SMT组装系统-2.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,2,章,SMT,组装系统的功能与特性,2.1 SMT,组装系统的功能,2.1.1 SMT,组装系统主要组成设备的功能,SMT,组装系统的功能强弱取决于组成它的主要设备与计算机控制系统的功能强弱。根据不同组装需求组成的,SMT,组装系统或,SMT,生产线，组成形式与组成设备各异，组成设备的自动化程度和功能强弱也各不相同，为此，系统的整体功能也会有明显差异。但是，在系统能完成的基本功能和各组成设备的基本功能方面是大致相同的。,以下简单介绍焊膏印刷机、粘接剂（亦称焊胶）点胶机、贴片机、再流焊炉、波峰焊炉等,SMT,组装系统主要组成设备的基本功能。,焊膏印刷机是组成,SMT,组装系统或,SMT,生产线的主要设备，用于将焊膏涂敷在未贴装有元器件的,PCB,的焊盘上。它也可用于在,PCB,上涂敷固定,SMC/SMD,用的粘接剂，但很少采用。早期的焊膏印刷机大多采用丝网印刷涂敷工艺，因此，习惯上也称其为焊膏丝网印刷机，简称丝印机。焊膏印刷机有手动、半自动、全自动等类型，目前，在,SMT,组装系统或,SMT,生产线中配置的焊膏印刷机一般均为全自动印刷机。,焊膏印刷机的基本功能是：采用丝网印刷或网板印刷技术，将定量的焊膏，精确、均匀、快速地涂敷在,PCB,的各个指定位置上。全自动焊膏印刷机具有较强的功能，它可自动完成一系列的自动操作。如图,2.1,所示，全自动焊膏印刷机基本功能主要有：,1,、焊膏印刷机,（,1,）在线接受控制程序或调用系统已存储控制程序；,（,2,）将,PCB,自动传送到待涂敷位置，并用光学自动检测系统进行精确定位；,（,3,）将焊膏自动填加至丝网或网板上；,（,4,）按控制程序自动完成刮刀刮印等印刷涂敷系列动作；,（,5,）将涂敷完毕的,PCB,自动送出。,功能强的全自动焊膏印刷机除上述基本功能外，还可以具备以下附加功能：,（,1,）印刷后的焊膏厚度自动检测；,（,2,）刮刀压力、速度等涂敷工艺参数自动调整；,（,3,）印刷网板自动清洗；,（,4,）印刷网板自动更换等。,这些附加功能有的可以通过选配相应自动装置有选择性地实现。例如，印刷后的焊膏厚度自动检测功能，可以通过选配焊膏厚度自动检测系统而实现。选配这些附加装置虽可进一部提高焊膏印刷机的自动化程度，但代价比较昂贵，实际中采用的并不多。其中，刮刀压力、刮印速度等涂敷工艺参数的自动调整功能大多全自动焊膏印刷机尚未具备。一般均根据焊膏厚度等印刷质量参数的检测结果，采用人工参与的方式进行涂敷工艺参数的调整。,全自动焊膏印刷机的上述功能，由其各主要组成部件分别完成或协调完成。如图,2.2,所示，这些功能部件主要有,PCB,传送、,PCB,定位、,PCB,光学对中、焊膏填加、刮刀装置、计算机控制、动力驱动等装置和系统。,可印刷涂敷的,PCB,面积、涂敷精度、涂敷质量可测程度、刮刀压力和刮印速度等涂敷工艺参数可控程度等是衡量焊膏印刷机功能强弱的主要指标。目前在使用的高性能全自动焊膏印刷机，重复印刷精度已可达,10m,以下，印刷节拍（周期）可控制在几秒以内。,2,、点胶机,点胶机是用于将固定,SMC/SMD,用的粘接剂涂敷到,PCB,上的粘接剂涂敷设备，由于其涂敷工艺采用的是注射点涂（焊胶）技术而得名，是组成,SMT,组装系统或,SMT,生产线的主要设备之一。与点胶机原理相类似的还有点膏机，用于焊膏的点涂。点膏机与焊膏印刷机相比，有涂敷效率低、涂敷质量低的缺陷，实际生产中很少采用。点胶机有手动、半自动、全自动和高速、低速等类型，目前，在,SMT,组装系统或,SMT,生产线中配置的点胶机一般均为全自动高速点胶机。,峰焊炉、清洗设备、测试设备以及返修设备等。一般以丝网印刷机、贴片机、再流焊炉等主要设备组成,SMT,生产线或生产系统。