关于SMT生产线数据采集技术研究

2020-01-01李春芳

山西电子技术 2020年4期

李春芳

(山西省电子工业科学研究所有限公司，山西太原 030006)

在现阶段的生产实践中，企业自身的发展需要和外部市场的需求会刺激企业实现生产改变。就目前的企业生产来看，为了应对市场挑战，提升自己的产品质量和企业竞争力，不少企业积极地改善SMT生产线自动化水平，并且在自动化改善中引入了新型的企业级管理信息系统，该系统的使用极大提高了企业的生产管理水平，也有效提升了企业的市场竞争力。尽管如此，企业目前的生产效率依然存在着问题，而造成此问题的突出原因是企业生产中信息采集的周期比较长，且容易出现信息错误情况。MES在实践中进行利用产生了显著的效果，尤其是在信息实时采集方面有不错的价值，所以在SMT生产线控制实践中，应用SMT进行数据采集有突出的现实效果。

1 SMT工艺分析

对目前的SMT生产线应用做具体的分析可知其主要的工艺流程为：PCB上板、锡膏印刷、元器件贴装、回流焊、检测、PCB下板和维修。从整个生产线运行过程，工序不多，但是在具体贴装的过程中因为有大量的外形比较相似的元器件，其贴装存在着较多的重复性操作，所以各个环节存在着比较高的出错率[1]。PCB板组装行业具有特定性，所以在一个环节出现问题后，全部制品都会报废，这会导致生产成本的显著提升，所以要有效地解决此问题，企业需要对关键的生产参数、生产工序等进行实时、灵敏的监控，这样，错误可以实现准确定位，部分参数等也能够实现有效调整。

就目前SMT生产线设备的具体利用来看，其自动化设备主要包括了印丝机、贴片机、回流炉等，在这些设备的具体控制中，主要使用的是工控机[2]。就工控机的具体利用来看，因为设备厂商之间存在着非常大的差异，所以数据接口和格式也有显著的不同。再者，各个设备之间没有网络连接，所以设备信息无法实现自动化反馈。在这种情况下，信息收集需要借助人工，这明显导致了信息获取的滞后，人工采集信息的准确性不能保障，因此整体信息获取便出现了显著的问题。从SMT生产线的具体控制来看，要解决数据采集问题，必须要使用更具针对性的，能够实现数据及时采集的系统与技术。

2 生产线数据采集研究

基于具体的问题解决，在SMT数据采集中需要做多方面的研究，这样，具体问题解决的实际效果会更加的突出。以下是生产线数据采集的相关讨论。

2.1 SMT生产线数据采集参数

对SMT生产过程中的参数采集进行总结可以发现，在整个过程中，其需要采集的参数主要如下：1) 人员信息采集[3]。在人员信息采集的时候需要对车间的管理者、设备的操作者等进行分别采集，然后基于责任到人的管理理念进行数据记录，这样，产品质量追溯的目标便可以实现。2) 物料数据的采集。为了实现数据采集的准确与科学，在物料入库的时候需要对其进行编号，而且要保证编号的唯一性，这样，基于编号可以进行产生的关联信息获取。3) 设备质量检测数据。设备质量检测数据的存储与利用在设备分析等方面有显著的价值。4) 生产过程状态数据，该部分数据是监控实践中需要掌握的核心数据。

2.2 RFID技术与智能对象采集

RFID是实践中应用比较广泛的一种自动识别技术。对这种技术的具体应用可以发现其具有如下优势：1) 应用该技术不需要接触就能够获取到大批量的信息；2) 该技术对环境有着非常强的适应性；3) 该技术的应用可有效提高工作效率。就该技术和使用的条码技术进行比较会发现此技术在读取数据的时候，距离会更长，而且数据的存储量更大，其在各种环境下均可以适用[4]。在生产实践中，对所有的对象运用RFID标签进行部署，可以将生产对象转变为可以及时追溯的智能对象，所以使用该技术，在过程中可以获取设备、人员以及物料的相关数据。总之，DFID技术的具体利用为数据的获取提供了便利。

2.3 丝印机数据采集

在SMT生产工艺中，丝印机是重要的设备[5]。从生产实践来看，所谓的丝印具体指的是在PCB板上进行焊膏和固化胶的涂布。在丝印机工作的过程中对其进行数据的采集，主要需要强调的采集内容有丝印机的循环时间、印刮的速度和压力、印刷的方向以及方式等。通过丝印机和工控机的联接，相关设备可以得到有效的控制，在工控机上进行监控软件的安装，相应的数据采集工作可以实现。总之，丝印机的数据采集在追溯中有显著的价值。

2.4 贴片机数据采集

贴片机是SMT生产工艺中利用的又一类重要设备，对其的运行数据等进行有效采集，对于相应的生产数据采集有显著的价值[6]。就目前的贴片机数据采集来看，其主要有两种采集方式：1) 利用设备的监控软件接口进行数据的采集。这种方式的数据采集具有直接性。2) 利用设备自定义通讯协议进行数据采集。从目前的应用来看，多数贴片机是一种控制系统，利用该控制系统的相关指令操作可以达到数据采集的具体目的。总的来讲，贴片机数据采集对生产追溯的现实价值是显著的。

2.5 回流炉数据采集

作为SMT生产工艺中利用的重要设备，回流炉数据采集不容忽视。就回流焊工艺的具体利用来看，其通过对组件板进行加温，对焊膏进行熔化可以实现PCB板焊盘与器件之间的电气连接。就回流焊工艺的数据采集来看，其主要包括各区的炉温以及带速。在数据采集的时候，以时间作为横轴对炉温的变化图进行绘制，这样，炉温在超过一定警戒线的时候会发生警报。回流炉数据的采集主要是利用设备控制系统。简言之，强调回流炉数据采集意义显著。

2.6 采集驱动开发

在组建采集驱动开发的时候，可以将多个厂家的设备进行选择，这样可以实现设备配置的优化[7]。就我国市场上的SMT设备分析来看，其类型存在着多样化特征，且型号有明显的差异。不同的SMT生产设备和型号，其数据接口存在着显著的差别，而且在数据采集的时候，方式和手段也有显著的不同，因此需要在驱动开发的过程中针对厂商的生产差异开发采集板卡。

3 贴装过程物料防错分析

从SMT生产来看，贴装过程中的物料错误表现的比较频繁，所以要有效地解决生产效率和质量问题，需要强调贴装过程中的物料防错。就目前的物料防错而言，主要的措施是：1) 基于数据采集进行具体的物料确定。物料有唯一的编号，在贴装的过程中进行物料的选用，需要基于采集的具体信息对物料进行判断，主要是辨别编号，这样，因为物料形状等相似造成的贴装错误问题会得到有效的规避。2) 在物料贴装的过程中需要对工作人员、设备信息等进行扫描采集，这样，如果出现了物料贴装的错误，可以基于具体的信息进行错误追溯，如此一来，相应的错误问题控制和解决效果会更加的突出。3) 强调警示系统的利用。通过警示系统的利用有效的加强贴装过程中的安全提示，这样生产错误以及安全性问题的发生率会显著地降低。