總部位于荷蘭阿爾默勒的 IMS 公司,近十年來一直致力于研發(fā)用于微小零件生產(chǎn)(比如智能手機(jī)中使用的光模塊)的高科技裝配線。IMS 公司技術(shù)總監(jiān) Henri Paus 參與研發(fā)并見證了數(shù)十條此類生產(chǎn)線的成功:“我們在亞洲的一個(gè)客戶目前是這類系統(tǒng)的市場領(lǐng)導(dǎo)者?梢哉f,數(shù)代智能手機(jī)中的攝像頭模組都極有可能是在我們的其中一條裝配線上生產(chǎn)出來的。”
智能手機(jī)生產(chǎn)商每年都會(huì)推出一些新機(jī)型。生產(chǎn)商如果想要與這些產(chǎn)品的短開發(fā)周期保持步調(diào)一致,必須擁有靈活的生產(chǎn)系統(tǒng),才能適應(yīng)不斷變化的生產(chǎn)需求。此外,現(xiàn)代智能手機(jī)使用的高端元器件也更多。“隨著智能手機(jī)內(nèi)使用的元器件越來越多,體積也越來越小,這就需要我們改變現(xiàn)有的裝配方式。”Henri Paus 在說明研發(fā)新裝配線的必要性時(shí)說道,因?yàn)榈谝淮?IMS 生產(chǎn)線顯然已不再能夠滿足這些要求。“另一個(gè)因素是,現(xiàn)在生產(chǎn)線的加工節(jié)拍為 4 至 5 秒/件,所需時(shí)間是以前平均節(jié)拍(2 秒)的兩倍左右。”Henri Paus 說道。
結(jié)合實(shí)際情況來說:2 秒的節(jié)拍相當(dāng)于年產(chǎn)量約 1000 萬件,F(xiàn)在光學(xué)器件所需的進(jìn)料時(shí)間意味著如果使用現(xiàn)有的系統(tǒng)設(shè)計(jì),產(chǎn)量將會(huì)大幅減少。而實(shí)際上,在流水線型生產(chǎn)系統(tǒng)中,整體系統(tǒng)性能取決于最慢的環(huán)節(jié)。Henri Paus:“產(chǎn)量減半是絕不允許的,因此必須開發(fā)出一個(gè)靈活的生產(chǎn)平臺(tái),才能應(yīng)對產(chǎn)品規(guī)格更換和較慢的工藝步驟帶來的挑戰(zhàn)。”Henri Paus 總結(jié)道。生產(chǎn)線上布署的各個(gè)工藝模塊和工站必須具有足夠的性能,這意味著只需要在精度方面做一些改進(jìn)。“最大的障礙是我們一直以來所使用的輸送系統(tǒng)。”Henri Paus 回憶道。倍福的 XTS 磁驅(qū)柔性輸送系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),并配備高性能軟件,可以解決我們的難題。
Henri Paus 概述了 XTS 系統(tǒng)與他們之前自主研發(fā)的輸送系統(tǒng)之間的主要區(qū)別:“現(xiàn)在動(dòng)子不再需要互連,因此可以作為單獨(dú)的伺服軸單獨(dú)移動(dòng)。”IMS 因此能夠在較快的工藝步驟之后對動(dòng)子進(jìn)行緩沖,并讓大量動(dòng)子同時(shí)進(jìn)入多個(gè)較慢的工站。“通過這種方式,盡管生產(chǎn)線上有些環(huán)節(jié)速度很慢,但我們依然能夠維持高產(chǎn)能。”Henri Paus 說道。
為后續(xù)擴(kuò)展提供靈活性
Henri Paus 在介紹 XTS 系統(tǒng)的其它優(yōu)勢時(shí)說道:“模塊化的 XTS 輸送系統(tǒng)非常靈活,滿足了我們客戶生產(chǎn)各種復(fù)雜產(chǎn)品的需求。”如果裝配線需要根據(jù)新的產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)整,可以隨時(shí)擴(kuò)展,只需要在生產(chǎn)系統(tǒng)中插入新的單元,同時(shí)增加工站即可。IMS 公司通過 250 毫米小網(wǎng)格尺寸的模塊化 XTS 系統(tǒng)的對輸送系統(tǒng)進(jìn)行了擴(kuò)展。操作人員可以在短短幾個(gè)小時(shí)內(nèi)用轉(zhuǎn)換后的系統(tǒng)恢復(fù)生產(chǎn)。“我們的競爭對手提供的解決方案完全沒有這個(gè)選項(xiàng)。”Henri Paus 說道。
IMS 公司與倍福的 XTS 技術(shù)專家合作,通過經(jīng)過預(yù)裝和測試的模組形式設(shè)計(jì)了一款定制化的解決方案,其中還集成了海普克公司(HepcoMotion)的 GFX 環(huán)形導(dǎo)軌系統(tǒng)。Henri Paus 補(bǔ)充說道:“這不僅要求機(jī)械部分可以快速拆卸分離,還要求電氣和控制可以通過接頭脫開。同時(shí)可以將軟件劃分為相應(yīng)的模塊,這也為我們提供了極大的靈活性。”
“我們與倍福和海普克一起,成功實(shí)現(xiàn)了精確的產(chǎn)品輸送定向和定位。”Henri Paus 強(qiáng)調(diào)道,F(xiàn)在,IMS 通過減振和上述的溫度補(bǔ)償功能,能夠以高達(dá) ±10 μm 的極高精度定位工站上的運(yùn)載裝置。
第一套系統(tǒng)的巨大靈活性在實(shí)踐應(yīng)用中得到驗(yàn)證
IMS 對其第二代光模塊生產(chǎn)線有很高的期望,Henri Paus 解釋道:“我預(yù)計(jì),在未來幾年內(nèi),我們將能夠在市場推出至少與第一代系統(tǒng)一樣多的 3PX 生產(chǎn)平臺(tái)。這是由于像智能手機(jī)中使用的小型光學(xué)器件現(xiàn)在也越來越多地被應(yīng)用于顯示器、無人機(jī)和汽車中。此外,IMS 平臺(tái)的靈活性、模塊化和可擴(kuò)展性在其它完全不同的裝配應(yīng)用中也具有優(yōu)勢,例如醫(yī)療器械和制藥設(shè)備的零部件生產(chǎn)。”
IMS 已經(jīng)通過其第一個(gè)系統(tǒng)證明了 3PX 生產(chǎn)平臺(tái)的靈活性。“就在我們準(zhǔn)備發(fā)貨時(shí),客戶突然問我們,是否可以將系統(tǒng)用于生產(chǎn)比最初指定的規(guī)格大得多的產(chǎn)品。” Henri Paus 說道,“我們完全無需重新設(shè)計(jì)系統(tǒng),只需要把一些零部件做得大一點(diǎn)即可。僅需幾周,重新組裝后的設(shè)備就能準(zhǔn)備發(fā)貨了。”