,采用注射点涂技术，将定量的粘接剂准确、快速地涂敷到,PCB,的各个指定位置上。全自动点胶机可完成包含,PCB,自动传送与定位在内的一系列自动操作,（,1,）在线接受控制程序或调用系统已存储控制程序；,（,2,）将,PCB,自动传送到待涂敷位置，并用光学自动检测系统进行精确定位；（,3,）粘接剂的自动补给和预热及维持恒温；（,4,）点胶高度自动测试与自动调节；,（,5,）按控制程序自动完成点胶头快速移动和注射点涂等粘接剂涂敷系列动作；（,6,）将涂敷完毕的,PCB,自动送出。,全自动点胶机的上述基本功能，由其主要功能部件,PCB,传送,/,定位、光学对中、焊胶预热,/,保温、焊胶注射泵与注射器、计算机控制、动力驱动等装置和系统分别或协调完成。图,2.4,是全自动点胶机及其部分功能部件示意图。各种不同类型的点胶机，其组成和具体功能会有差别。例如，点胶头和注射喷嘴可以是一个或多个；注射高度测试可以是机电方式或光学方式；注射泵可以是螺旋挤压式或气压式；焊胶预热,/,保温方法也有多种等等。点胶头是点胶机的关键部件，图,2.5,所示是几种不同形式的多喷嘴点胶头部件。图,2.5,几种不同形式的多喷嘴点胶头,点胶速度、点胶精度、,PCB,传送,/,定位速度与精度、点胶头,/,喷嘴个数与种类、胶量控制能力和稳定性等是衡量点胶机功能强弱的主要指标。目前使用的高速全自动点胶机，点胶速度已可达,45000,点,/,小时以上。,3,、,SMC/SMD,贴片机,贴片机也称为贴装机或贴装设备，用于各类片式,SMC/SMD,的贴装，是组成,SMT,组装系统或,SMT,生产线、决定系统组装效率和组装功能的核心和关键设备。贴片机有半自动或全自动、高速或低速、多功能或通用、高精度或普通精度等各种不同类型，各种类型贴片机的性能和功能有一定差异，但基本功能相同。,贴片机的基本功能可概括为：在不对,SMC/SMD,造成任何损坏的前提下，完整、稳定、准确、快速、可靠地拾取所需,SMC/SMD,，,并按程序要求稳定、准确、快速、可靠地将其贴放在,PCB,指定的位置上。,目前在,SMT,组装系统中使用的贴片机一般均为全自动贴片机，有很高的自动化程度。其基本功能如图,2.6,所示，主要有：,1,）在线接受控制程序或调用系统已存储控制程序；,2,）,SMC/SMD,自动上料和在待拾取位置上的精确定位；,3,）,SMC/SMD,的自动、准确拾取；,4,）,SMC/SMD,质量（引脚缺陷、型号错误等）的光学自动检测、判断与剔除；,5,）,PCB,自动传送至待贴装位置，并自动进行判错检测和精确定位；,6)SMC/SMD,在,PCB,（涂敷有焊膏或粘接剂的）指定位置上的精确定位与释放；,7),贴装完毕,PCB,的自动送出。,上述基本功能由全自动贴片机的,SMC/SMD,供料器、,PCB,传输装置与定位工作台、贴装头、,SMC/SMD,光学检测系统、计算机控制系统，以及电、气、液动力驱动系统等主要组成部件协调完成。贴片机的基本组成如图,2.7,所示。其中贴装头是贴片机的关键部件，也是决定贴片机可贴芯片种类的主要部件。,如图,2.8,所示，贴装头有多种组成形式。它是一个多吸嘴组合件，不同规格的吸嘴用于不同外型,SMC/SMD,的拾取，功能强的贴片机具有吸嘴自动更换功能。大多数贴片机的贴片操作都是由贴装头在固定的,PCB X-Y,平面上方快速移动和定位，吸嘴在,Z,方向快速吸取或释放,SMC/SMD,而完成。转换某吸嘴到工作位置上的方式有移动式，如图,2.8(b),所示；水平旋转式，如图,2.8(c),所示；垂直旋转式，贴片定位精度、贴片速度、可贴芯片的种类等是衡量贴片机功能强弱的主要性能指标。目前在使用的高速全自动贴片机，贴片速度已可高达,60000,件,/,小时以上。,3,、再流焊炉,再流焊炉用于,SMC/SMD,或其它元器件和接插件引脚、电极与,PCB,焊盘之间的钎焊连接，是组成,SMT,组装系统或,SMT,生产线的主要设备。