Rosnące zapotrzebowanie na dany produkt, miniaturyzacja, zmniejszenie kosztów produkcji, poprawa jakości produktu, minimalizacja odpadu oraz eliminacja błędów ludzkich to główne przyczyny dla których konieczne staje się automatyzacja procesów produkcji w tym także proces lutowania.
Co rozumiemy przez zautomatyzowane lutowanie?
Najogólniej mówiąc automatyzacja lutowania polega na zastąpieniu operatora przez maszynę, która wykonuję proces lutowania. Jednym z rodzajów maszyn lutujących jest przemysłowy robot sześcioosiowy zintegrowany z pakietem lutującym – w takim wypadku mówimy o zrobotyzowanym lutowaniem. W skład pakietu wchodzą zwykle: kontroler lutowania, podajnik drutu lutowniczego, głowica lutująca i czyścik. Alnea wychodzi naprzeciw potrzebom rynku i oferuje własny opatentowany pakiet lutujący Zeus.
Zalety zrobotyzowanego lutowania
Zastosowanie zrobotyzowanego procesu lutowanie daje następujące możliwości i korzyści:
1. doskonała powtarzalność i jakość wykonywanych lutów – dzięki kontrolowaniu przez mikroprocesor parametrów lutowania (wymienionych poniżej), każde połączenie lutownicze ma ten sam kształt, objętość lutowia itd. Robotowi nie zdarza się wykonać wadliwego połączenia np. zimnego lutu lub połączyć dwóch pól lutowniczych położonych blisko siebie. Nawet tak trudne aplikacje jak lutowanie elastycznych płytek PCB wykonywane są niemal bezbłędnie. Robot lutujący wykonujący program lutowania nie przeoczy żadnego pada. Oczywiście dobrze wyszkolony operator z dużym doświadczeniem jest w stanie zapewnić wysoką jakość lutowanych połączeń, ale szkolenia personelu w zakresie lutowania pochłania dużą ilość czasu i pieniędzy. Dodatkowo precyzyjne lutowanie jest bardzo męczące dla człowieka przez co jakość jego pracy spada wraz z ilością przepracowanych godzin w ciągu zmiany.
2. wzrost wydajności produkcji – ruchy robota są szybsze i bardziej optymalne niż ruchy człowieka. Maszyna jest w stanie lutować w trybie ciągłym, 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, nie potrzebuje przerwy, nie bierze zwolnienia chorobowego, nie musi odpoczywać. Wszystko to zapewnia o wiele większą wydajność niż w przypadku pracy operatorów.
3. możliwość miniaturyzacji lutowanych komponentów – przy zastosowaniu odpowiedniego grotu lutowniczego robot jest w stanie polutować miniaturowe komponenty. Dzięki bardzo dużej dokładności pola lutownicze mogą być blisko siebie. Cechy te umożliwiają miniaturyzację całego produktu.
4. możliwość kontrolowania parametrów lutowania – sterownik Zeus reguluje wszystkie parametry lutowania (wymienione poniżej), dzięki temu proces jest doskonale dostosowany do danej aplikacji. Jeśli zajdzie taka potrzeba istnieje możliwości modyfikacji – w trybie online – parametrów z poziomu panelu HMI zrobotyzowanej stacji. Dzięki dedykowanemu pakietowi technologicznemu Zeus dla robotów KUKA wszystkie parametry lutowania można zmienić i ustawiać bezpośrednio z kontrolera robota – w fazie programowania jak i w fazie produkcji. Precyzyjne dostosowanie parametrów jest szczególnie istotne przy lutowaniu bezołowiowym oraz w aplikacjach, w których elementy lutowane są blisko siebie i/lub są niewielkich rozmiarów.
5. możliwość lutowania w atmosferze ochronnej np. azotu – w procesie lutowania bezołowiowego zaleca się wykorzystanie osłony z gazu neutralnego. Kontroler Zeus posiada wbudowany zawór do sterowania przepływem azotu. Zaletami stosowania atmosfery ochronnej są: zmniejszenie utleniania lutu oraz przedłużenie żywotności grotu lutowniczego.
6. stała wydajność – robot lutujący wykonujący operacje ze stałym ‘takt timem’ dzięki czemu łatwo jest obliczyć wydajność a co ważniejsze można ją utrzymać na stałym poziomie.
7. znaczne zmniejszenie liczby wadliwych produktów – doskonała jakość omówiona w podpunkcie 1. niesie za sobą redukcję odpadu produkcyjnego. Eliminacja ręcznego przenoszenia i mocowania delikatnych komponentów (np. PCB) w procesie zrobotyzowanego lutowania dodatkowo zmniejsza ryzyko powstania defektu.
Co decyduje, że luty wykonane przez robota są doskonałej jakości?
W zrobotyzowanym lutowaniu grot lutowniczy, drut lutowniczy i wszystkie parametry lutowania są dostosowane do danej aplikacji.
Dzięki zastosowaniu robota przemysłowego dojazd do punktu lutowniczego realizowany jest z dokładnością do setnych części milimetra.
Parametry procesu lutowania są powtarzalne i regulowane przez kontroler (przede wszystkim temperatura, czas wygrzewania oraz ilość drutu lutowniczego).
Dzięki wykorzystaniu czyścika podłączonego do kontrolera Zeus możliwe jest automatyczne i dokładne czyszczenie grota lutowniczego. Grot czyszczony jest za pomocą metalowych szczotek oraz strumienia sprężonego powietrza.
Możliwości lutowania w atmosferze ochronnej np. azotu zapewnia zmniejszenie utleniania lutu oraz przedłużenie żywotności grotu lutowniczego.
Program monitoruje czasu pracy i ilości przepracowanych cykli przez grot lutowniczy, dzięki czemu grot wymieniany jest zanim się zużyje.
Dzięki zastosowaniu robota przemysłowego jesteśmy w stanie uzyskać bardzo dużą szybkość odjazdu od lutowanego punktu – w przypadku robotów KUKA nawet do 2 m/s. Pomaga to zachować odpowiedni kształt połączenia lutowniczego.
W jakich branżach można wykorzystać robota lutującego z pakietem Zeus?
Zrobotyzowany pakiet lutujący Zeus nadaj się do lutowania między innymi elementów elektroniki wykorzystanych w montażu przewlekanym (THT) ale nie tylko. Może być wykorzystany do automatyzacji procesu lutowania w:
– branży automotive,
– przemyśle obronnym,
– przemyśle lotniczym,
– przemyśle elektronicznym,
– przemyśle precyzyjnym,
– przemyśle elektrotechnicznym,
– branży medycznej,
– przemyśle telekomunikacyjnym i nie tylko.
Jakie parametry procesu lutowania są sterowane przez kontroler lutowania?
Kontroler lutowania Zeus reguluje następujące parametry procesu lutowania:
– moc grzania,
– temperatura – istnieje możliwość zróżnicowania temperatury w różnych etapach lutowania tego samego punktu (lub pola) co nie jest możliwe przy ręcznym lutowaniu,
– czas wygrzewania pola lutowniczego,
– ilość podanego spoiwa lutowniczego (potocznie ale błędnie nazywanego cyną)
– prędkość podawania spoiwa lutowniczego,
– ilość wycofania spoiwa lutowniczego,
– prędkość wycofania spoiwa lutowniczego.
Jeśli zainteresowało cię zrobotyzowane lutowanie z wykorzystaniem pakietu Zeus skontaktuj się z nami i dowiedz się, jakie rozwiązania procesie lutowania możemy zaproponować dla Twojej firmy.