دستگاه مونتاژ پیک اند پلیس برای برداشتن قطعات الکترونیکی کوچک و قرار دادن دقیق آنها بر روی یک برد طراحی شده است که امکان مونتاژ دقیق و کارایی را بهبود می بخشد. اما چگونه این دستگاه‌ها به چنین جایگاه مهمی دست یافته‌اند؟ در این مطلب، به بررسی تاریخچه پیدایش و تکامل دستگاه‌های پیک اند پلیس خواهیم پرداخت و نحوه عملکرد آن‌ها را به‌طور دقیق توضیح خواهیم داد. همچنین، مزایای استفاده از این دستگاه‌ها در فرآیندهای تولید، از جمله دقت بالا و کاهش خطاها، را بررسی خواهیم کرد. علاوه بر این، به موضوعات مهمی مانند قیمت‌گذاری و عوامل مؤثر بر هزینه‌های این دستگاه‌ها نیز خواهیم پرداخت.

دستگاه پیک اند پلیس (Pick and Place)، که به عنوان دستگاه مونتاژ smd نیز شناخته می‌شود، نوعی دستگاه خودکار است که قطعات نصب شده روی سطح مانند خازن‌ها، مقاومت‌ها و آی سی ها را روی بردهای مدار چاپی (PCB) قرار می‌دهد. این دستگاه از یک هد (سر بازو یا نازل) انتخاب و جابجایی برای برداشتن قطعات و سپس قرار دادن آنها در مکان های تعیین شده روی PCB با دقت بالا استفاده می کند. این فرآیند معمولاً با استفاده از یک سیستم کنترل شده توسط کامپیوتر انجام می شود که هد پیک اند پلیس را هدایت می کند و از قرارگیری دقیق قطعات اطمینان می دهد. استفاده از ماشین های Pick and Place امکان مونتاژ کارآمد و دقیق PCB ها را فراهم می کند که در صنعت SMT که در آن حجم بالایی از PCB تولید می شود، ضروری است.

تاریخچه دستگاه مونتاژ P&P

منشأ و تاریخچه دستگاه های پیک اند پلیس (P&P) به دهه 1960 برمی‌گردد، زمانی که فناوری نصب سطحی (SMT) هنوز در مراحل ابتدایی خود بود. در آن زمان، باید به صورت دستی قطعات الکترونیکی روی PCBها قرار داده می شد که این کار بسیار زمان‌بر بود و احتمال خطای بالایی داشت. محدودیت های ساخت و بالا رفتن قیمت طراحی برد الکترونیکی، باعث شد که دستگاه‌های پیک اند پلیس ساخته شوند. این دستگاه‌ها در ابتدا بسیار ساده بودند و فقط می‌توانستند چند قطعه را در دقیقه جایگذاری کنند. اما با پیشرفت تکنولوژی، دستگاه‌های پیک اند پلیس مدرن امروزی قادرند صدها یا حتی هزاران قطعه را در دقیقه و با دقت بسیار بالا نصب و جایگذاری کنند. اکنون، دستگاه‌های پیک اند پلیس یکی از اجزای مهم خط تولید در صنعت الکترونیک هستند و در ساخت محصولات مختلفی از جمله گوشی‌های هوشمند، کامپیوترها و دیگر لوازم الکترونیکی مصرفی از آن‌ها استفاده می‌شود.

اجزای اصلی دستگاه مونتاژ smd

• فیدر دستگاه پیک اند پلیس: فیدر (feeder) یا نگهدارنده ها، قطعات الکترونیکی را نگه می دارند و به هد یا نازل دستگاه پیک اند پلیس می دهند. درواقع فیدر قطعات را به نوبت و یکی یکی به موقعیتی می‌فرستد که در دسترس نازل‌ها خواهند بود.
• نازل دستگاه دستگاه مونتاژ smd: نازل (Nozzle) قطعات الکترونیکی را از فیدر می گیرد و روی PCB قرار می دهد.
• سیستم تصویری: از دوربین ها یا سنسورهای دیگر برای شناسایی موقعیت قطعات استفاده می کند و از قرارگیری دقیق قطعات روی PCB اطمینان می دهد.
• سیستم نوار نقاله یا کانویر: PCB ها را از طریق دستگاه P&P حمل می کند و از فرآیند مونتاژ کارآمد اطمینان می دهد.
• سیستم کنترل: حرکات و اقدامات ماشین مونتاژ پیک اند پلیس را کنترل می کند، کل فرآیند را هماهنگ می کند و موقعیت و جایگذاری دقیق قطعات را تضمین می کند.

