如何縮短少量多樣 SMT 產線的 AOI 換線時間
將程式準備、首件板覆判與生產放行明確拆解,精準找出少量多樣 SMT 產線上真正造成延遲的關鍵瓶頸。
只為一片子板建立程式,讓 AOI 找出、對齊並判定拼板上其餘每一個板位。本文說明連板檢測如何運作、哪裡容易出錯,以及為什麼每片拼板的設定時間都很重要。
拼板(連板)AOI 檢測,是指只為一個板位建立程式,再由機台把這份程式套用到拼板上的每一個板位,並且每個板位各自對位、判定與回報。做得好的話,一片 12 連板只需要建立一次程式,而不是十二次,而且每一片單板在分板後仍可追溯。在 DaoAI 機台上,您只要在一片子板周圍畫一個框,軟體就會從影像中找出拼板上其餘的板位。
小型電路板通常會把多片相同的板子排在一片拼板上,以郵票孔(折斷邊)或 V-cut 連在一起,讓產線處理一片較大的拼板,而不是許多小板。
AOI 機台看到的是一片拼板,但您的客戶收到的是一片片單板。因此檢測程式必須做到兩件事:判定每個板位上的每一顆零件,並把每個板位的結果分開保存,讓結果在分板後仍能跟著那片板子走。
每次設定拼板都會用到幾個術語:
在規則式 AOI 上,工程師教一個板種通常要 3 到 5 小時;有數千顆零件的電路板則要好幾天。拼板還會在此之上增加自己的設定工作:輸入行數、列數與間距,為鏡像板位設定旋轉角度,然後確認拼板最遠角落的檢測視窗是否落在正確位置。
在大量生產中,這筆成本會分攤到數個月的生產上,但每一片新拼板與每一次改版仍然要付出。在少量多樣生產中,當一條產線每週有好幾片新拼板、有些工單只有幾十片拼板時,設定時間可能比生產本身還久。
小小的佈局錯誤也會變成誤判。如果輸入的間距差了一點點,檢測視窗每經過一個板位就離零件更遠,離原點最遠的板位就會產生一連串報錯,讓作業員養成忽略的習慣。為什麼這很重要,請參考如何縮短少量多樣 SMT 產線的 AOI 換線時間。
DaoAI 把拼板佈局當作從影像中偵測的對象,而不是要手動輸入的資料。拼板檢測的流程如下:
拼板也讓 AI 有更多可學習的素材。各子板上相同的零件,會成為同一個模型的訓練樣本;在一個板位上做的共用修改,也會套用到所有對應的板位,不必重複操作。
Mark 點之所以存在,是因為沒有任何一片拼板會兩次放在完全相同的位置。全域Mark 點修正拼板層級的偏移與旋轉;局部Mark 點則修正單板或細間距零件附近較小的誤差。
只做一次全域修正的弱點在於拼板並非完全剛性。基材伸縮、連接點彎曲與治具磨損,可能讓第 1 個板位完美對齊,第 12 個板位卻偏到足以讓小型被動元件觸發偏移報錯。
DaoAI 讓每片子板以自身特徵對位,而不是以整片拼板為基準,有助於減少對位誤差造成的誤判。對位標記可由系統自動放置,您也可以自行點選其中心。更換治具之後,您可以重新對位,而不必動到檢測程式。
當某個板位在組裝前就被判退(例如在空板電測時),通常會以墨水、貼紙或刮除區域做標記。置件機讀取這個壞板標記後就會略過該板位。AOI 也必須知道要略過,否則會對一片本來就不打算置件的板子報出所有零件缺件。
處理不好的話,一個 X-out 板位就會讓複判站湧入大量「缺件」報錯,並因為一片在上游就已報廢的板子拉低良率。良好做法:
DaoAI 能自動辨識壞板標記,並提供多種壞板標記辨識演算法,您可以選擇最適合板廠墨水、貼紙或刮除樣式的一種。
拼板一旦分板,「拼板 4471 通過」這樣的結果就沒什麼用了。每片板都需要自己的紀錄。DaoAI 會把每片子板的條碼或序號與其檢測結果連結,讓每片單板在分板後仍可追溯;檢測時也能讀取 1D 條碼、QR 碼、Data Matrix 等其他 2D 碼以及序號。
逐板位資料也是製程工具。DaoAI 的產線整合功能可回報整板與每片子板的一次通過良率。當某個板位比其他板位更常不良時,問題通常出在拼板上該位置的鋼板開孔、支撐頂針或迴焊溫度曲線,而不是零件本身。
不是每片拼板都是整齊的網格。有些會混用不同方向以放入更多板子;有些在定位孔周圍的間距並不均勻。遇到這種情況,您可以手動設定不規則間距或混合方向,再為該產品儲存佈局。
客戶也會改變拼板方式,例如從試產的 6 連板改為量產的 10 連板。DaoAI 可以在不同的佈局上沿用現有的子板程式,不需要重新為電路板建立程式。
如果某個板位確實不同,例如裝了不同零件的變體,您可以單獨編輯該板位,其他板位則繼續使用共用程式。重新產生程式時,您的手動設定會保留。
對連板作業而言,最大拼板尺寸常常是決定性的規格。所有 DaoAI 機台都使用相同的核心 AI 軟體;差別在光學與搬送。
| 機台 | 類型 | 最大電路板/拼板尺寸 | 解析度/相機 |
|---|---|---|---|
| P1 | 離線 2D | 470 × 330 mm(≈ 18.5 × 12.99 in) | 每像素 15 µm |
| P1L | 離線 2D,大尺寸 | 680 × 510 mm(≈ 26.77 × 20.08 in) | 每像素 15 µm |
| P2 | 離線 2D 旗艦機種 | 470 × 330 mm(≈ 18.5 × 12.99 in) | 每像素 10 µm |
| P3 | 線上型 2D,單軌 | 500 × 600 mm(≈ 19.69 × 23.62 in) | 每像素 10 µm |
| P3D | 線上型 2D,雙軌 | 每軌 500 × 325 mm(≈ 19.69 × 12.8 in) | 每像素 10 µm |
| P5 | 線上型 3D,單軌 | 500 × 600 mm(≈ 19.69 × 23.62 in) | 光學 10 µm |
| P5D | 線上型 3D,雙軌 | 每軌 500 × 300 mm(≈ 19.69 × 11.81 in) | 光學 10 µm |
| A3 | 插件檢測,跨線式 | 420 × 420 mm(≈ 16.54 × 16.54 in) | 26 MP 相機 |
上列所有機型的最小電路板尺寸皆為 50 × 50 mm(≈ 1.97 × 1.97 in)。
不需要。您只要在一片子板周圍畫框,自動偵測就會從影像中找出其餘板位,包括行數、列數與間距。不規則的佈局可以手動設定,並為該產品儲存。
會。每片子板都以自身特徵對位、以共用程式檢測,結果也分開記錄,包括每個板位的一次通過良率。
可以。現有的子板程式可以在不同的拼板佈局上沿用,不需要重新為電路板建立程式。
每片子板的條碼或序號都會與其自身的檢測結果連結。紀錄跟著每一片單板走,而不只是跟著拼板。
固定不良的板位,通常代表與位置相關的問題,例如該處的鋼板開孔、板支撐或迴焊溫度曲線。逐板位的良率資料能讓這種模式一目了然。
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