第二 SIEMENS 贴片机HS-50结构介绍.doc

第二讲 SIEMENS 贴片机HS-50结构介绍序言贴片机HS-50的提升等级1的培训需要我们掌握和了解的包括：1、 机器部件位置和功能概述如机器电源控制箱伺服箱等2、 研究机器回参考点3、 简述旋转头操作理论及其结构4、 进行并研究机器的全套校准工作当机器出现故障时能够从出现的错误提示信息或是从信号灯的亮与灭之中知道机器故障的原因，并能达到一定的动手能力解决问题。一、安全操作注意事项1、机器安全为保证操作安全必须遵守下列注意事项：1）如果不是完全熟悉机器的使用和功能切勿打开保护罩，除非软件对话框中明确说明否则在操作过程中不要打开保护罩2）转换钥匙只有经过培训的有资格人员才能将其设置为配置状 态 ( I )，除非软件对话框中提示否则不要将键盘转换钥匙转到I 位置( 配置状态) 13）在贴片机打开的情况下切勿将头或胳膊放到悬臂运行范围4）切勿进行哪怕很小的改动除非完全清楚这些改动对系统的总体功能所产生的影响5）贴片机必须始终由经过适当培训的人员来安装重装和维护6）只使用西门子原装备件和经过认可的附件使用其它来源的配件将影响设备安全并可能导致由此产生损坏的保修责任失效7）只有在按规定及用户/ 服务手册中的说明使用系统才能保证SMD 自 动 贴片系统的操作安全8）将开门钥匙放在操作面板的右下角转换钥匙放在只有有资格的人员才能够拿取的地方9）如果必须使用机器并且没有经过适当培训的人员请务必请西门子技术服务人员到场对于不正确的操作导致的任何损坏及间接损坏Siemens AG 不负责任10）机器操作人员只能执行得到适当培训完全熟悉的工作内容11）务必遵守您所在国家的所有安全规定12）不要对安全设备进行改动尤其不要绕过断路器或卸下安全设备13）如果在机器使用过程中出现特别危险的情况用户必须立即书面通知生产商以便采取相应的措施减少潜在的危险机器要正常运行，安全操作是十分重要的。由上图可以看出，在机器的醒目地方都贴有黄色的安全警示标签。现在我们来解释一下这几个图标的含义。由于贴片机中Y轴部分是线性马达控制，是带有磁性的，因此： 显示该部分是带有磁性的。在带有磁性的地方，严禁带有心脏起拨器的人员靠近。在带有磁性的地方，严禁将钥匙或手表靠近。在带有磁性的地方，严禁将磁条卡靠近。2、静电防护（ESD）目前贴片机上使用的所有模块几乎都配有高度集成的MOS 块和组件它所使用的制造工艺意味着这些电子组件对过电压极度敏感因此对静电释放也非常敏感。2.1 防护静电的重要措施:1）大部分塑料都很容易带电因此有危险的部件必须远离塑料2）在使用静电敏感部件时一定要确保人员工作场所及包装安全接地2.2 防护静电的方法：不要触摸电子模块除非绝对必要如果必须触摸则在拿取平放模块时应保证不触摸管脚或印刷导体，除非做好下列准备否则不要触摸部件1、一直用ESD 腕带接地或在ESD 地板上穿ESD 鞋或 带 ESD 鞋接地条2、在接触电子模块之前，一定要释放掉自己身上所带的静电，只需在接触该模块之前，触摸一下导电并已接地的物体即可（例如开关柜水管等未油漆的部分） 3、不要让含有可带电并高度绝缘材料的物体互相摩擦，例如，塑料薄膜绝缘桌表面或者合成纤维衣物4、一定要将模块放在导体表面上（具有ESD 涂层的工作台、导电ESD、 泡沫ESD 袋或容器）5、不要将模块靠近视觉显示装置、监视器或电视，与屏幕应保持至少10 cm 的距离上图是HS-50安全回路的流程图，我们可以清楚的看出要使机器安全启动，各个安全部分所需要达到的要求。