая техподдержка от разработчиков.
Программное обеспечение
Собственная программа PiPlacer на русском языке (зарегистрирована в Минцифры) поддерживает импорт проектов из Altium Designer, P-Cad, DipTrace, KiCad. Встроены технологии: система машинного зрения, интеллектуальный контроль ошибок оператора, дополненная реальность, API для подключения MES/ERP. Работает на ОС Linux Ubuntu (возможна адаптация под Astra Linux).
Оффлайн-программное обеспечение
Подготовка проектов на отдельном ПК без остановки производства. Позволяет создавать управляющие программы, импортировать проекты из САПР и предварительно обрабатывать данные.
Сервис и запчасти в России
Пусконаладка и обучение операторов на площадке заказчика. Гарантийное и постгарантийное обслуживание, склад запчастей и расходников, инженерная поддержка производителя.

Серводвигатели осей X и Y работают с линейными энкодерами

Благодаря высокой точности линейных энкодеров (1 мкм) установщик может работать с компонентами от 0201 до 40x40 мм, с максимальной высотой 15 мм.

Также такое техническое решение позволяет компенсировать тепловые расширения, сохраняя точность позиционирования и повторяемость в течение всего рабочего времени. Станок всегда "знает" абсолютное расположение головы относительно рабочей зоны.

внутреннее устройство SMT-установщика PiPlacer8 — приводы и кабельные трассы

Высокоскоростное ШВП осей X/Y и мощные двигатели оси Z

Эти элементы обеспечивают высокую скорость перемещения "головы" установщика в портале, при это сохраняя возможность работать с компонентами типономинала 0201.


ШВП имеет диаметр винта – 20 мм и шаг резьбы – 40 мм.




Усиленная станина

Особая конструкция станины, с общим весом 1390 кг, позволила нивелировать влияние вибрации на точность позиционирования установщика. Таким образом отсутствует необходимость совершения микро-пауз после каждого перемещения "головы" установщика.

портальная система осей SMT-установщика PiPlacer8 (рендер)

Программа PiPlacer собственной разработки

Программа PiPlacer разрабатывалась и тестировалась на нашем собственном производстве радиооборудования в течение нескольких лет. Дизайн и интерфейс управления PiPlacer разработан с учетом рекомендаций отечественных производителей, поэтому он интуитивно понятен, что сокращает время обучения оператора и делает работу за станком комфортной. Также, нами самостоятельно разработано программно-аппаратное обеспечение (прошивка) всех узлов управления и микроконтроллеров внутри установщика.

Поддерживается интеграция с такими САПР, как Altium Designer, DipTrace, KiCad, P-CAD, а также существует возможность создавать программу для установки компонентов вручную без CAD-файлов (таблица произвольного формата).

программное обеспечение PiPlacer — таблица компонентов и визуализация платы

Трехзонный конвейер и SMEMA интерфейс

Конвейер позволяет значительно ускорить загрузку и выгрузку печатной платы, а также объединять несколько станков и печь в одну сборочную линию. Одновременно в установщике может находиться до 3‑х плат. Одна плата находится в центральной зоне, на неё монтируются компоненты. Вторая плата находится на входе конвейера в первой зоне и ждет своей очереди для сборки. Третья плата находится в буферной зоне, после установки компонентов, ожидая готовности следующего устройства в линии. Таким образом сборка не останавливается.


В работе конвейера используется плоский ремень, он ведет себя стабильнее круглых ремней. Ширина конвейера меняется с помощью мотора, согласно заданному в программе значению. 

Благодаря поддержке SMEMA интерфейса PiPlacer8 можно с легкостью интегрировать в существующие сборочные линии с автоматическим принтером и печью, имеющими поддержку SMEMA.

конвейер подачи плат PiPlacer8 с платой

Две консоли управления

С каждой из сторон для установки питателей установлена консоль управления, это значительно упрощает процесс подготовки установщика к монтажу компонентов на печатную плату. Если консоль управления одна, после установки питателя на "обратной" стороне станка, оператору необходимо вернуться к консоли для того, чтобы его запрограммировать.

Обе консоли подключены к единому встроенному ПК и дублируют отображение программы управления.

PiPlacer8 с базой питателей Yamaha CL  — общий вид

11 камер машинного зрения

8 камер используются для определения положения элементов в вакуумных захватах и распознают компоненты размером от 0201 до 7х7 мм.

1 большая камера используется для более крупных элементов размером от 8х8 мм до 40х40 мм.

2 камеры в "голове" установщика предназначены для определения положения вакуумных захватов относительно реперных точек на плате и точной установки компонентов.

При работе с россыпью камеры распознают элементы размером от 0603 до 10х10 мм.

