Su PCB Magazine di aprile è comparso un nuovo articolo che parla di Atra. In particolare viene descritta una nostra isola completamente automatica per il dosaggio di resina poliuretanica tramite robot antropomorfo, realizzata per un’importante azienda veneta che fornisce servizi di ingegneria elettronica avanzata.
Nel sistema progettato da Atra, i serbatoi in pressione di miscelazione e alimentazione di resina e indurente alimentano una testa a dosaggio volumetrico DOS P016 di Scheugenpflug. Il PCB viene prelevato dal pallet da un robot Kawasaki a 6 gradi di libertà con manipolatori pneumatici. Il braccio muove il pezzo sotto la testa di dosaggio, permettendo all’ago di erogare resina in oltre quindici diverse posizioni puntiformi, lineari e curve, su entrambi i lati del PCB senza vincoli temporali. Un sensore ottico verifica la presenza del pezzo e gestisce automaticamente eventuali scarti. Due unità di calibrazione controllano in tempo reale la corretta posizione dell’ugello di erogazione. La testa di dosaggio è gestita dal controller di processo SCP200 di Scheugenpflug. In questa applicazione, la resina svolge la funzione di fissaggio supplementare sul PCB di componenti a baricentro alto, garantendo la necessaria resistenza alle sollecitazioni meccaniche.
Sul nostro canale YouTube è disponibile un interessante video che mostra il funzionamento del sistema.
Di seguito il testo completo:
"Il livello di automazione è in costante aumento in tutti i settori industriali. Il mercato ha ormai ampiamente capito che velocità, tracciabilità, controllo della qualità e integrazione secondo i parametri dell’Industria 4.0 portano vantaggi che compensano ampiamente i maggiori costi iniziali del sistema produttivo. Che si tratti dell'industria automobilistica, elettronica o medicale, la produzione automatizzata garantisce il massimo livello di prestazioni ed efficienza. Il settore del dosaggio di precisione di resine non fa eccezione.
Atra è un’azienda di Pordenone impegnata da oltre 30 anni nella ricerca e sviluppo di sistemi innovativi per la preparazione ed erogazione di resine. I suoi sistemi vengono impiegati per il potting, l’impregnazione, l’incollaggio e la realizzazione di guarnizioni FIPFG (Formed in place Foam Gasket) per tutti i principali settori industriali. Nel corso della sua decennale collaborazione esclusiva con i partner Scheugenpflug (dosaggio), Inocon (plasma) e perfecdos (microdosaggio), Atra ha accumulato una vasta esperienza nell’automazione, dal riconoscimento dei componenti al rilevamento della posizione, dal trattamento delle superfici ai sistemi di controllo qualità. Ciò che la distingue sul mercato dei sistemi di dosaggio è la cura posta nella progettazione software delle macchine, l’implementazione delle tecnologie previste dall’Industria 4.0, nonché la capacità di realizzare sistemi estremamente versatili rispetto all’integrazione in linea. Tutti i sistemi di dosaggio resine di Atra sono scalabili e si basano su un sistema modulare all'avanguardia. Componenti collaudati e processi affidabili aiutano l’industrializzazione del sistema, personalizzato in base alle esigenze del cliente.
Il dosaggio di precisione delle resine gioca un ruolo di primaria importanza nella lavorazione dei circuiti stampati. Le resine di incapsulamento sono tipicamente sistemi bicomponenti in cui una resina e un indurente vengono miscelati per formare un polimero reticolato. Le sostanze vengono utilizzate nell’ultima fase della lavorazione, per proteggere i dispositivi elettronici e le connessioni nelle condizioni operative più difficili. I materiali vengono utilizzati per “incapsulare” i singoli componenti o “sommergere” l’intera unità, garantendo un’eccellente protezione in caso di esposizione prolungata o immersione in acqua e/o prodotti chimici aggressivi. Spesso utilizzate anche nell’elettronica ad alta tensione e in ambienti esplosivi ATEX, le resine forniscono inoltre uno strato dielettrico totale per prevenire la formazione di archi.
L’automazione dei processi di resinatura può raggiungere un tale livello di complessità da arrivare a richiedere fino a otto macro-fasi.
- Sensori, barriere fotoelettriche e sistemi di telecamere per il rilevamento della temperatura e posizione del pezzo in lavorazione permettono una manipolazione accurata e proteggono da danni accidentali.
- L’accurata pulizia e attivazione delle superfici del substrato garantiscono la durata e il funzionamento affidabile del componente. Queste possono avvenire tramite plasma, raggi UV, pulizia senza contatto con ugelli ad aria compressa e forni di preriscaldo e di essiccazione.
- Per quanto riguarda la polimerizzazione e la reticolazione dei materiali, esiste un'ampia gamma di sistemi che coprono qualsiasi tipo di resina utilizzata per il potting e soddisfano ogni requisito di processo. I principali sono la polimerizzazione ad aria calda e IR (forno continuo o forno batch), oppure tramite raggi UV, nel caso di resine trasparenti.
