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如何高效开发标准化的喷胶设备?一个3C自动化前线工程师的呕心分享

发布时间: 2018-05-07 08:05:30 来源:新战略机器人全媒体

核心提示: 作为一家自动化行业整体解决方案提供商,在实际的项目案例中,往往需要根据应用环境开发出各种非标的自动化设备,而如何快速高效的设计出标准化的自动化设备则成为一个企业与技术人员的的实力验证。

文/橙子自动化工程师 刘工

作为一家自动化行业整体解决方案提供商,在实际的项目案例中,往往需要根据应用环境开发出各种非标的自动化设备,而如何快速高效的设计出标准化的自动化设备则成为一个企业与技术人员的的实力验证。

本文中,来自深圳橙子自动化的一线工程师将呕心分享如何快速高效的开发出标准化的喷胶设备,经验之作实属干货。

熟知喷胶设备的发展环境

点胶机又称喷胶机、涂胶机、滴胶机等,是专门对流体进行控制,并将流体点滴、涂覆于产品表面或产品内部的自动化机器。点胶机主要用于产品工艺中的胶水、油漆以及其他液体精确喷、注、涂、点滴到每个产品精确位置,可以用来实现打点、画线、圆型或弧型。

点胶机发展历史最初起源于美国和欧洲,六十年代时期,在胶瓶挤胶、手工点胶甚至牙签点胶的落后情况下,使众多需要点胶的行业产生了巨大的不良品,造成一批批不可弥补的订单损失。于是在六十年代,手动点胶机诞生了,而随着自动化技术的发展,手动点胶机已经远远不能满足工业上的需求,随着日本电子行业对点胶机的大规模需求,于是出现代工的美国点胶机和日本点胶机厂家,自动点胶机的问世给工业需求上作了极大的推动作用。 

 中国点胶机的开始是从05年,中国民营的点胶厂家开始兴起。最初是代理+自主研发,或者是自动化行业厂家涉足点胶机行业,逐渐发展为专门做点胶机的厂家了。自动点胶机在行业中的影响很广。

在工业生产中,很多地方都需要用到点胶,比如集成电路、印刷电路板、彩色液晶屏、电子元器件(如继电器、扬声器)、汽车部件等等。由于电子的精密度要求的不断提高,全自动点胶机器人也随之诞生了,全自动点胶机器人的出现为点胶行业带来前所未有的机遇和发展。

分析开发标准化喷胶设备的必要性

Ioranges自成立以来便接触3C行业非标定制点胶项目,项目内容包含有热熔胶机器零件固定、硅酮胶PCBA零件固定、螺丝胶机壳螺丝固定、SMT贴片红胶固定、PCBA芯片黑胶底部填充。

由于点胶工艺属于非标机器子项目,胶水工艺差异较大,而每个项目对应负责工程师不相同,也就导致项目进行中出现因工艺不了解导致结构设计问题。同时因项目之间点胶工艺软件无统一规范,各项目自行设计控制程序,相类似程序问题重复出现修改。

在经历了近两年频繁修改的痛苦过程,公司决定成立标准机产品部,针对公司项目中经常应用的工艺进行标准化处理。喷胶设备项目成了标准产品的第一例。

非标自动化是每个工程师与企业向往而又兴奋的话题。工程师们以自己能以多快速度设计出一台机器,设计过多少非标自动化设备为展示自己能力的标准;客户们也以各自动化企业是否可以在最短时间,最低价格交付设备为选择供应商的标准。众多自动化企业在这种你追我赶的大环境下为了生存只好在时间价格上拼得头破血流。客户们同时也面对唇亡齿寒的情况,在要求供应商快速交货后不能直接使用,天天陪着供应商在现场修改调试,整得设备面目全非,两边工程师尽干些吃力不讨好的工作。也因为压缩成本原因,供应商只好在原材料与选型方面做到勉强范围,设备交付后客户只好增加维护工程师工作量与生产过程品质、产能、设备寿命等间接成本。

观念的改变可以带动产品的改变,非标产品项目与标准产品项目的差异在于一个关注生产速度,以满足客户应用功能为主;另一个注重于品质,以满足市场需求达到最优性价比。

建立标准产品项目,产品便在前期定制方面会花费很大成本与时间进行研发,以适应市场定位;在生产完成后,更会投入大量的检测设备与品质人员进行老化测试,保证每一台出货设备都是合格产品。

