TPT välispraktika individuaalülesanne (0)

TALLINNA POLÜTEHNIKUM
Päevane osakond
Jaan Kalder
AA – 08
SMA Liin
Komponentide pealekandmismasin
(CPP)
Röntgen

Individuaalülesanne

Tallinn 2012

Sisukord

Sissejuhatus........................................................................................................3

Sissejuhatus

Individuaaltööks valisin SMA liini, kuna seal oli kõige rohkem elektroonikat ja automaatikat, tundsin ka selle töö valides kõige rohkem kindlust ja huvi.
Üldiselt liini hooldus oli väga kerge – sellega saaks igaüks hakkama, kuigi liinil olevate masinate ehitus ja tööpõhimõte on midagi sellist, millega läheb aega, et selgeks saada.
Järgnevas aruandes tutvustan SMA liini kui tervikut ja erinevate masinate tööpõhimõtet ja ehitust.

Liini otstarve ja töö

Liinil saab tehases kõik alguse, kuna seal saavad valmis erinevate seadmete juhtplaadid.
Tehasesse ostetakse toorikplaadid sisse ja asetatakse liini algusesse , milleks on laser . Laser kõrvetab plaadi peale štrihkoodi ja saadab edasi pastaprinterisse, kus pannakse jootepastat programmi järgi, peale selle läheb plaat konveieri peal edasi CPP 12 ( Collect , pick & place ) masinasse, kus siis masin kannab plaadi peale erinevad komponendid. CPP masinaid on liinis 4-7 järjestikku, olenevalt millist plaati valmistatakse. Need pannakse järjestikku, kuna ühesse masinasse ei mahu nii palju erinevaid komponente, et plaat valmis saada. Mõned komponendid on ka väga suured ja võtavad laiuselt palju ruumi masinas.
Peale kui komponendid on peale kantud läheb plaat konveieri peal jootmisahju, kus joodetakse jootepasta komponentide külge. Jootmisahju lõpus mõnel liinil on ka masin, mis automaatselt kontrollib plaadi korrasolekut nelja kaameraga, kui midagi on valesti joodetud, annab see signaali, ja punane lamp läheb põlema selle peal.
Kui kõik on korras, siis korjab liini operaator plaadi ära ja paneb selle riiulisse, kust see siis läheb edasi tehases filtritesse ja muudese seadmetesse.
Kõikidel liinidel ei ole masinat, mis kontrollib plaadil olevaid komponente peale jootmisahju, selle asenduseks on ahju lõpus inimesed, kes visuaalseslt läbi suurenduskaamera kontrollivad kõike komponente ja vea leidmisel saadavad plaadid remonti.

Liini ehitus ja töö

Liin algab laseriga . Laser kõrvetab plaadile sellele vastava koodi, mille järgi plaati järgnevalt tuvastada saab. Kui kood on kõrvetatud, paigutatakse plaat liini konveierile.
Kõigepealt liigub plaat konveieri peal pastaprinterisse. Pastaprinterisse pannakse stensiil ehk teisisõnu šabloon vastavalt plaadi tüübile, mille läbi määritakse jootepastat plaadile pahteldamise teel. Ühel liinil tehakse ka kahepoolsed plaadid ning kui plaat on läbinud esimese pastaprinteri, läheb plaat edasi konveieri peal ümberpööramismasinasse ja peale selle järgmisesse pastaprinterisse kus siis masin pahteldab jootepastat teisele plaadi poolele.
Kui plaat on läbinud pastaprinteri, siis läheb plaat konveieri peal edasi komponentide pealekandmismasinasse. Selle masina põhiliseks ja kõige kallimaks osaks on pea (Gantry head). Pea koosneb täherootorist, mille otsade küljes on 12 otsmikut, need haaravad rõhu abil väikesed komponendid ja paigutavad need plaadile, protsess toimub väga kiiresti – ühe minutiga paigutab masin umbes 100 komponenti plaadile.
Selliseid masinaid pannakse järjestikku mitu, kuna plaadile on vaja kanda mitu erinevat komponenti. Ja masinaid liigitatakse selle järgi kas need panevad suured komponendid või väikesed komponendid.
Kui plaat on läbinud komponentide pealekanmismasina, siis kontrollib komponentide olekut plaadile neli kaamerat. Kaamerad asetsevad nelja erineva nurga all ja vaatavad kas komponendid on sirgelt peale kantud, kui ei ole, siis masin näitab arvuti ekraani peal komponente mis on vigaselt peale kantud. Remonditöötaja ülesandeks on valesti peale kantud komponendid korrastada.
Peale visuaalse kontrolli plaat läheb konveieri peal pikklikku jooteahju, jooteahi koosneb kolmest tsoonist – eelsoojendus ( 25 – 150 C), jootmine ( pidev 250 C) ja jahutus (250 – 50 C). Ahi on konvektiivne – Õhk aetakse laiali üleval olevate ventilaatoritega, et temperatuur oleks tsoonides ühtlane. Ahjus on veejahutus mida juhivad 3 releed – sisse/välja, väikevool, suur vool.
Üleüldiselt ahi on digitaalne . Ahi on ühendatud kontrolleritega siemens ja digitaalsete releedega ning see kõik on kooskõlas arvutiga, seega arvutist näeb kõike mis toimub ahjus.