- Tra i sistemi di movimentazione si possono citare i nastri trasportatori, le applicazioni pick-and-place, i palettizzatori automatici, fino ai robot industriali.
- Tra le diverse tecnologie di incollaggio, i principali processi coinvolgono adesivi autolivellanti e tixotropici.
- L'integrazione di adeguati sistemi di controllo della qualità in fase di produzione (come l’ispezione ottica automatizzata e la prova di tenuta), riduce la frequenza di errori, garantendo componenti di alta qualità e un ridotto numero di scarti.
- I diversi processi di identificazione del pezzo spaziano dall'etichettatura alla marcatura laser e transponder.
- Infine, i sistemi industriali richiedono comunicazioni e reti affidabili. Per garantire una tracciabilità di prim'ordine e ai fini della documentazione, Atra fornisce numerose soluzioni: integrazione MES, interfaccia dati di processo (PDI), sistemi di tracciabilità, interfaccia SMEMA e controllo statistico di processo (SPC).
Fino agli anni '90, una tipica linea di assemblaggio SMT utilizzava due diversi tipi di macchine pick & place in sequenza che potevano posizionare fino a 53.000 parti all'ora, cioè quasi 15 parti al secondo. Poiché era il PCB a spostarsi, non la macchina, era possibile posizionare in questo modo solo parti leggere che non sarebbero state allentate dal movimento violento del pezzo. Dalla macchina ad alta velocità, il PCB passava poi a una macchina di posizionamento di precisione. Questi sistemi erano in grado di gestire parti più grandi o di forma più irregolare, come circuiti integrati di grandi dimensioni o bobine di induttori confezionati e potenziometri.
La successiva generazione di macchine all-in-one modulari, multi-testa e multi-gantry potevano presentare teste intercambiabili a seconda del prodotto da costruire, potevano posizionare componenti da 0,4 × 0,2 mm a 50 × 40 mm, con velocità di teoriche fino a 136.000 CPH (componenti all'ora). Le macchine più veloci potevano avere velocità fino a 200.000 CPH.
A partire dal primo decennio del XXI secolo si è assistito ad un grande cambiamento nell'approccio al settore, con una maggiore attenzione alle applicazioni software di processo. Con nuove applicazioni come POP e posizionamento di wafer su substrato, l'industria sta ormai andando oltre il posizionamento convenzionale dei componenti. Le più moderne macchine di pick & place depongono a velocità elevatissima componenti dalle dimensioni minime, indistinguibili senza l'ausilio di un'ottica di ingrandimento. Non solo i sistemi di assemblaggio si sono evoluti secondo una curva che è salita quasi esponenzialmente, ma anche i materiali di consumo hanno migliorato le proprie caratteristiche, arrivando a garantire prestazioni che di anno in anno sono sempre più cresciute in termini di resa, di qualità e durata. Con i recenti cambiamenti del clima economico, la richiesta per il posizionamento SMT si concentra oggi sulla versatilità della macchina per affrontare tirature limitate e rapidi cambi di produzione.
In linea con queste esigenze di flessibilità ed efficienza, Atra ha realizzato un’isola completamente automatica per il dosaggio di resina poliuretanica su PCB tramite robot antropomorfo. Il cliente è un’importante azienda veneta che fornisce servizi di ingegneria elettronica avanzata: l’azienda realizza linee di montaggio di componenti SMT, sistemi SPI di ispezione 3D dei depositi della pasta saldante, sistemi AOI di Ispezione Ottica Automatizzata, linee di montaggio automatico di componenti PTH e Faston, celle robotizzate per il montaggio automatico di componenti “Odd-Shape”, sistemi di ispezione X-RAY, attrezzature di collaudo ICT e funzionale, attrezzature di collaudo per interfacce utente con tecnologia Touch e Display Grafici. Nel sistema progettato da Atra, i serbatoi in pressione di miscelazione e alimentazione di resina e indurente alimentano una testa a dosaggio volumetrico DOS P016 di Scheugenpflug. Il PCB viene prelevato dal pallet da un robot Kawasaki a 6 gradi di libertà con manipolatori pneumatici. Il braccio muove il pezzo sotto la testa di dosaggio, permettendo all’ago di erogare resina in oltre quindici diverse posizioni puntiformi, lineari e curve, su entrambi i lati del PCB senza vincoli temporali. Un sensore ottico verifica la presenza del pezzo e gestisce automaticamente eventuali scarti. Due unità di calibrazione controllano in tempo reale la corretta posizione dell’ugello di erogazione. La testa di dosaggio è gestita dal controller di processo SCP200 di Scheugenpflug. In questa applicazione, la resina svolge la funzione di fissaggio supplementare sul PCB di componenti a baricentro alto, garantendo la necessaria resistenza alle sollecitazioni meccaniche."
