SMT hattındaki darboğazların gerçek yerini anlamak, üreticilerin yükseltme zamanı geldiğinde akıllıca yatırım yapmalarına yardımcı olur.
Verimliliği artırma arayışında, her SMD Dizgi hattında üretimi artırmada engel oluşturan bir darboğaz olabilir. Ek bir dizgi makinesi eklemek bunu aşmanın bariz bir yolu olsa da, daha hızlı bir makine de başka bir seçenektir. Öte yandan, hattı dual lane bir düzeneğe yükseltme zamanı gelmiş olabilir.
Optimum karar, tipik kart döngü süresine ve her PCB’ye dizilecek komponent çeşitliliğine bağlı olabilir. Ayrıca, dizgi darboğazını hafifletmek, hatta bulunan diğer ekipmanların, örneğin reflow fırınının sınırlamalarını da öne çıkarır. Bu nedenle, hız ihtiyacına yanıt verirken fabrikanın gelecekteki yatırım planlarına duyarlı olunmalıdır.
Daha Fazla Dizgi Makinesi
Hatta ekstra bir dizgi makinesi eklemek, ek dizgi kapasitesi sunar, ancak iyileştirme beklenenden az olabilir. Hatta yerleştirilen iki dizgi makinesi, her kartın bir sonraki işleme ulaşmak için kat etmesi gereken mesafeyi uzatarak toplam PCB transfer kayıplarını artırır. Ekstra dizgi makinesi eklemek ayrıca hattın genel kapladığı alanı bir ünite daha artırır, bu da mevcut zemin alanı sınırlıysa sorun olabilir.
Dual Lane Düzen Sınırlı bir alanda daha yüksek hat performansı için dual lane bir düzene geçmek avantajlar sunabilir. İki hat ve iki dizgi kafası ile iki beam, dual lane bir dizgi makinesi hattın dizgi kapasitesini matematiksel olarak iki katına çıkarabilir. Ancak pratikte performans kazancı daha düşük olabilir. Ayrıca, single lane bir printer’dan dual lane dizgi makinesine ve dizgi makinesinden reflow fırınına kartları aktarmak için iki traversing unit gereklidir.
Dual lane dizgi makinesi iki moddan biriyle çalıştırılabilir. Paralel modda, iki kart aynı anda yüklenir ve iki dizgi kafası bağımsız çalışırken aynı anda doldurulur. Kartları dizgi makinesine getirme ve komponent dizme için hazırlık yapma transfer süresi, toplam döngü süresi hesaplanırken dikkate alınmalıdır. Paralel modda çalışırken, her kart hattı için sadece bir tarafın feeder bank’ı kullanılabilir. Bu, büyük bir komponent türü karışımına sahip kartlar inşa ederken dezavantaj olabilir.
Öte yandan, dizgi makinesi alternatif modda çalışabilir. Bu durumda, bir hattaki kart dizilirken ikinci hat bir sonraki kartı aktarma ve sabitleme ile ilgilenir. Bu, kart transfer süresi maliyetini etkili bir şekilde sıfıra indirir. Ancak, iki kafa sürekli olarak çalışamaz, çünkü her biri diğerini rahatsız etmemek için beklemek zorundadır.
Performansı Karşılaştırma
Tipik bir kart transfer süresinin genellikle iki veya üç saniye olduğunu göz önünde bulundurarak, alternatif mod, az sayıda komponentin dizilmesi gerektiğinde daha hızlı bir döngü süresi sağlayabilir. Kart transfer süresini kazandırmak, toplam döngü süresini azaltmada en önemli etkiyi gösterir.
Dizilmesi gereken parça sayısı arttıkça, komponent dizme süresi döngü süresinin daha büyük bir bölümünü temsil eder. Sonuç olarak, alternatif modda transfer süresini kazandırmanın avantajı azalır. Pratikte, döngü süresi yaklaşık 15 saniyeden fazla olduğunda, kafaların iş yapmadan beklediği süre nedeniyle biriken kayıplar, kart transfer süresini ortadan kaldırarak elde edilen tasarruflardan daha ağır basar. Bu durumda, yeterli feeder erişimi varsa, paralel mod daha yüksek verimlilik sunabilir.
Başka Bir Yol
Her iki modda da potansiyel hız artışına rağmen, dual lane bir dizgi makinesi single lane bir hat için en iyi çözüm olmayabilir. Pratikte, dizgi makinesinin üretim kapasitesi hat sayısıyla değil, dizgi kafasının kullanım oranıyla belirlenir. En yüksek verimlilik, dizgi kafalarının döngü süresi boyunca mümkün olduğunca aktif tutulmasına bağlıdır.
Bu göz önünde bulundurulduğunda, iki dizgi kafasıyla single lane, çift aşamalı bir dizgi makinesi, paralel modda dual lane bir makineyle aynı teorik kapasiteye sahip olabilir (Şekil 1), aynı zamanda hem ön hem de arka feeder’lara erişim sağlar.