例如：当按下开始按钮，先会检查气压是否达到标准，若未达到，机器将不会有任何动作；若达到，检查紧急开关是否已经打开；若未打开，机器仍将不会有任何动作；若已经打开，检查元件送料台的翻盖是否合上，若未合上，依旧无动作；若合上，检查机器安全盖是否关上，若关上，机器才会正常启动。二、综 述1、电源部分(1) Main switch 电源主开关(2) Control unit 控制单元(3) Power supply unit 12 VDC 电源单元（提供 12 V直流电给数字电路）(4) Power supply unit 15 VDC 电源单元（提供 15 V直流电给模拟电路）(5) Power supply unit + 5 VDC/+ 24 VDC 电源单元（提供+ 5 VDC/+ 24 V直流电给机器外围）(6) Power supply unit + 5 VDC/+ 50 VDC 电源单元（提供+ 5 VDC/+ 24 V直流电）左图为电源单元，在电源主开关的下方。上图中1的位置上表为电源各个部分的详细说明，我们可以从上图清楚的知道电源单元中，各个部分所载电压大小以及各自所起的作用。在这里我们要强调的是表中，X1，BU1，S1在电源插座未拔下而只是单纯关机时依旧带电，当要对机器进行维修时，为安全起见，拔下电源插座。上表也对我们进行电气部分检查时起到参考作用。2、控制单元位于第三号料站的左侧，出板方向的下方。图中：1）上排右边的9、10、11、12在上节中已经讲到，是电源部分。2）上排左边的108、8为机器的视觉系统的板卡：左边第一张控制第一区悬臂1、4；第二张控制第二区悬臂2、3（两张卡可以互换）3）图中3、4为真正控制机器的单元，简称MC4）图中5、6为轴承卡，在下面有详细介绍5）图中7为总线控制单元，左边第一张为Fast CAN Bus（125kBit/s）,由它负责控制机器的输入输出信号，轨道的传输等，第二张为Slow CAN Bus (500kBit/s),负责控制机器旋转头，送料台以及切刀部分。（这两张卡可以互换）轴承卡（Axes Boards A362）上图为轴承控制卡，前四张卡依次为14区的X轴、Y轴以及STAR轴的控制卡由于都是控制交流伺服马达，因此在出现某个轴有错误时可以相互交换作为检查用。后三张卡为14区的Z轴和DP轴的控制卡，控制直流伺服马达，这三张卡同样可以互换。当然，由于每个区不同，互换时必须注意跳线问题。LED灯的含义：CE ：光栅刻度尺读数错误 0 ：零脉冲（参考点）ED ：结束信号 BE ：模式错误IN ：系统初始化 ON ：伺服打开Axis enable switch 轴卡功能开关1）Servo ON 伺服开 2）Servo OFF 伺服关通常我们可以根据LED灯的信号来判断机器是否运行正常。3、伺服部分轴承卡给出的信号传送到伺服卡，再由伺服卡放大后传送到马达（位于第二区的左侧，出板的正下方）上图中4为Break卡（动态制动卡），2、3、5、6、7分别为X轴、Y轴、STAR轴、Z轴以及DP轴的伺服控制卡在伺服卡上有LED灯，颜色如左所示，代表的含义由上至下依次为：1、 绿灯：准备（发光二极管通常打开表明伺服系统已准备好）2、 绿灯：输出级释放（绿色发光二极管通常打开表明伺服放大器已启动，准备接受信号）3、 黄灯：电流限制黄色发光二极管通常关闭，当轴的伺服系统吸进过多的电流（轨道上生锈和腐蚀物所造成）时就发光4、 红灯：故障（红色发光二极管通常关闭，当伺服系统检测到故障就发光）绿绿黄红 上图中图标9为防撞卡（它为安全装置，是用来监控X 和Y 接近开关的状况。