其基本功能为：在机械传送机构的带动下，使已贴装有待焊元器件的,PCB,通过温度工作区，采用外部热源加温已事先涂敷在,PCB,焊盘与被连接对象引脚或电极之间的焊料，使其通过预热、升温、熔化（再次流动）、冷却等过程，最终达到,PCB,焊盘与被连接对象引脚或电极之间牢固、可靠的焊接。再流焊炉根据加热方法的不同，有红外再流焊、热风再流焊、红外热风再流焊、汽相再流焊等多种类型。,由于红外热风再流焊吸收和融合了红外再流焊与热风再流焊的优点，具有加热效果好、温场均匀等特点，目前在,SMT,组装系统中使用的比例越来越大。红外热风再流焊炉基本功能如图,2.9,所示，主要有：,（,1,）通过设备控制系统，接受或设置温区温度、,PCB,传送速度等工艺参数与控制程序；,（,2,）采用红外与热风结合的方式，按程序设定的温度对各温区加温；,（,3,）通过传送装置，将待焊,PCB,以程序设定的速度送入和通过焊接工作区；,（,4,）待焊,PCB,通过预热、升温、再流焊接、冷却等环节完成焊接工艺；,（,5,）完成焊接的,PCB,自动输出。,为进一步提高焊接质量，许多高性能再流焊炉还具有氮气保护焊功能。,再流焊炉可按独立设置和控制的温度区的个数分类，常见的有,3,温区、,4,温区、,5,温区、,7,温区、,10,温区几种规格。理论上说，再流焊炉有,3,个温区即可连续工作。一般认为有,3,个温区的再流焊炉属低档设备，有,4,或,5,个温区的再流焊炉属中档设备，有,7,个以上温区的再流焊炉属高档设备。图,2.10,为某型号五温区红外热风再流焊设备示意图。其主要功能部件有计算机控制系统、红外加热与热风加热系统、,PCB,传动装置、内循环制冷及助焊剂回收系统、氮气流量控制及氮气分析系统等。可独立设置和控制的温度区的个数、温度控制精度、升降温速度、温度加热效果和温场均匀性等是再流焊设备的主要性能指标。,4,、波峰焊炉,波峰焊炉用于,SMC/SMD,或插装元器件和接插件引脚、电极与,PCB,焊盘之间的钎焊连接，是组成,SMT,混合组装系统的主要设备。其基本功能为：在机械传送机构的带动下，使已装有待焊元器件的,PCB,的待焊面通过熔融焊料循环流动的波峰面，采用浸焊方式进行焊接，最终达到,PCB,焊盘与被连接对象引脚或电极之间牢固、可靠的焊接。焊料波峰由电动泵或电磁泵喷流而成，当,PCB,上的插装元器件待焊接部位通过波峰时，焊料可以润湿穿过通孔的插装元器件引脚突出（浸入焊料）的部分，并能吸入经过电镀的孔里；当预先用粘接剂粘在,PCB,焊接面上的,SMC/SMD,直接浸入并通过焊料波峰时，焊料润湿金属引脚和焊盘焊接表面并自动吸附在两者之间；从而实现插装元器件或,SMC/SMD,与,PCB,焊盘之间的焊接。,根据焊料波峰的个数和波形不同，波峰焊有单波峰焊、双波峰焊、喷射波峰焊和“,”,波峰焊等类别，普遍使用的是双波峰焊。与单波峰焊相比，双波峰焊具有能利用第二波峰的修正，消除焊接遮蔽等焊接质量缺陷的优点。双波峰焊炉的基本功能如图,2.11,所示，主要有：,（,1,）通过控制系统，设置预热系统温度、焊料温度、,PCB,传送速度等工艺参数与控制程序；,（,2,）按程序设定的温度对预热工作区和焊料槽内的焊料进行加温；,（,3,）由电动泵或电磁泵喷流形成焊料双波峰；,（,4,）利用传送装置，将待焊,PCB,以程序设定的速度通过焊接工作区；,（,5,）待焊,PCB,通过助焊剂喷涂、预热、第一波峰焊接、第二波峰修正、冷却等环节完成焊接工艺；,（,6,）完成焊接的,PCB,自动输出。,图,2.12,为某型号双波峰焊设备示意图。其主要功能部件有计算机控制系统、,PCB,夹持与调整装置、,PCB,传送与,PCB,传送倾角调节装置、助焊剂喷涂系统、预热系统、双波峰生成系统等。波峰的波形与可控性、预热温度可控性、助焊剂浓度可控性、,PCB,传送速度与传送倾角可调性等是波峰焊设备的主要性能指标。