نحوه عملکرد ماشین مونتاژ P&P

1. مرحله برداشتن (Pick)
2. مرحله گذاشتن (Place)

ابتدا، رول‌های قطعات SMD روی فیدرها نصب می‌شوند و به دستگاه داده می شوند. دستگاه با استفاده از برنامه‌ای که توسط کاربر تنظیم شده است، موقعیت هر قطعه را شناسایی می‌کند و به ترتیب بهینه برای سرعت و دقت، قطعات را با نازل‌های مناسب از روی فیدرها برمی‌دارد. بسته به نوع، اندازه و وزن قطعه، دستگاه ممکن است نازل خود را تغییر دهد.

پس از برداشتن قطعه، دستگاه با استفاده از مختصاتی که قبلاً توسط کاربر تعیین شده، محل مناسب برای قرار دادن قطعه را پیدا می‌کند. سپس قطعه را در آن محل قرار داده و رها می‌کند. هد دستگاه سپس به سمت فیدرها بازمی‌گردد تا قطعات بعدی را بردارد یا بر اساس برنامه، نازل‌های فعلی را تعویض کرده و نازل‌های جدیدی را نصب می‌کند و به سمت فیدرها می‌رود تا قطعات دیگری را بردارد. این فرآیند به صورت پیوسته ادامه دارد تا تمامی قطعات به درستی روی برد قرار گیرند.

استفاده صحیح از دستگاه مونتاژ smd چگونه است؟

برای استفاده صحیح از دستگاه پیک اند پلیس، باید چندین مرحله از آماده‌سازی تا عملکرد را دنبال کرد. در ادامه این مراحل توضیح داده شده است:

1. آماده‌ سازی قطعات: قبل از استفاده از دستگاه مونتاژ برد smd، باید اطمینان حاصل کنید که همه قطعات آماده برای برداشتن و قرار دادن هستند. این شامل بررسی اندازه، شکل و جهت هر قطعه است تا به درستی برداشته و قرار داده شوند. قطعات باید به گونه‌ای سازماندهی شوند که دسترسی و برداشتن آن‌ها آسان باشد، مثلاً با استفاده از سینی‌های مخصوص یا سایر ابزارهای سازماندهی.
2. بارگیری دستگاه: پس از آماده‌سازی قطعات، آن‌ها را باید روی دستگاه بارگذاری کنید. این کار شامل قرار دادن قطعات در فیدر یا سینی مناسب است که با مکان قرارگیری روی برد مطابقت دارد. مطمئن شوید که قطعات به درستی بارگذاری شده و در فیدر به‌درستی تراز شده‌اند تا از خط یا جابجایی‌های نادرست جلوگیری شود.
3. تنظیم دستگاه: قبل از استفاده، دستگاه باید به‌درستی تنظیم و کالیبره شود. این کار شامل تنظیمات مربوط به قطعات و برد خاصی است که مونتاژ خواهد شد. تنظیمات ممکن است شامل پارامترهایی مانند زاویه برداشتن، سرعت و دقت قرار دادن باشد. این تنظیمات با استفاده از کنترل‌های نرم‌افزاری قابل تنظیم هستند و باید قبل از شروع کار به‌درستی تنظیم شوند.
4. اجرای دستگاه: پس از تکمیل تنظیمات، دستگاه می‌تواند شروع به کار کند. این کار شامل شروع برداشتن و قرار دادن است که قطعات را از فیدر برداشته و روی برد قرار می‌دهد. در حین کار، نظارت بر دستگاه و قطعات برای اطمینان از عملکرد صحیح ضروری است. هرگونه خطا یا مشکل باید به سرعت برطرف شود تا از بروز مشکلات بیشتر جلوگیری شود.
5. بازرسی محصول نهایی: پس از اتمام کار دستگاه، باید محصول نهایی را بررسی کنید تا اطمینان حاصل شود که همه قطعات به‌درستی قرار گرفته‌اند و هیچ نقص یا خطایی وجود ندارد. این کار می‌تواند از طریق بازرسی دستی یا با استفاده از ابزارهای بازرسی خودکار انجام شود. هرگونه مشکل باید شناسایی و قبل از ارسال محصول به مشتری برطرف شود.