Komponentide pealekandmismasina ehitus ja tehnilised parameetrid

CPP ehk komponentide pealekandmismasin on 1 meeter pikk ja 2,3x1,3 meetrit lai(Joonis 1.)
Masin koosneb:

• Korpusest
  
• Lisakaalust 1 tonn, et töö ajal nihkumist ei toimuks
  
• Sisekonveierist
  
• Kahest CPP peast (Joonis 2)
  
• Feederist (Sõnast ‘ Feed ’ ehk Toitma,‘toidab’ komponendid masinasse)
  

(Joonis 3)

• Sisekaamerast, mis kontrollib komponentide mõõtmeid
  
• X ja Y telje magnetrööbastest, mille peal liigub CPP pea(võtab ja paneb komponente)
  

Masina põhiosaks on pea. Pea koosneb ümarast rootorist, mille küljes on 12 haaramissegmenti. Need segmendid haaravad komponendid rõhuga ja keerlevad rootori peal, et kõik segmendid haaraks komponendi.
Masin on ka ühendatud arvutiga, mis näitab puutetundlikul ekraanil kõiki toimuvaid protsesse. Vajadusel tehnikud ja hooldajad saavad muuta läbi arvuti masina parameetreid, või parandada kui midagi rikki on läinud.
Masin töötab nimipingel 230 VAC ,nimivoolul 63 A ja sagedusel 50 Hz

Seadme tööpõhimõte

Komponentide pealekandmismasina tööpõhimõte seisneb selles, et ta paneb kiiresti komponente plaadi peale. Komponendid tulevad feederitest ehk komponentide kassetidest, mis asetsevad spetsiaalse laua peal, mis omakorda sõidutakse masina sisse (Joonis 3), neid võtab CPP(Collect, pick & place) pea (Joonis 2) ’nozzlite’ (otsmikute(Joonis 4)) abil läbi rõhu.
Kui kõik 12 otsmikut on registreeritud arvutisse , et komponent on haaratud, siis kontrollib igat otsmikut komponentide sensor ( Joonis 2), kas seal on midagi või ei ole. Juhul kui mingit komponenti ei esine otsmiku küljes, siis komponentide sensor, milleks on avatud infrapuna valguse emitter ja vastuvõtja, registreerib loogilise ’1’, kuna komponenti emitteri ja vastuvõtja vahel ei esine komponenti mis oleks kui takistus. Loogilise ’1’ korral, pea keerab järgmise otsmiku segmendi ja kordab programmi.
Kui komponentide sensor registreeris komponendi, siis selle sama komponendi mõõtmeid kontrollib komponentide kaamera . Kui mõõtmed sobivad programmis olevate mõõtmetega, siis CPP pea kannab komponendi plaadile, kui mõõtmed ei sobi, siis visatakse komponent urni kui praak ja võetakse sama uus komponent.
Enne kui pea hakkab kandma komponendid plaadile, pea peal olev kaamera sätib plaadi sellel olevate markerite järgi õigesse kohta( koht määratlatakse programmi abil)
Kõik need protsessid toimuvad väga kiiresti, minutiga paneb pea peale umbes 100 komponenti plaadile.