,5,、其它装置,SMT,组装系统的组成设备中，与组装功能直接相关的装置主要还有,PCB,上板机和下板机、,PCB,传送装置、,PCB,转板机和翻板机，以及在混合组装系统中采用的人工插装流水生产线，或者是代替人工插装作业的插装元器件自动插装机、引脚折弯机和剪切机等。,上述,SMT,组装系统组成设备，形成了组装,SMT,产品的主要能力，完成或执行,SMT,组装系统的绝大部分功能。除此之外，在,SMT,组装系统中配套的检测设备、清洗设备、返修设备等辅助设备，还使,SMT,组装系统具有强大的产品组装质量检测、控制功能和不合格产品的返修功能。,2.1.2 SMT,组装系统的计算机控制功能,1,、贴片机的计算机控制功能,采用全自动组装设备组成的,SMT,组装系统具有很强的计算机控制功能，这首先是由于各组成设备一般均有很强的计算机控制功能。以下以,SMT,组装系统核心组成设备贴片机的基本计算机控制功能为例予以说明。,（,1,）控制方式,贴片机计算机控制系统一般均为单机独立配置，控制系统有安装在贴装机中的，也有单独设置控制台的。它由控制硬件和程序两部分组成，具有良好的人机界面和联机接口。,贴片机计算机控制系统有单机独立控制和多机联合控制等几种控制方式。当多机组成,SMT,组装系统时，除了必要时可独立控制外，一般均与系统主控计算机接口进行联机控制，以协调整个组装系统的有序操作。当所组成的,SMT,组装系统比较复杂时，也可组成如图,2.13,所示三级控制系统，系统控制主机通过局部工艺控制主机对多台贴片机的计算机控制系统进行联控。,（,2,）主要控制功能,图,2.14,为一种典型的高精度视觉贴片机计算机控制系统组成原理框图，它采用二级计算机控制系统，主要由贴片机主控计算机，视觉处理微机系统和贴片控制微机系统组成。这种贴片机有下述主要功能：,通过贴片机主控计算机，实现与上位机和外界的通讯连接和人机交互，贮存和运行系统控制软件和自动编程软件，接受上位机下传程序或进行控制程序编制，对视觉处理微机系统和贴片控制微机系统进行控制，实现对贴片机整个系统的控制指挥。主控计算机操作系统采用,DOS,或,Window,，,真正实现在线人机窗口操作，功能强大，并具有联机编程或脱机编程、示教编程、在线自诊断贴片机出问题的准确位置和远程通讯等功能。,通过贴片控制微机系统，接受贴片机主控计算机指令，对贴片机各个驱动机构或装置进行程序控制，实现有序的贴片操作，并将运行结果上传。贴片控制微机系统可同时控制贴片机的多个贴装头，并具有示教编程功能。,通过视觉处理微机系统，对具有,PCB,对中定位、,SMC/SMD,位置校正与质量检测等功能的贴片机视觉处理系统进行程序控制。,（,3,）软件功能,高精度视觉贴片机软件系统一般为二级计算机控制系统，采用,DOS,或,Window,界面，也有采用,UNIX,操作系统的。主要由系统控制软件、自动编程软件，贴片控制软件和视觉处理软件等几部分组成。其主要组成功能模块如图,2.15,所示。,2,、,SMT,组装系统的计算机控制功能,SMT,组装系统的计算机控制系统一般采用二级或三级控制方式。图,2.16,为一个采用三级控制方式的,SMT,组装系统计算机控制功能示意图，从图中可知,SMT,组装系统的基本控制内容和控制功能主要有：,（,1,）通过组装系统主控计算机，实现与外界的通讯连接和人机交互，经过生产线计算机对下级计算机控制系统进行控制和协调，并对系统生产调度、物料供应与管理、质量监控与检测等子系统进行控制和管理。需要时，系统主控计算机可以下挂多个生产线计算机控制二级系统。这时主控计算机应具有,CAD,与贴装控制程序生成、工作任务管理和各生产线任务分配与配置、各层次的系统通信和监控等功能。,（,2,）通过生产线计算机控制系统，对各组装设备配置的计算机控制系统和,PCB,传输装置进行控制和协调，实现对组装工艺过程的程序控制。