当快到达极限位置时，它向动态制动卡和伺服放大器卡发送信号制动并使伺服放大器卡无法使用）发光二极管：1、悬臂1 X 轴: 绿色发光二极管（通常打开。当悬臂1 上的X 轴制动接近开关改变状态时，发光二极管就关闭）2、悬臂2X 轴: 绿色发光二极管（通常打开。当悬臂2 上的X 轴制动接近开关改变状态时，发光二极管就关闭）3、悬臂1Y 轴: 绿色发光二极管（通常打开。当悬臂1 上的Y 轴制动接近开关改变状态时，发光二极管就关闭）4、悬臂2Y 轴: 绿色发光二极管 （通常打开。当悬臂2 上的Y 轴制动接近开关改变状态时，发光二极管就关闭）5、距离传感器: 绿色发光二极管（通常打开。当悬臂1 和悬臂2 之间的距离下降到预先设定的极限值以下时，发光二极管关闭）4、气路部分如图所示：1、图中2、3、4为压力计，（我们所使用的设备并没有图标4这个压力计）1） 压力计2是预先设定不可调的。标准值（5.50.5bar）由它提供给切刀、PCB停止、吸嘴更换器、元件送料台、悬臂的压力2） 压力计3是手动可调的。标准值（2.50.5bar）由它提供压力给送料台上的FEEDER使用。三、机器运行1、机器回参考点原则首先，回参考点对所有旋转头的步进电机进行初始化。其次，调至零脉冲，而后至零点校正值，以便旋转头轴回参考点。同时dp X Y 轴也回参考点 机器侦测运行回参考点的程序：机器运行回参考点的工作原理：1、Z 轴预归零：Z 轴回至最高处的终点档块检测到停止时Z 轴就以减小的力向下运行至27 个Digit 处。借助减小的力,Z 轴即能使贴片头Star 旋转轴运行至参考点。Star 旋转轴回参考点后，Z 轴回参考点才能被完成。2、开始运行STAR轴：STAR 旋转轴以逆时针方向转动到增量轴编码器的零点脉冲。装入零点校正值，旋转轴以顺时针方向旋转，直至计数器显示0 为止。1号段位器处于贴片位置。3、开始运行Z 轴：Z 轴回参考点程序完成，STAR 旋转轴返回参考点。4、开始运行DP轴：在dp 轴内的段位器转到参考点。顺序：DP 站转入，轴开始运动并寻找零脉冲。检查零脉冲故障，在终止信号后dp 转出。（摆入/ 出功能由CAN 总线控制）5、开始运行X、Y轴：两个轴同时起动，首先, 悬臂轴行至参考点接近开关。如果检查出切换位置，则悬臂轴反向运行，开始寻找零脉冲。检查出零脉冲后，将零点校正值装入轴控制器，回参考点完成。至此，所有轴的回参考点都已完成，现在开始真空回参考点。6、真空测试：回参考点时，系统将进行两次真空测试，第一次为关闭时的数值，第二次为开启时的数值，此时空气通过吸嘴。此标准值为吸嘴开启和关闭时的差值的最小值，一般根据吸嘴的不同，真空测试的标准值也不相同。7、测试吸嘴高度：悬臂把贴片头移动到固定传送轨的上方。Z 轴下行，所有的段位器接触到传送轨，与系统给定的标准值进行比较。8、初始化轨道：最后传送系统回参考点，升降台循环确保该系统处于低位。这时如果有任何的PCB 板在导轨上，则传送系统就会把PCB 移到输出传送导轨，可将板子拿出。四、旋转头简介12段位器旋转头的全视图图例：1） 元件照明控制板2） 吸嘴光栅盘（112）3） 弃料位置的调节装置4） STAR旋转马达5） 中间分配板6） Z轴马达7） 元件照相机8） 元件照明系统所有元件均以相同的循环时间插入，在插入元件之前，用光电视觉系统测量。