Şekil 1. Çift aşama, dual lane performansı single lane kolaylıkla sunar.
Kart transfer kayıpları, dizgi makinesi içinde yapılan hat ayrımı için ekstra süreyi içerir. Öte yandan, printer’dan kartları almak için bir traversing unit gerekmez. Kafa çakışmasını önlemek için bekleme süresi sıfırdır ve single lane bir dizgi makinesiyle eşdeğer kompakt ayak izi, pick and place işlemi için kat edilen toplam mesafenin kısa olmasını sağlar.
Genel olarak, dizilen kartların türüne özel koşullar eklenmediği sürece, çift aşamalı, iki kafalı bir dizgi makinesi, dual lane bir dizgi makinesi veya iki geleneksel tek beam makine eklemekten daha etkili bir şekilde verimliliği artırabilir.
Darboğazı Anlamak
Komponent dizgi hattın performansını sınırlayan süreç olduğunda, dizgi kapasitesini artırmak uygun bir yanıt olur. Ancak, başka bir süreç darboğaza neden oluyorsa, komponent dizgi performansını artırmak boşa yapılan bir yatırım olabilir.
Bu noktayı örneklemek için, Şekil 2’de gösterildiği gibi, işlem döngü süreleri belirtilmiş bir SMT hattını düşünün. Burada, ilk dizgi makinesi gerçekten darboğazdır ve hat döngü süresini 40 saniyeye sınırlamaktadır.
Şekil 2. SMT hattı performansını sınırlayan dizgi makinesi.
Boşta Kalan Dizgi Makinelerinden Kaçınma
Şekil 3’te gösterilen örnekte, single lane çift aşamaya yükseltmek dizgi süresini kısaltmış ve reflow lehimleme süreci şimdi hat döngü süresini tanımlamaktadır. Bu süre azaltılamaz, çünkü reflow profili sabit bir süreye sahiptir. İllustrasyonda, her dizgi makinesi reflow ile sınırlanan döngü süresinden önemli ölçüde daha hızlıdır ve döngü başına birkaç saniye boşta kalmaktadır. Dizgi hızına yapılan yatırım fiilen boşa gitmiştir.
Şekil 3. SMT hattı döngü süresini sınırlayan reflow süreci.
Reflow lehimleme için etkili bir döngü süresi genellikle 25 saniye civarındadır. Hattaki dizgi makineleri zaten bundan daha hızlıysa, reflow süreci en olası darboğazdır.
Single lane reflow’u dual lane bir fırınla yükseltmek, döngü süresini 12,5 saniyeye düşürür, Şekil 4’te gösterildiği gibi. Bu durumda, dual lane komponent dizgi makineleri reflow fırını ile verimli bir şekilde çalışabilir. Single lane bir printer ile dual lane dizgi makineleri arasında bir traversing unit gereklidir.
Şekil 4. Dual lane reflow ve komponent dizgi ile daha hızlı döngü süresi. Tüm dizgi kafaları tam olarak kullanılıyor.
En uzun dizgi işlemi, genel hat döngü süresini tanımlar. Bu dizgi makinesi, hattın performansını etkin bir şekilde sınırlamasına rağmen, döngü süresi Şekil 1 örneğine göre önemli ölçüde iyileşmiştir ve tüm dizgi kafaları tam olarak kullanılmıştır; bu nedenle dizgi performansına yapılan yatırım boşa gitmemektedir.
Şekil 3’te gösterilen örnekte, single lane çift aşamalı bir dizgi makinesi, kartları dual lane reflow’a bir traversing unit kullanarak aktarabilir ve ayrıca dual lane bir düzeneğe göre daha hızlı döngü süresi sağlar. Çift aşamalı makine, daha kısa döngü süresine sahip daha küçük kartları dizmek için tek aşamalı çalışmaya dönme esnekliği de sunar. Yamaha’nın hat optimizasyon aracı gibi bir yazılım aracı, en etkili ayarları otomatik olarak hesaplayabilir ve uygulayabilir.
Mevcut Konfigürasyon Şema (Yükseltmeden Önce) Önerilen Yükseltme Single lane, single beam. Limited by dizgi capacity. Tek hatlı çift aşama, çift beam. Single lane, single beam. Limited by reflow bottleneck. Single lane reflow’u dual lane reflow’a yükselt. Tek beam component placement’ı single lane reflow’dan dual lane reflow’a geçişi optimize et. Dual lane dizgi makineleri. Dual lane reflow. Her iki hat için en iyi dizgi modunu belirlemek için döngü süresi, komponent karışımı ve feeder erişimini optimize et.
Dizgi performansı, hattın darboğazını belirler ve bu noktayı hafifletmek için en uygun çözümü seçmek için bileşen karışımı, feeder erişimi ve döngü süresini dikkate alır.