具体功能有：与各组装设备计算机和系统主控计算机的通信；整条生产线的控制和协调；运行数据的接收、管理和编辑；与生产线有关配置的优化；生产,/,机器数据（,PDA/MDA,）,的采集；故障处理及错误信息的输出等。,（,3,）通过各组装设备配置的计算机控制系统和,PCB,传输装置控制系统，实现对各设备与装置具体操作动作的程序控制。,3,、,SMT,组装系统的计算机控制系统典型例,（,1,）飞利浦公司,SMT,组装系统控制形式生产准备系统,飞利浦公司的,SMT,组装系统的一种典型控制形式如图,2.17,示意。其特点是控制系统分为生产准备、生产评价和生产控制三个子系统，并形成系统级控制、生产（线）级控制和设备级控制几个控制层次。各控制系统之间的控制信息传输采用了局域网（,LAN,），,设备级控制与线级控制之间采用串行通讯接口。,（,2,）西门子公司,SMT,组装系统控制形式,西门子公司,SMT,组装系统的一种典型控制系统组成形式如图,2.18,所示。由主计算机、线计算机、站计算机三级组成，线计算机与各站计算机采用,IEC,总线相连，与主计算机采用串行接口或局域网（,LAN,）,相连。该控制系统具有控制功能强、能实现多生产线优化组合控制等特点，合适一定规模的,SMT,生产车间或,SMT,生产工厂的应用。,（,a,）,站计算机和线计算机,工作站计算机采用,RMOS3,操作系统，它能够对站计算机的事务进行实时处理，此操作系统可采用价格优越的,PC,机作为站计算机。站计算机的作用是对各贴装设备、传输、缓冲、检测等环节进行监控管理和运行实施，站计算机也可以是设备本身所附计算机。,线计算机采用多任务操作系统,SCD UNIX,，,带有图形操作界面,XWindows,和,OSP/Motif,。,这种操作系统具有许多优点，例如，在,CAD,系统和生产型计算机中,UNIX,是应用最广泛的计算机操作系统，使用单一的操作系统大大有利于网络工作和线计算机与其他系统间的数据交换等。,线计算机处理全线功能信息，其任务是：与各站及主计算机的通信；整条生产线的控制和协调；运行数据的接收、管理和编辑；与线有关的配置的优化；,PDA/MDA,的采集；故障处理及错误信息的输出等。,（,b,）,生产和机器数据采集系统,为了提高组装线的利用率及生产率，必须精确了解系统当前状况、利用率、停机时间及其原因。以便了解问题之所在，才能如技术问题那样去修正组织方面的缺陷。,PDA/MDA,采集系统在优化运作次序进而提高利用率方面起着很重要的作用，机器数据管理系统（,MaDaMas,）,使西门子的组装系统具有,PDA/MDA,功能，整个生产线的当前系统状况可以以图表形式显示。,由于多任务和方便的窗口环境，,MaDaMas,功能被集成在,UNIX,线计算机里，而不需要另外的,PC,机，所有的有关系统状态的数据，都可直接在线计算机上获得，也能通过网络访问。,c,）,线计算机的优化配置,CAD,系统或主计算机磁盘,R2-232C,3964R,接口以太局部区域网,TCP/IPUNIX,线计算机图,2.19,贴装数据的传输,优化配置目的是为了减少实际的贴装时间以及在改变配置期间所出现的停机时间，从而提高机器的生产率。该系统采用一种分等级的优化模式（包含各种优化级别）来处理复杂的优化问题。若有高层次的主计算机，线间的优化则在该主机上进行，而不是在线计算机上。机器有关的优化目的是优化元器件的贴装轨迹路线和贴装顺序，从而减少贴装头的运行时间，在这个过程中，要考虑的边界条件是机器的类型，所用的送料器系统以及预置及固定的配置，为了将贴装运行时间减至最小，一种多步处理被采用作为优化算法。这个过程首先决定了轨迹路线，然后建立贴装顺序。,组装线有关的优化过程有两个目的，首先，将贴装的元器件优化分配到该线的各台贴装设备，达到均衡利用每一台设备（线平衡），其次，按照成组技术原则，预先选定合适的工作顺序，在工作改变时，使其所需的配置变化程序减至最少。