مشخصات دستگاه مونتاژ smd و مقایسه قیمت دستگاه pick and place

برای شروع فرایند مونتاژ قطعات الکترونیکی با استفاده از دستگاه Pick & Place، باید یکسری اطلاعات اولیه راجع به این دستگاه داشته باشید. مهمترین اطلاعات درباره دستگاه مونتاژ smd عبارت است از:

• مکان دقیق مرکز هر قطعه در دو محور x,y
• مکان دقیق فیدوشیال ها
• زاویه چرخش قطعه (Rotation)
• نام فوت پرینت
• مقدار قطعه (Component)
• لایه ای که قطعه در آن سمت مونتاژ می شود (لایه top یا لایه bottom)
• تعداد هر قطعه بر روی PCB

دستگاه پیک اند پلیس (P&P) با چه نرم افزارهایی کار می‌کند؟

نرم افزار، رابط اصلی بین دستگاه و کاربر است. کاربر با استفاده از نرم افزارهای مختلف که در ادامه معرفی شده اند، مشخصات فنی قطعات الکترونیکی، موقعیت ورود قطعات به دستگاه از طریق فیدر، سرعت بالا و پایین آمدن نازل دستگاه هنگام برداشتن و گذاشتن آنها، سرعت جابجایی طولی و عرضی نازل دستگاه هنگام جا به جا کردن آنها و موقعیت قراردادن قطعات روی PCB را به دستگاه مونتاژ smd اطلاع می‌دهد. همچنین دستورهایی مانند جا به جا کردن مدار روی کانویر با استفاده از نرم افزار به دستگاه داده شده و اطلاعاتی همچون تعداد قطعات مونتاژ شده توسط نرم افزار در اختیار کاربر قرار می گیرد. لیست زیر برخی از محبوب ترین نرم افزارهایی است که دستگاه P&P با آنها کار می کند.

• Small SMT
• Uni soft
• Vision BOT
• E-place
• Vision Placer
• Pronto Place
• SM True Run Optimize

مزایای استفاده از پیک اند پلیس

استفاده از ماشین مونتاژ Pick and Place مزایای زیادی دارد؛ از جمله:

• جایگذاری خودکار قطعات:  این دستگاه به صورت اتومات قطعات الکترونیکی مانند مقاومت‌ها، خازن‌ها و آی سی ها را از سینی‌های مخصوص برداشته و در مکان‌های تعیین شده روی PCB قرار می‌دهد.
• دقت و سرعت بالا:  دستگاه‌های پیک اند پلیس با دقت بالا قطعات را طبق مشخصات طراحی روی PCB قرار می‌دهند و با سرعت بالا کار می‌کنند که باعث افزایش کارایی فرآیند مونتاژ می‌شود.
• افزایش تولید: اتوماسیون این دستگاه‌ها باعث افزایش تولید و مونتاژ سریع PCB در مقادیر زیاد می‌شود که زمان و هزینه تولید را کاهش می‌دهد.
• تنوع و پیچیدگی قطعات: این دستگاه‌ها می‌توانند با انواع مختلف قطعات و طرح‌های پیچیده که شامل قطعات کوچک و بزرگ هستند، کار کنند.
• کاهش خطای انسانی: اتوماسیون، خطر خطاهای انسانی را کاهش می‌دهد و دستگاه‌ها با دقت و ثبات کار می‌کنند و احتمال جابجایی نادرست یا نقص‌ها را به حداقل می‌رسانند.
• بهبود کیفیت و ثبات: جایگذاری خودکار قطعات باعث بهبود کیفیت و ثبات در خط تولید می‌شود که برای استانداردهای عملکرد و قابلیت اطمینان دستگاه‌های الکترونیکی حیاتی است.
• سیستم‌های پیشرفته تصویری: بسیاری از دستگاه‌ها دارای سیستم‌های تصویری پیشرفته‌ای هستند که می‌توانند علائم فیدوشیال  (Fiducial)روی PCB را تشخیص دهند و به تراز دقیق قطعات کمک کنند.
• انعطاف‌پذیری مونتاژ: دستگاه مونتاژ smd امکان تغییر سریع بین طرح‌های مختلف PCB را فراهم می‌کنند و انعطاف‌پذیری در تولید را افزایش می‌دهند.