图例(1) 光学对中(2) 旋转位置（DP 轴工作位置） (3) 段位器的服务位置（拆除另一侧的光栅读数盘轴）(4) 拾取/ 贴片位置(5) 抛料位置(6) 工作方向（顺时针方向）1、旋转头工作原理简介DP轴工作原理图解（1）DP马达，显示为旋转停止的状态。从转入状态起，步进电机逆时针方向转动90直至旋转停止。（2）置在段位器处的DP马达，显示为转入状态位于原始位置的12吸嘴旋转头这是12吸嘴旋转头的原始位置当X 轴和Y 轴处于等待位置时，Star 旋转轴转到原始位置从上图可以看出，吸嘴1并不是垂直向下，而是有15度的夹角，这是为了防止吸嘴光栅盘摔下，造成损坏。吸嘴1转到拾取角度0或90现在, 吸嘴1 转到DP轴位置。DP轴转入，而DP 轴控制器系统把吸嘴转到 0或90 的拾取角度（标准拾取角度）而当吸嘴处于适当位置，终止信号被触发，DP 轴的旋转即停止。Star 旋转轴步进时, 头上的其它吸嘴转动到拾取角度。拾取第一个元件 此时，视觉系统没有动作；DP轴将把吸嘴5旋转到拾取角度；拾取/贴片位置：开始拾取第一个元件 拾取第6个元件此时，视觉系统没有动作；DP轴将把吸嘴10旋转到拾取角度；拾取/贴片位置：开始拾取第6个元件；悬臂一开始同步运行。 拾取第7个元件此时，视觉系统开始对中悬臂段位器1上的元件；DP轴将把吸嘴11旋转到拾取角度；拾取/贴片位置：开始拾取第7个元件拾取第8个元件此时，视觉系统开始对中悬臂段位器2上的元件；DP轴将把吸嘴12旋转到拾取角度；拾取/贴片位置：开始拾取第8个元件拾取第9个元件此时，视觉系统开始对中悬臂段位器3上的元件；DP轴将第一个元件旋转到贴片角度；拾取/贴片位置：开始拾取第9个元件在此过程中，其余的元件被拾取、对中并由DP轴转到正确的贴片角度拾取第12个元件此时，视觉系统开始对中悬臂段位器6上的元件；DP轴将把第4个元件旋转到贴片角度；拾取/贴片位置：开始拾取第12个元件；供料台开始启动料带切刀。贴片第1个元件此时，视觉系统开始对中悬臂段位器7上的元件；DP轴将把第5个元件旋转到贴片角度；拾取/贴片位置：开始贴片第1个元件； 贴片第6个元件此时，视觉系统开始对中悬臂段位器12上的元件；DP轴将把第10个元件旋转到贴片角度；拾取/贴片位置：开始贴片第6个元件；拾取悬臂开始同步运行，另一个悬臂开始对中。贴片第7个元件此时，视觉系统对另一个悬臂上的第1个元件进行光学对中；DP轴将把第11个元件旋转到贴片角度；拾取/贴片位置：开始贴片第7个元件；贴片第12个元件此时，视觉系统对另一个悬臂上的第6个元件进行光学对中；DP轴将把第4个元件旋转到贴片角度；拾取/贴片位置：开始贴片第12个元件；该悬臂贴片第12个元件后，允许贴片信号返回MC（此过程是同步运行的）2、下一个元件的拾取和贴片循环在第1个循环周期的所有元件放在板上后，悬臂轴把贴片头移至下一个供料器的拾取位置。进行下一个拾取循环, 即第7- 12 元件3、注意：带有缺陷元件的段位器如果元件的光学对中失误( 识别差错) 或贴片前真空检查失误真空差错, 则无法贴片元件。此时，元件仍留在吸嘴上，该段位器处于转动位置时旋转站就把此吸嘴转到新元件的拾取角度。如果该段位器处于拾取位置:弃料程序被启动，Star 旋转轴继续前进2 个段位器，X/Y 轴转到其各自的弃料位置，用吹气丢弃此元件。Star 旋转轴往回旋转2 个段位器,并拾取新元件。4、PCB 贴片结束所有元件都放在正确的贴片位置(在板子的编程位置)，悬臂轴把贴片头移到等待位置SIPLACE 贴片机启动传送系统, 将板