,（,d,）,CAD,与贴装程序接口,一个贴装程序包含所有为贴装过程所需的数据：,1,）电路板上各个元器件的配置和旋转角度；,2,）各个元器件类型的描述（包括封装类型、尺寸、电气数值等）；,3,）元器件在贴装机送料轨道的配置；,4,）有关,PCB,的数据（如尺寸、,PCB,图象识别的数据等）。,贴装程序可以用两种方法生成，比较简单的一种是借助编辑器人工输入计算机中。另一种广泛使用的方法是直接从,PCB,的,CAD,数据来生成，这种,CAD,数据通过特定,CAD,系统里的后处理器转化成贴装数据格式。,可以采用不同的方法将,CAD,系统里产生的或在主计算机里管理的贴装数据传输到线计算机上（图,2.19,），最简单的方法是用磁盘拷贝，也可通过串行接口式，以太局部区域网来进行数据的自动传输。,（,e,）,主计算机的线间控制,当,SMT,组装系统中有几条贴装线时，应有线间控制来使中央监视、,NC,程序维护和工作任务管理成为可能。主计算机的线间控制形式如图,2.20,所示。这时的,SMT,信息流系统包括了,SMT,控制中心和中央,NC,程序维护，它具有以下功能：工作任务管理和各线任务分配；超出单条线范围的配置、运行时间、过失管理等优化；中央,NC,程序维护以及线间的程序的双向传送；通过,LAN,接口与较高层次的,MRP,、,CAE,和,CAQ,系统通信；利用,PDA/MDA,功能进行中央监视，有关当前系统状态的数据从线计算机上获取。,2.2 SMT,组装系统的系统特性,2.2.1 SMT,组装系统的一般属性,SMT,属制造技术，应用,SMT,技术为主的,SMT,组装系统是,SMA,产品的装配制造生产系统，是一种电子产品制造系统，它具有一般制造系统和生产系统的属性与特征。,1,、生产系统图,2.21,生产系统组成框图,生产系统就是指包含物质流和信息流的系统。任何一个工厂都可以看成是一个有输入和输出、有信息流和物质流的生产系统。如图,2.21,所示，一个典型的生产系统分为三级：决策级、经营管理级、设计制造级。,图,2.21,生产系统组成框图,（,1,）决策级,决策级是生产系统的最高层次。在这个层次中，系统组织和管理者根据国家的宏观经济政策、市场需求信息、经费投资、材料资源、科技人员的素质及生产技术条件等，制订出生产系统的总纲领，即产品的种类、生产的规模、总的经济政策等。把决策意见下达给经营管理级，以便制订出系统的具体生产和经营计划。在整个生产过程中，决策级进行控制和管理。,（,2,）经营管理级,经营管理级是生产系统的指挥层。根据决策机构下达的指示、市场信息、总计划部门提供的资料，以及有关的研究结果和技木资料进行分析研究，确定出生产的具体品种、产量和生产计划，并向开发和设计部门下达指标，指挥生产。,（,3,）设计制造级,设计制造级包括三个子系统：开发和设计、生产工艺和调度、制造子系统。开发和设计子系统负责产品开发、产品设计和提供产品的设计结果（图纸、文件、设计数据、,CAD,介质等信息）。生产工艺和调度子系统负责生产用工艺文件和作业计划。制造子系统根据生产工艺和调度子系统给出的设计结果，以及由经营管理部门提供的材料和能源，对加工对象进行加工、装配、检验、包装等制造工作，最后产品经过验收输出。,（,4,）数据库,生产系统设有共用数据库及数据处理模块，用于系统数据的统一存储、运算处理和管理。现代生产系统的数据库和数据处理技术一般都基于计算机和网络技术。,（,5,）级间关系,在生产系统中，决策级、经营管理级、设计制造级之间是相互联系、相互支持的。决策信息至上而下指挥产品的设计与制造，反馈信息至下而上将产品质量评价与改进、产品在市场上的竞争能力等信息反馈到决策级，从而及时地对生产作出新的决策。,决策级、经营管理级、设计制造级三级都和数据库发生联系，进行信息的交换和数据的存取，包括人员、设备、工艺装备、刀具、材料和库存等信息。