Röntgen

Röntgen on sma liini remonditöötajate masin, ning seda võivad kasutada ainult kvalifitseeritud töötajad. Röntgeni põhiülesandeks ettevõttes on kontrollida valmis plaatide jootmispasta paigutust ja komponente asetust plaadil. Praegu on tehases vanem röntgeni aparaat. Enne oli uuem – täisautomatiseeritud ja nelja kaameraga, selline apparaat näitas sees olevat objekti kõigi nurga alt ning see koosnes neljast arvutist, seal oli 8 GB operatiivmälu ja võimas protsessor , et ekraanil oleks parem pilt seesolevast objektist.
Röntgen on 2 pikk ja umbes meeter lai. Röntgeni apparadil on väike uks-aken, mis on tinastatud, et radiatsioon vallale ei pääseks, rohkesti tina on ka apparaadi korpuses.
Apparaat töötab järgmiselt:
Apparaadi laes on kahe elektroodi vahel volframist hõõgniit, mis pannakse töö ajal kõrgpinge alla, sellel juhul vabanevad sealt elektronid ja seinte peal asetsevate magnetite vahel magnetväli juhib need elektronid volframi sulast plaadi vastu, mille põhjusel sellel plaadil olevad aatomid saavutavad vabad elektronid ja energia salvestamise seaduse tõttu need elektronid vabanevad plaadilt uuesti koos footonitega suurel sagedusel ning need footoni lained ongi radioaktiivsed röntgeni lained.
Selle plaadi alla, kust tulemusel vabanevad radioaktiivsed lained pannakse juhtplaat, mille jootmist ja komponentide asetust tahetakse kontrollida. Pilt kontrollitavast objektist tuleb arvutiekraanile. Alust, kus asub objekt on võimalik arvuti kaudu kallutada ja pöörata, et erinevate nurkade alt oleks näha.

Hooldus masinatel

Olen tegelenud ainult komponentide pealekandmismasina( edaspidi CPP) ja ahju hooldusega. See toimus iga päev.
Kõige alguses pidi CPP tolmuimejaga puhtaks tegema, kuna peale tööd seal leidus alati väikseid elektroonilisi komponente millel on potentsiaali masina tööd rikkuda, näiteks töö ajal plaadi peale sattuda ja tekitada seal ebameeldivaid ühendusi.
Peale tolmuimejaga puhastamist pidi masinas olevad rööpad(mille peal pea liigub) liigsest õlist puhastama, kuna masin ise õlitab ennast, ja tihtipeale on õli liiga palju ja peale õli puhastamist pidi joonlauad isopropanooliga puhtaks pühkima.
Joonisel on näidatud kuidas tuleb puhastada joonlauda isopropanooliga. Joonlaua üleval asetseb masina vasakpoolne rööbas ja rööpast üleval magnetriba, mille kaudu pea liigub. CPP masinale tehakse eraldi ka õli hooldus. Selleks võetakse pea masinast lahti ja eraldi osad õlitatakse erineva õli tüübiga, õlid erinevad viiskoosusega. Kokku tuleb õlitada kaks põhielementi, 12-20(olenevalt masinast) haaramissegmenti ning nende küljes üles-alla käivat mehanismi teise, tahkema õliga.

Seadme ohutusnõuded

Kuna masina ehitusega ja remontimisega tegelevad selleks spetsiaalsel väljaõppel käinud inimesed, hooldjalatel selletõttu erilisi ohutusnõudeid ei olnud. Ainult pidi teadma kuidas tarkvara käsitleda ja kus on toiteplokk . Toiteplokkile ei saanud ka kõik ligi, kuna see käis lahti spetsiaalse võtmega, õnneks mul oli selline võti ja ma sain ka plokile ligi. Sain ka ohutusnõuete suulise ja kiire instruktsiooni, mis käib ploki juurde. Ohutusnõueteks olid loogilised asjad, näteks ei tohi puutuda asju mida ei tea ja ei tohi näppe pista toiteplokki.

Kokkuvõte

Masina(CPP) hindaksin komplektseks, kuna sellel on tegemist nii elektroonikaga ja tarkvaraga. Üldse, minumeelest oli seade väga hästi ehitatud – tal oli nii kiirust ja täpsust, kuigi sellepärast ta tabis ka palju energiat.
Üheks seadme negatiivseks küljeks oli see, et ta määris liiga palju õli rööbastele, mil liikumine toimus, seega pidi õli tihti puhastama. Teiseks, oli see, et ei olnud võimalik masinat täiesti puhastada/hooldada, kuna mõnedesse kohtadesse ei saanud lihtsalt ligi ehituse tõttu. Sellele vaatamata, kõik töötas vigadeta.