بهترین برندهای دستگاه Pick & Place پیک اند پلیس

در دنیای تولید و مونتاژ بردهای الکترونیکی، انتخاب دستگاه پیک اند پلیس مناسب می‌تواند تأثیر بسزایی در کیفیت و کارایی فرآیند تولید داشته باشد. در زیر به معرفی برخی از بهترین برندهای دستگاه پیک اند پلیس و کاربردهای آن‌ها می‌پردازیم:

1. سامسونگ (Samsung): مدل‌های سری EXCEN PRO، EXCEN FLEX، سری DECAN و سری SM PLUS از برند سامسونگ، به دلیل قابلیت‌های پیشرفته و انعطاف‌پذیری بالا، برای تولیدات گسترده و پیچیده مناسب هستند.
2. Neoden: مدل‌های Neoden 3V و Neoden 4 به دلیل قیمت مناسب و کارایی بالا، برای پروژه‌های کوچک و کسب‌وکارهای در حال رشد ایده‌آل هستند.
3. Boarditto: این برند با ارائه دستگاه‌های مقرون‌به‌صرفه و آسان برای استفاده، برای پروژه‌های کوچک و خانگی مناسب است.
4. Liteplacer: به دلیل تعادل بین کارایی و هزینه، در میان علاقه‌مندان به DIY محبوب است.
5. Novastar: دستگاه‌های این برند برای علاقه‌مندان و کسب‌وکارهای کوچک مناسب هستند.
6. Manncorp/Autotronik: این برندها به دلیل قابلیت اطمینان و دقت بالا، برای حجم تولید متوسط تا بزرگ مناسب هستند.
7. HWGC: این برند گزینه‌های متنوعی را برای نیازهای مختلف تولید ارائه می‌دهد.
8. ASM: با فناوری برتر و قابلیت تولید با سرعت بالا، برای تولیدات بزرگ‌مقیاس مناسب است.
9. Yamaha/iPulse: به دلیل قابلیت اطمینان و دقت بالا، برای تولیدات با مقیاس بزرگ مناسب هستند.
10. Juki/Sony: این برندها با ویژگی‌های پیشرفته و عملکرد قوی، برای تولیدات پیچیده مناسب هستند.
11. Hanwha: با ارائه راه‌حل‌های مقیاس‌پذیر، برای نیازهای تولید گسترده مناسب است.
12. Panasonic/Hitachi: این برندها به دلیل نوآوری و کارایی بالا در تولید، شناخته شده‌اند.
13. Fuji: با فناوری پیشرفته، برای تولیدات بزرگ‌مقیاس و با دقت بالا مناسب است.
14. Assembleon/Phillips: دستگاه‌های این برندها برای کاربردهای مختلف و با قابلیت اطمینان بالا مناسب هستند.
15. Europlacer: این برند ماشین‌های انعطاف‌پذیری برای نیازهای تولید متنوع ارائه می‌دهد.
16. Essemtec: به دلیل قابلیت تطبیق‌پذیری و ویژگی‌های پیشرفته، شناخته شده است.
17. Mycronic/MyData: این برند با ارائه ماشین‌های با دقت بالا و راه‌حل‌های نوآورانه، برای ارائه‌دهندگان خدمات تولید الکترونیکی (EMS) مناسب است.

در پایان، می‌توان گفت که دستگاه پیک اند پلیس نقش حیاتی در مونتاژ PCB دارد و به تولید کارآمد و مقرون‌به‌صرفه دستگاه‌های الکترونیکی کمک می‌کند. این دستگاه با ساده‌ کردن فرآیند تولید، اطمینان می‌دهد که طراحی‌های PCB به صورت دقیق و قابل‌اعتماد به مونتاژهای فیزیکی تبدیل می‌شوند. استفاده صحیح از دستگاه پیک اند پلیس می‌تواند به بهبود کارایی و دقت تولید کمک کند و در عین حال خطاها و نقص‌ها را کاهش دهد. با پیروی از مراحل صحیح، تولیدکنندگان می‌توانند اطمینان حاصل کنند که دستگاه‌هایشان به درستی تنظیم شده و عمل می‌کنند و در نتیجه محصولاتی با کیفیت بالا تولید می‌کنند که انتظارات مشتریان را برآورده می‌سازند. برای خرید دستگاه پیک اند پلیس و سایر قطعات الکترونیکی، می‌توانید به فروشگاه اینترنتی خرید قطعات الکترونیکی دیجی قطعه مراجعه کنید.