,2,、广义制造系统,从传统的定义出发，制造系统是生产系统的重要组成部分，它处于生产系统的设计制造级，承担产品的制造任务。随着科技的发展和设计制造一体化技术、并行设计技术、计算机集成制造技术等制造技术的快速发展，制造与制造技术的概念发生了变化，其内涵进一步丰富和扩大，形成了大制造和先进制造技术的概念。新概念下的制造系统常称之为广义制造系统，它不仅仅局限于担当生产系统的制造任务这一角色，往往即包含设计又包含制造，甚至包含产品制造过程的决策与管理，或者说其自身就是一个完整的生产系统。与一般的生产系统的定义相比，广义制造系统往往特制应用于制造业的生产系统，比如多用于特指机械制造系统。为此，也可以说广义制造系统是制造业生产系统的基本组成实体，是生产系统的重要组成部分或是它的一种组成形式。,于是，广义制造系统可定义为：包含市场分析、产品设计、工艺规划、制造装配、检验出厂、产品销售和售后服务等各个环节的制造全过程，及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个将制造资源转变为产品或半产品的有机整体。广义制造系统与生产系统可以有基本相同的系统组成形式，也可以是大型生产系统的一个子系统。,制造业是将制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、技术、信息和人力等）通过制造过程，转化为可供人们使用与利用的产品的行业。制造业可以根据服务的行业或制造产品的种类不同，分成各种门类。例如，机械制造、电子（产品）制造、化工制造、仪器仪表制造等。相应的制造系统也可分为机械制造系统、电子（产品）制造系统等。根据制造手段和制造目的不同，制造系统还可以分为加工制造系统、装配制造系统、包装制造系统等类型。各种制造系统的规模大小差异较大，有生产线级、车间级、工厂级等多种组成形式。,完成制造全过程各种活动所需的一切手段的总和为制造技术。目前的制造技术已发展成为一个涵盖整个生产过程、跨多个学科、高度集成的高新技术，被普遍称之为先进制造技术。它包含,CAD/CAPP/CAM,、,设计制造一体化、并行设计、敏捷制造、快速原型制造、高能制造、柔性制造、集成制造、虚拟制造、网络化制造等诸多高新技术。,根据所采用的制造技术的不同，制造系统又有自动化制造系统、柔性制造系统（,FMS,）、,计算机集成制造系统（,CIMS,）、,网络化制造系统等之分。,3,、,SMT,组装系统的一般属性,SMT,组装系统是电子（产品）组装系统，是用于,PCB,级电子电路组件表面组装的电子产品制造系统，属于制造系统和生产系统范畴。,电子（产品）组装系统是包含市场分析、产品设计、工艺规划、组装制造、检验出厂、产品销售和售后服务等各个环节的组装制造全过程，及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个将各种电子元器件、机电元器件、电路基板以及机械结构件等制造资源，进行合理的设计、互连、安装、调试，使其转变为适用的电子产品或半成品（小到电子器件、集成电路、微电子组件，大至家电、通信、雷达、计算机等产品）的有机整体。电子组装系统可分为器件,/,组件级组装系统、,PCB/,子系统级组装系统、整机,/,系统级组装系统，分别应用于不同的组装对象。,目前，在电子组装系统中应用最广、发展最快的是以,SMT,组装系统为标志的,PCB/,子系统级组装系统。,SMT,组装系统所涉及的科学和技术领域相当广泛，其中有：包含,CAD/CAPP/CAM,技术、计算机集成制造技术的一般先进制造技术；包含器件与电路制造技术、器件与微系统封装技术、表面组装技术、电气互联与连接技术、机电兼容与匹配技术的电子先进制造技术；包含集成电路技术、厚薄膜混合微电子技术、微波电路技术、印刷电路技术的电子电路技术；包含传感测试技术、电路测试技术、组装过程控制技术的自动测控技术等等。