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Home > Blog > Assemblaggio di schede elettroniche con robot industriali compatti
L’assemblaggio delle schede elettroniche comprende attività con esigenze molto diverse, dal posizionamento dei componenti alle operazioni di completamento, manipolazione e collaudo. I robot industriali compatti trovano spazio nelle fasi che richiedono movimenti ripetibili e la possibilità di gestire più varianti di prodotto.
Una cella può, per esempio, prelevare una scheda, presentarla a una stazione di controllo, inserirla in un’attrezzatura di test e separare i pezzi in base all’esito. La scelta del robot parte dalla sequenza operativa, dalle tolleranze e dall’accessibilità richiesta intorno al PCB, il circuito stampato.
Le linee SMT dedicate al montaggio superficiale utilizzano macchine specializzate per operazioni ad alta cadenza. La robotica compatta può affiancarle nelle lavorazioni complementari, nei trasferimenti tra stazioni o in processi con frequenti variazioni di formato.
Tra le applicazioni da valutare rientrano la manipolazione di schede e piccoli componenti, il montaggio di elementi aggiuntivi, il dosaggio mediante utensili dedicati e l’asservimento delle apparecchiature di collaudo. Per ogni operazione occorre definire come viene presentato il pezzo e quali condizioni autorizzano il passaggio alla fase successiva.
La flessibilità dipende anche dall’attrezzatura. Una nuova variante può richiedere modifiche a pinza, supporti, alimentazione e ricette di test, oltre all’aggiornamento del programma robot.
Un robot a sei assi permette di orientare l’utensile nello spazio e raggiungere una stazione con approcci differenti. Questa libertà può essere utile per presentare il componente a più dispositivi, lavorare su piani inclinati o inserire la scheda in un alloggiamento con accessi vincolati.
Il Meca500 di Mecademic è un robot industriale compatto a sei assi con controller integrato nella base, pensato per l’integrazione in sistemi di automazione di piccole dimensioni.
Un robot SCARA a quattro assi è invece indicato per sequenze nelle quali sono sufficienti movimenti sul piano, spostamento verticale e rotazione dell’utensile attorno all’asse verticale. Il MCS500 di Mecademic offre questa architettura per operazioni di manipolazione e assemblaggio.
La scelta richiede una verifica delle traiettorie con pinza e componente reali. Raggiungibilità, interferenze, orientamento e tempo ciclo devono essere valutati sulla cella prevista.
I robot Mecademic hanno una ripetibilità di posizione di 0,005 mm. È il dato che descrivere la capacità del robot di ritornare nella stessa posizione dopo un dato movimento.
La precisione dell’assemblaggio dipende però dall’intera catena di riferimento. Posizione della scheda, geometria della pinza, calibrazione dell’utensile e stabilità della struttura concorrono al risultato. Anche la variabilità dimensionale dei componenti può influire su un inserimento.
Nei processi con tolleranze strette, la prova applicativa deve misurare il risultato sul prodotto.
La pinza va progettata intorno alle superfici disponibili e alle sollecitazioni ammesse dal PCB. Punti di presa e appoggio devono evitare interferenze con i componenti montati e limitare la deformazione della scheda durante accelerazioni, trasferimenti e inserimenti.
Nel calcolo del carico occorre includere utensile, accessori e pezzo. I limiti ammissibili dipendono anche dalla posizione del baricentro e dalle condizioni dinamiche, secondo i dati del costruttore.
Per i dispositivi sensibili alle scariche elettrostatiche, va verificata la compatibilità ESD dell’intera stazione, inclusi materiali di contatto e collegamenti equipotenziali. La compattezza del robot, inoltre, non determina da sola le condizioni di accesso dell’operatore: protezioni e modalità operative appartengono al progetto della cella.
La visione può riconoscere riferimenti sulla scheda e fornire correzioni di posizione. Il robot può anche presentare il pezzo a una telecamera o a uno strumento di misura con orientamento ripetibile.
Nell’asservimento di un banco di test, la logica deve coordinare caricamento, conferma di posizionamento, esecuzione della prova e lettura dell’esito. Associare il risultato all’identificativo del PCB permette di ricostruire il percorso del singolo pezzo.
La valutazione iniziale dovrebbe partire da campioni, disegni e sequenza delle operazioni. Sono necessari il tempo ciclo obiettivo, le tolleranze, le varianti previste e le modalità di alimentazione e scarico.
Homberger propone robot industriali compatti Mecademic e supporto alla scelta della soluzione. Condividere il processo da automatizzare consente, sulla base dei movimenti effettivi e dei requisiti, di identificare il robot migliore per l’applicazione.
Responsabile Tecnico dell’Area Aeronautica, fornisce supporto tecnico specializzato e consulenza commerciale. Esperto in ottimizzazione e simulazioni avanzate CFD e FEM.
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