推動(dòng)生產(chǎn)廠家選擇使用自動(dòng)化技術(shù)方案的決定性因素通常是采用自動(dòng)化技術(shù)方案能夠使其縮短作業(yè)時(shí)間。而對(duì)于采取釬焊作業(yè)方式，生產(chǎn)要求高且個(gè)性化的電子產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家來說，推動(dòng)其選擇使用自動(dòng)化技術(shù)方案的決定性因素則是既要通過縮短作業(yè)周期又要通過提高靈活性和效益來優(yōu)化生產(chǎn)作業(yè)流程。
圖1 一個(gè)安裝在Eutect釬焊作業(yè)單元頂部的6軸機(jī)器人在空間需求最小的情況下達(dá)到了應(yīng)用可能性的最大化
迄今為止，位于德國(guó)schw?bische地區(qū)的Eutect有限公司采用釬焊作業(yè)方式生產(chǎn)電子產(chǎn)品部件已有20余年。在Eutect有限公司的成立之初，該公司的決策者并沒有考慮要研發(fā)所謂的“一根桿”式的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)解決方案，而是決定致力于研發(fā)如復(fù)雜結(jié)構(gòu)組件的激光釬焊或是微波釬焊這樣作業(yè)時(shí)間相對(duì)較短的技術(shù)解決方案。出于這樣的原因，Eutect有限公司始終在研發(fā)新的釬焊模塊，以提供符合用戶釬焊作業(yè)要求的釬焊技術(shù)解決方案。
Eutect有限公司的創(chuàng)始人兼老板Manfred Fehrenbach回憶說：“對(duì)我們公司來說，2008年有著里程碑的意義。當(dāng)時(shí)我們產(chǎn)生了一個(gè)想法，就是把工作重點(diǎn)集中到將一臺(tái)機(jī)器人集成到我們的生產(chǎn)單元的技術(shù)方案中。”他接著說，“我們將一臺(tái)機(jī)器人集成到我們的一個(gè)結(jié)構(gòu)緊湊的自動(dòng)化生產(chǎn)單元中，目的是研發(fā)出我們公司企業(yè)學(xué)校所需要的靈活性高的釬焊裝置。” Eutect有限公司的老板說，借助于一個(gè)專門的機(jī)器人夾具和工具模塊方案，我們實(shí)現(xiàn)了將激光、熱力、感應(yīng)以及自動(dòng)化釬焊等作業(yè)單元集成到一個(gè)面積僅為2㎡的自動(dòng)化裝置里。
Eutect有限公司于1998年研發(fā)出了一個(gè)作業(yè)單元可擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)緊湊且靈活性高的自動(dòng)化作業(yè)單元技術(shù)解決方案。1999年，Eutect有限公司組裝出了第一臺(tái)Eutect智能化釬焊裝置，并能夠借助于一個(gè)X-Y-Z軸伺服動(dòng)力裝置在面積僅為1.5㎡的調(diào)整面上自動(dòng)化涂敷焊劑涂層，并進(jìn)行預(yù)熱和釬焊。
這個(gè)節(jié)省占位的作業(yè)單元方案以及新研發(fā)的機(jī)器人釬焊裝置大大推動(dòng)了Eutect有限公司對(duì)新的效益好的機(jī)器技術(shù)方案和自動(dòng)化技術(shù)解決方案持續(xù)進(jìn)行研發(fā)。通過集成機(jī)器人，Eutect有限公司成功實(shí)現(xiàn)了將大數(shù)量的作業(yè)流程和檢驗(yàn)?zāi)K集成在一個(gè)原本就結(jié)構(gòu)緊湊的生產(chǎn)單元里。Manfred Fehrenbach說：“早在2008年我們便已經(jīng)能夠?qū)⒁慌_(tái)Mitsubishi多關(guān)節(jié)動(dòng)機(jī)器人臂一列式地集成到面積僅為1.5㎡的3個(gè)核心作業(yè)流程中，這臺(tái)機(jī)器人承載能力為 6?kg。”此外，該臺(tái)機(jī)器還帶有一個(gè)導(dǎo)入和流出輸送帶，并裝有一個(gè)附加模塊和各種不同的檢驗(yàn)?zāi)K。
專用夾具設(shè)計(jì)方案
Eutect有限公司研發(fā)的釬焊設(shè)備由于生產(chǎn)單元結(jié)構(gòu)緊湊，從而節(jié)省占位，這樣便為生產(chǎn)物流、生產(chǎn)流程的準(zhǔn)備及后續(xù)生產(chǎn)流程留出了更多空間。靈巧的夾具技術(shù)解決方案使得該設(shè)備的裝備成本達(dá)到了最低化，并且提高了釬焊設(shè)備的靈活性。Eutect有限公司研發(fā)的該釬焊設(shè)備還具備了加工個(gè)性化變形產(chǎn)品的能力。該釬焊設(shè)備的一個(gè)大的優(yōu)點(diǎn)是，作業(yè)人員能夠自由選擇該設(shè)備生產(chǎn)流程模塊的順序。Eutect有限公司通過與用戶商定釬焊設(shè)備生產(chǎn)流程模塊的順序，來確定如涂敷焊劑涂層模塊或釬焊模塊的設(shè)置位置等參數(shù)，為用戶提供滿足其實(shí)際生產(chǎn)需求的方案，這樣便使得這些生產(chǎn)流程模塊在維護(hù)保養(yǎng)時(shí)的可接近性達(dá)到最佳，從而縮短了釬焊設(shè)備的停機(jī)時(shí)間，并且節(jié)省了材料、占用空間以及人工成本，提高了釬焊設(shè)備的生產(chǎn)能力。
