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異形貼插機(jī)的柔性?shī)A爪實(shí)驗(yàn)——從“能夾住”到“夾得準(zhǔn)”
在一條高速 SMT 產(chǎn)線的末端，連接器、LED 燈珠、陶瓷濾波器等異形元件往往成為瓶頸。傳統(tǒng)真空吸嘴因接觸面小、受力不均，插裝時(shí)元件容易在 0.1 秒內(nèi)發(fā)生 2°～5° 的旋轉(zhuǎn)偏移，導(dǎo)致后續(xù) AOI 報(bào)缺件率高達(dá) 1.2 %。上海桐爾為此在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上搭建了一套“三爪擂臺(tái)”：40 肖氏硬度硅膠指夾、三指氣動(dòng)波紋爪，以及 Ni-Ti 記憶合金爪，全部安裝在可六維補(bǔ)償?shù)娜嵝躁P(guān)節(jié)上，并接入同一臺(tái) 0.01 mm 級(jí)運(yùn)動(dòng)控制器。實(shí)驗(yàn)分三階段：靜態(tài)夾持力測(cè)試——用 0.5 mm 厚的 FPC 模擬元件，三種爪在 0.8 N、1.2 N、1.5 N 三檔力值下各夾 1000 次，硅膠指夾因表面微紋路產(chǎn)生 0.35 的靜摩擦系數(shù)，無(wú)一次滑脫；波紋爪在 1.5 N 時(shí)出現(xiàn) 3 次邊緣壓痕；記憶合金爪因回彈遲滯，平均耗時(shí) 1.3 秒，效率比較低。動(dòng)態(tài)插裝測(cè)試——將 5 mm×5 mm 的 Micro-USB 連接器作為標(biāo)靶，硅膠指夾 0.7 秒即可完成 90° 旋轉(zhuǎn)并插入 PCB，插入后偏移量穩(wěn)定在 0.03 mm；波紋爪因氣壓波動(dòng)導(dǎo)致 0.08 mm 漂移；記憶合金爪則因溫度循環(huán)產(chǎn)生 0.05 mm 的重復(fù)誤差。壽命與可靠性測(cè)試——連續(xù) 48 小時(shí)、5 萬(wàn)次循環(huán)后，硅膠指夾表面*出現(xiàn) 0.01 mm 的磨痕，元件損傷率低于 0.02 %；波紋爪的硅膠氣囊在第 3.2 萬(wàn)次出現(xiàn) 0.1 mm 裂紋；記憶合金爪因金屬疲勞在第 4.1 萬(wàn)次失去 10 % 的夾持力。**終，上海桐爾選擇 40 肖氏硬度硅膠指夾作為標(biāo)準(zhǔn)配置，并在指夾根部加入 2 mm 厚的 PEEK 墊片，進(jìn)一步分散應(yīng)力。量產(chǎn)線實(shí)測(cè)表明，異形元件的插裝良率從 97.6 % 提升到 99.8 %，單顆平均節(jié)拍縮短 0.3 秒，年節(jié)省返修成本約 38 萬(wàn)元。
部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
在一條高速 SMT 產(chǎn)線的末端，連接器、LED 燈珠、陶瓷濾波器等異形元件往往成為瓶頸。傳統(tǒng)真空吸嘴因接觸面小、受力不均，插裝時(shí)元件容易在 0.1 秒內(nèi)發(fā)生 2°～5° 的旋轉(zhuǎn)偏移，導(dǎo)致后續(xù) AOI 報(bào)缺件率高達(dá) 1.2 %。上海桐爾為此在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上搭建了一套“三爪擂臺(tái)”：40 肖氏硬度硅膠指夾、三指氣動(dòng)波紋爪，以及 Ni-Ti 記憶合金爪，全部安裝在可六維補(bǔ)償?shù)娜嵝躁P(guān)節(jié)上，并接入同一臺(tái) 0.01 mm 級(jí)運(yùn)動(dòng)控制器。實(shí)驗(yàn)分三階段：靜態(tài)夾持力測(cè)試——用 0.5 mm 厚的 FPC 模擬元件，三種爪在 0.8 N、1.2 N、1.5 N 三檔力值下各夾 1000 次，硅膠指夾因表面微紋路產(chǎn)生 0.35 的靜摩擦系數(shù)，無(wú)一次滑脫；波紋爪在 1.5 N 時(shí)出現(xiàn) 3 次邊緣壓痕；記憶合金爪因回彈遲滯，平均耗時(shí) 1.3 秒，效率比較低。動(dòng)態(tài)插裝測(cè)試——將 5 mm×5 mm 的 Micro-USB 連接器作為標(biāo)靶，硅膠指夾 0.7 秒即可完成 90° 旋轉(zhuǎn)并插入 PCB，插入后偏移量穩(wěn)定在 0.03 mm；波紋爪因氣壓波動(dòng)導(dǎo)致 0.08 mm 漂移；記憶合金爪則因溫度循環(huán)產(chǎn)生 0.05 mm 的重復(fù)誤差。壽命與可靠性測(cè)試——連續(xù) 48 小時(shí)、5 萬(wàn)次循環(huán)后，硅膠指夾表面*出現(xiàn) 0.01 mm 的磨痕，元件損傷率低于 0.02 %；波紋爪的硅膠氣囊在第 3.2 萬(wàn)次出現(xiàn) 0.1 mm 裂紋；記憶合金爪因金屬疲勞在第 4.1 萬(wàn)次失去 10 % 的夾持力。**終，上海桐爾選擇 40 肖氏硬度硅膠指夾作為標(biāo)準(zhǔn)配置，并在指夾根部加入 2 mm 厚的 PEEK 墊片，進(jìn)一步分散應(yīng)力。量產(chǎn)線實(shí)測(cè)表明，異形元件的插裝良率從 97.6 % 提升到 99.8 %，單顆平均節(jié)拍縮短 0.3 秒，年節(jié)省返修成本約 38 萬(wàn)元。
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