如何群策群力开发喷胶设备

第一,做好一个高品质的产品需要公司各部门的协作才能完成。公司喷胶机项目建立,从销售部门的市场调研以定义各类客户适合的机器功能参数到生产装配完成后的精度老化测试,花费了通常非标产品所需要的几倍时间与成本。

第二,标准产品项目的启动意味着公司将需要建立一套标准产品开发流程,以第一例产品为未来标准进行扩展。项目计划第一阶段预计执行期为半年,主要包括前期项目调研,产品定义,产品研发,生产制造,调试检测,市场反馈内容。项目过程中沉淀点胶基础技术,解决适合市场的在线式高精度喷胶产品。

第三,产品设计前,根据市场调研建立机器功能参数设计需求表,结构工程师再对产品各功能进行模块化划分;软件工程师对机器工艺应用制定控制流程及各功能控制软件模块;电气工程师对控制电路进行模块化出原理图,生产用配线表;工艺工程师对产品生产装配制作装配规范并制定产品功能安全检查清单;品质工程师对产品精度、老化测试制定检测方法。

第四,产品设计中,公司根据产品各功能模块类型分配精通的工程师,参考之前非标设备相类似结构设计一款通用性高,性价比高的功能模块,按产品模块命名建立企业标准配件。对设计过程计算数据进行规范性填写,以便设计问题追溯和升级检查。

第五,产品设计完成,设计图纸需经过产品方案评审、复审、3D设计初审、复审、工程图审查五重审核程序才能到达文控进行文件受控。

第六,产品生产前,采购部门根据ERP系统、文控图纸资料进行采购工作,品质部门严格按图纸要求对采购件进行检测验收。严格的要求暴露出更多细节问题,系统流程,采购方法,加工工艺,品质问题均录入项目过程中进行检讨改善。

第七,产品生产中,生产部门根据SOP、安装规范对合格零件进行组装,根据配线表制作标准控制线,对完成的模块送入品质部门进行半成品检测老化。每一台机器生产过程中的问题、装配测试数据都将录入产品系统中,以便产品设计改良及销售后的服务查询。

第八,产品生产完成后是非标设备最易容忽略的环节,通常为尽快提交客户使用只做简单测试便出货。但公司标准产品项目坚持宁可延误计划时间也必须完成所有测试程序及确保所有参数精度合格。在经过200多项安全、功能、精度参数检测及过程中72H老化时间才能拿到公司品管合格证书。


图:橙子自动化开发的标准化喷胶机

硬件的开发离不开软件的支持

俗话说结构是产品的身躯,而软件是产品的灵魂。软件的设计直接影响到机器的隐形价值,一个软件的好坏就看其对操作人员的要求,优秀的设备只要设备操作人员通过简单的了解便可使用。在对结构设计高要求的情况下公司也对软件要求达到操作简单、人性化操作。其简单又美观的界面便是整个软件需要改善的思路。

公司对产品软件开发过程按结构开发要求同等,不光要求提交完美好用软件成果,更在过程中要求工程师严格流程作业,提交规范化的过程文件。

第一,首先在市场调研立项基础上定义产品软件功能,确定设计需求。软件工程师通过结合结构设计汇总设计功能需求、根据工艺要求制定软件框架结构与功能模块,软件操作介面分类与软件功能等级划分。

第二,在软件需求明确后规划好设计思路,软件工程师先进行软件设计方案制作。制定软件流程图,功能模块定义,接口定义;理清软件系统主次与等级划分,最重要的是从用户角度去使用软件准则来规划软件。

第三,重要而繁琐的工作就属软件代码设计了,工程师会在编写源代码时制作软件功能说明文件,方便长时间后快速读懂软件并简化修改工作量,同时为后继接手(或借用)工程师提供易读易用的源代码模块。因为读逻辑思维文件比读源代码要容易很多,这也是公司为基础技术沉甸对各工程师坚定的工作要求。

第四,模块式软件设计为各工程师提供了不同功能的软件库,也加快了项目进度减少了工程师的工作量;方便生产中阶段性的功能验证同时提高了交付客户的软件质量。

第五,工程师完成的软件的验收需经过公司品质人员(代表客户操作员)、售后工程师(代表客户设备维护工程师)、工艺工程师(代表客户工艺工程师或设备主管)根据产品定义、技术协议、工艺要求、操作应用等检查表单进行检查验收。

喷胶机成为标准产品项目的完成帮助了ioranges公司各部门在非标项目中自我检讨与提升。同时也考验了公司系统流程,采购、生产能力。精益求精的制作方式,改善了采购、物控等各部门流程,加大了生产装配人员培训时间与能力,加强了生产严格按图作业的要求。

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