除了機(jī)械方面的創(chuàng)新外，Eutect有限公司還研發(fā)出了專用軟件。操作人員使用該專用軟件不需要具備相關(guān)的專門知識(shí)便能夠?qū)傻臋C(jī)器人進(jìn)行程序化。操作人員通過可直觀進(jìn)行操作的Eutect Machine Interface (EMI)操作界面，相對(duì)簡(jiǎn)單地操作釬焊機(jī)，實(shí)現(xiàn)作業(yè)方式和生產(chǎn)流程的最佳化。Manfred Fehrenbach表示，這樣操作人員便可在線上以及線下設(shè)置新程序和其它產(chǎn)品的生產(chǎn)流程。
圖2 操作人員采用Eutect Machine Interface （EMI）操作界面能夠在不具備相關(guān)專門知識(shí)的情況下對(duì)該裝置進(jìn)行程序化
由于采用了多關(guān)節(jié)機(jī)器人臂和各種不同的產(chǎn)品夾具， Eutect有限公司研發(fā)的該釬焊設(shè)備可在一個(gè)空間范圍內(nèi)完全自由活動(dòng)，這樣便加大了設(shè)備的作業(yè)半徑并使機(jī)器設(shè)備的利用率達(dá)到了最佳。Eutect有限公司研發(fā)的該釬焊設(shè)備的工具盒內(nèi)最多可帶有4組不同的夾具-釬焊-罩組合件，并且這些組合件能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)化配備，由此，采用該該釬焊設(shè)備可加工數(shù)量多的各種不同的變形產(chǎn)品。據(jù)Eutect有限公司稱，對(duì)于那些想要將各種不同生產(chǎn)步驟集中在一個(gè)生產(chǎn)單元里的用戶來說，還可在工件固定臺(tái)上部安裝機(jī)器人臂，這樣作業(yè)時(shí)工件輸送所占用的位置更小。 Manfred Fehrenbach 回憶說，采用集成6軸機(jī)器人的方式只是實(shí)現(xiàn)靈巧的釬焊自動(dòng)化技術(shù)解決方案的一個(gè)步驟。“我們還必須要考慮到從工件輸送到釬焊作業(yè)完成的一個(gè)完整的技術(shù)解決方案。”Eutect有限公司研發(fā)的釬焊自動(dòng)化裝置在作業(yè)時(shí)加工產(chǎn)品輸送的所有功能，均由一個(gè)工件固定架(WT)來承擔(dān)。
Manfred Fehrenbach解釋說，鑒于設(shè)備重量和外形尺寸方面的原因，普通用于6軸機(jī)器人的工件固定架太重。“為此，我們自行研制出了一代工件固定架(WT)。”Eutect工件固定架組合裝置是一個(gè)可拆卸的且專門與加工產(chǎn)品相匹配的衛(wèi)星式工件固定架，機(jī)器人或控制動(dòng)力裝置可直接從輸送帶上夾住該工件固定架，然后將該衛(wèi)星式工件固定架輸送到各個(gè)具體作業(yè)位置。該衛(wèi)星式工件固定架可自由發(fā)揮各個(gè)不同的功能，以便工件能夠在釬焊設(shè)備內(nèi)活動(dòng)。生產(chǎn)流程結(jié)束后，再將該衛(wèi)星式工件固定架的用于釬焊作業(yè)的部分拆除，這樣，該衛(wèi)星式工件固定架又重新恢復(fù)為通常的工件固定架(WT)。
可與產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)靈活匹配
由于現(xiàn)在生產(chǎn)企業(yè)追求材料和能源效益，所以目前Eutect有限公司研發(fā)的衛(wèi)星式工件固定架構(gòu)造變得越來越輕型化。這樣的衛(wèi)星式工件固定架也適合集成到承載能力較低的小型機(jī)器人上，從而再次降低機(jī)器人自動(dòng)化設(shè)備的成本。客戶可以選擇Eutect有限公司研發(fā)的結(jié)構(gòu)較輕的衛(wèi)星式工件固定架，這樣可方便客戶在產(chǎn)品改變或是生產(chǎn)變形產(chǎn)品時(shí)對(duì)釬焊設(shè)備進(jìn)行改裝。當(dāng)客戶為了生產(chǎn)變形產(chǎn)品而對(duì)釬焊設(shè)備進(jìn)行改裝時(shí)，便不需用放棄成套式工件固定架以及用于生產(chǎn)各個(gè)變形產(chǎn)品而使用的緩沖器或工件固定架(WT)。此外，也可以避免設(shè)置附加的備件支座以及由此產(chǎn)生的投資成本。Manfred Fehrenbach總結(jié)說，Eutect工件固定架(WT)聯(lián)合裝置的最大優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省材料、節(jié)省作業(yè)的空間和時(shí)間。“裝有我們公司研發(fā)的工件固定架(WT)聯(lián)合裝置的靈巧的機(jī)器人釬焊自動(dòng)化組合裝置能夠顯著提高客戶變形產(chǎn)品數(shù)量和成本效益。與此同時(shí)，為了今天就能夠制造出適應(yīng)未來生產(chǎn)需求的應(yīng)用設(shè)備，我們要持續(xù)不斷地提高應(yīng)用設(shè)備的靈活性和生產(chǎn)力”。