блок статических камер определения компонентов SMT-установщика PiPlacer8 — 9 шт (8 стандартных + 1 увеличенная)

Вариативность работы с питателями

Есть возможность использовать как более дешевые пневматические питатели, так и электрические. Вторые имеют ряд преимуществ перед пневматическими, они работают быстрее, плавнее, точнее и имеют универсальный (переключаемый) шаг 2/4 мм.

Электрические питатели рекомендуются для установки компонентов типоразмера 0402 и обязательны для работы с компонентами 0201.

В случае использования питателей Fuji NXT доступны только электрические питатели.

конструкция питателей Yamaha CL

Высокое качество комплектующих

Для всех ключевых узлов установщика использованы комплектующие высочайшего качества:

  • ШВП заказной (диаметр винта – 20 мм, шаг резьбы - 40 мм)
  • Пневматика SMC (Япония) и Festo (Германия)
  • Направляющие HIWIN (Тайвань)
  • Система позиционирования Renishaw (Великобритания)
  • Подшипники SKF (Швеция)
  • Два серводвигателя (1500 Вт и 750 Вт) и два серводрайвера (Panasonic)
  • Блоки питания MEAN WELL (Тайвань)
  • Ремни от мировых брендов:
    - для оси Z от Gates (Великобритания)
    - для конвейера от «Хольцер Флексо» (Германия)
автоматический SMT-установщик PiPlacer8 — 3D-модель

Каретки оборудованы смазывающими картриджами

Каретки на линейных направляющих HIWIN оборудованы автоматическим смазывающими картриджами, увеличивающими срок службы более чем в 100 раз.

линейные направляющие каретки осей X/Y (3D-модель)

Оффлайн программное обеспечение для подготовки проектов на отдельном ПК

Оффлайн ПО для работы с SMT-установщиком предназначено для создания и настройки рабочего проекта без вмешательства в процесс монтажа компонентов. Программное обеспечение поддерживает работу с несколькими операционными системами, включая Windows и Linux. Компьютер, на котором планируется работа с оффлайн ПО, должен находиться в одной локальной сети с установщиком. Для начала работы в оффлайн версии программы PiPlacer необходимо ввести IP-адрес установщика в локальной сети. После чего нужно включить установщик, запустить программу PiPlacer и проинициализировать его.

Минимальные системные требования к ПК:

- Процессор: 64-разрядная архитектура (x64)
- Операционная система: Linux Ubuntu / Windows 10 или новее
- Оперативная память: не менее 8 ГБ
- Наличие графического процессора
- Наличие сетевой карты

1

Система распознавания образов и машинного зрения

Является ключевым отличием PiPlacer8 от SMD установщиков в его ценовой категории и выполняет следующие задачи:

  • При серийном производстве какого-либо электронного оборудования на SMD установщике, происходит подача печатных плат в линейный конвейер. Когда плата достигает необходимой точки при движении по конвейеру, она фиксируется для дальнейшей работы, при этом угол, под которым плата зафиксирована по отношению ко всей системе, неизвестен. Голова установщика с камерой и системой распознавания образов проезжает над платой определяя её точное расположения внутри установщика по реперным точкам. Каждая плата внутри установщика занимает уникальное положение, при этом установщик всегда адаптируется к этому, и установка компонентов происходит точно;
  • Каждая из установочных головок может брать новый компонент так, что точка соприкосновения оказывается не в центре компонента, а со смещением. В таком случае при повороте компонента установочной головкой, система определения образов рассчитывает, как правильно довернуть компонент, зная правильный геометрический центр компонента. Эта система помогает корректно позиционировать компоненты по отношению к установочным площадкам;
  • Система измеряет размер взятого компонента и сравнивает его с заданным допуском для этого компонента. В случае если физический размер не соответствует заданному в программе станок сообщит об этом оператору. Данная система помогает в том случае, если произошла ошибка при определении типоразмера компонента в момент подготовки станка к установке.
окно машинного зрения ПО PiPlacer — распознавание компонента
контроль положения компонента в окне машинного зрения PiPlacer
калибровочные метки платы в окне машинного зрения PiPlacer

Технология дополненной реальности

Создана в помощь оператору и выгодно отличает PiPlacer8 от существующих аналогов, она:

  • Дорисовывает элементы на плате, для понимания соответствия элемента посадочному месту;
  • Дорисовывает элементы в питателе, для лучшего определения элемента в пространстве;
  • Помогает писать программы для плат без плана (pick&place файла, определяющего реперные точки и места расположения элементов).
1881

Интеллектуальная система контроля ошибок

Система предназначена для контроля различных типов ошибок:

  • Ошибки оператора, такие как неправильно заданная высота компонента, неправильно заданный уровень печатной платы;
  • Некорректно заданный размер устанавливаемого компонента контролируется при помощи камеры;
  • Ошибки питателей (обрыв ленты, отсутствие компонента);
  • Ошибка входного давления;
  • Ошибка захвата компонента контролируется при помощи измерения вакуума и машинного зрения;
  • Ошибки перемещения осей.
рабочий цикл SMT-установщика PiPlacer4 — головка над базой питателей

Алгоритм оптимизации расположения питателей

Используя этот алгоритм, оператор освобождается от необходимости самостоятельно высчитывать лучшее расположение для питателей с наиболее используемыми компонентами, станок это сделает за него. Данный алгоритм анализирует загруженный проект и предлагает оператору оптимальное расположение питателей в установщике. Таким образом он позволяет значительно упростить подготовку установщика к работе, а также ускорить непосредственно процесс монтажа печатной платы.

Помимо этого, алгоритм позволяет избежать ошибок, вызванных "человеческим фактором" во время подготовки установщика к работе.

оптимизация расположения питателей в ПО PiPlacer

Модуль для автоматической смены насадок

Данный модуль позволяет установщику самостоятельно осуществлять смену насадок без вмешательства оператора. Этот модуль ускорит процесс установки в случае, если на печатную плату необходимо установить компоненты пяти и более типономиналов. Тогда, к примеру, сначала установщик сможет установить на плату все мелкие компоненты на максимальной скорости. Потом автоматически сменит насадки и продолжит установку высоких и широких элементов, например микросхемы ПЛИС, АЦП и реле.

Обновленный модуль, установленный в PiPlacer8, в своем составе имеет 19 отсеков для малых насадок, 2 отсека для средних и 1 отсек для большой насадки.

Столик для размещения палет и обрезков лент

Столик размещается внутри портала перемещения головы установщика. Его габариты задаются перед оформлением заказа.
Пример: при габаритах столика 760х153 мм, ширина платы будет составлять 225 мм.

столик для обрезков лент и россыпных компонентов PiPlacer8
чертёж столика для обрезков лент и россыпных компонентов PiPlacer8

Характеристики

Название характеристикиЗначение

Независимые установочные головки с программируемой высотой установки8 шт
Количество камер машинного зрения11 шт
Линейная точность установки± 35 мкм
Угловая точность установки± 0,15 град
Производительность8 000 компонентов/час
Возможность одновременного захвата компонентовНет
Трехзоновый конвейер с поддержкой SMEMA955-965 мм от поверхности пола до опорной поверхности

Минимальная длина платы50 мм
Минимальная ширина платы50 мм
Максимальная длина платы430 мм
Максимальная ширина платы350 мм
Максимальная толщина платы3.5 мм
Минимальная толщина платы0.5 мм
Типы корпусов компонентовSMD (резисторы, конденсаторы), BGA, SOIC, QFT, QFN, QFP
Минимальный типоразмер компонента0201
Максимальная длина компонента40 мм
Максимальная ширина компонента40 мм
Минимальный размер компонента при работе с россыпью0603
Максимальный размер компонента при работе с россыпью10 х 10 мм
Максимальная высота компонента15 мм

Тип автопитателейПневматический/электрический
Максимальное количество питателей 8мм90 шт
Ширина посадочного места для 8мм автопитателя16 мм
Ленточные питатели8, 12, 16, 24, 32, 44, 56, 72, 88 (катушки 7” и 13”) мм
Поддержка работы с обрезками лентДа
Поддержка работы с россыпьюДа, при наличии опционального столика для работы с обрезками лент и россыпью
Поддержка вибропитателя для пеналовДа
Ширина рабочей зоны трехручейкового вибропитателя95 мм, ширина съемных разделителей - 5 мм (9 посадочных мест для 8 мм питателей в центре и 7 с краю)

USB 2.03 порта
HDMI1 порт
Gigabit Ethernet1 порт
SMEMA2 порта

Система распознавания образов и машинного зренияДа
Технология дополненной реальностиДа
Интеллектуальная система контроля ошибокДа
Алгоритм оптимизации расположения питателейДа
Контроль вакуума (взятия компонента)Да
Функция подачи избыточного давления в насадкуДа

ИсполнениеСтационарное
Программное обеспечениеСобственное - PiPlacer, под ОС Linux
Диапазон рабочих температур+18…+25 °C
Встроенный ПК на ОС Linux UbuntuМат. плата: Gigabyte B760M GAMING X DDR4
ЦП: i5 12400
ОЗУ: 8 ГБ DDR4
SSD: 256 ГБ
Необходимое давление сжатого воздуха0.6 — 0.8 МПа
Пневморасход250 нл/мин
Электропитание200-240В, 50Гц
Рабочее энергопотребление2 000 Вт
Пиковое энергопотребление2 000 Вт
Габаритные размеры Д×Ш×В1505 x 1520 x 1480\1850 x 1830 x 1900 (с учетом всех выступающих частей)
Габаритные размеры в транспортной таре, ДхШхВ1800 х 1800 х 1800 мм
Вес1 390 кг
Вес в транспортной таре1 450 кг

Видео