涉及电子与微电子、机械、计算机、材料、物理、化学等多个学科门类。,SMT,组装系统是集多种技术与多门学科与一体的高科技综合体，是以应用,SMT,和先进制造技术为主的先进制造系统。,1.2.2 SMT,组装系统的先进性,SMT,组装系统是以应用,SMT,和先进制造技术为主的先进制造系统，并具有柔性制造系统（,FMS,）、,计算机集成制造系统（,CIMS,）,等先进制造系统的特性。,1,、,SMT,组装系统的先进制造属性,先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。它的主要特征是技术的多学科性、系统性、综合性与集成性；技术的实用性和应用面的广泛性；以及技术应用产生的优质、高效、低耗、清洁、灵活生产效果。,SMT,组装系统所采用的技术以具有上述技术特征的,SMT,新兴技术和先进制造技术为主，并融合了多门科学和技术，产生的生产效果具有明显的优质、高效、低耗、清洁、灵活的特征，是一个应用先进制造技术的先进制造系统。,SMT,组装系统的先进性还体现在组成系统的主要组装设备自动化、数控化程度高，系统的物料自动传输能力、计算机控制能力和生产适应能力强，系统信息集成的基础条件好，系统对产品变化的顺应能力强、适用面广等多方面。,2,、,SMT,组装系统的柔性特征,SMT,组装系统具有,FMS,特征，主要体现在以下方面。,（,1,）设备柔性,系统关键设备（丝印机、贴片机、再流焊炉、,PCB,传送装置等）能按照需要，针对不同规格、不同外型尺寸元器件和,PCB,，,由组装程序控制自动进行工夹具夹持尺寸、定位基准、贴片头及其吸嘴规格等内容的适应性调整。,（,2,）产品柔性和加工柔性,在定义的,PCB,规格和元器件种类范围内，能通过协调生产线中设备的任务分工、调整,PCB,夹具规格等，实现工艺流程的快速改变和对新规格产品组装工艺调整的快速响应。,（,3,）物料搬运系统柔性,系统的核心设备贴片机储存元器件种类多，系统的物料自动传输能力、在线备料能力强，能适应各种不同产品的组装需求。,（,4,）组装系统柔性,单台组装设备的计算机控制能力和适应能力强，具有形成系统整体计算机控制或集成的良好基础，能比较方便地进行硬件设备的重组再建，系统有良好的可塑性。,3,、,SMT,组装系统的集成特性,采用计算机集成技术，以一条或多条,SMT,生产线为主体形成的,SMT,组装系统，具有,CIMS,特征；集成度较高、规模较大的系统，则成为,SMT,产品组装的,CIMS,。,图,2.22,所示是一个,SMT,组装系统的集成结构框图，它由生产管理（,PMS,）、,质量保证（,QS,）、,产品设计（,DS,）、,网络数据库,(NDS),、,产品制造（,MS,）,等几个分系统组成。系统结构层次分明，集设计制造与一体，并可以利用网络进行设计文件、合同信息与市场信息等内容的远程通讯，其网络结构采用了网络交换器，具有数据交换快速流畅的特点。,图,2.23,所示的是一种基于生产数据管理（,PDM,）的,SMT,产品集成组装系统结构框图，系统由,PDM,系统集成平台、输入,/,输出接口、系统管理和应用系统等几部分组成，基于,PDM,和网络,/,数据库进行生产管理，具有资源共享性强，集成度高的特点。,若将图,2.16,所示的,SMT,组装系统基本控制功能及其信息流向图，以及图,2.22,与图,2.23,所示的,SMT,产品集成组装系统与图,2.24,所示的,CIMS,功能示意图比较，可以看出由计算机集成的,SMT,组装系统与一般,CIMS,具有基本相同的共性。例如，在集成度较高的,SMT,产品组装系统中，无论是,CAD/CAPP/CAM,技术、成组技术（,GT,），,还是计算机辅助生产管理（,CAPM,）,技术、网络技术、数据库技术都得到了应用；而柔性制造单元（,FMC,）、,FMS,的相应技术或特性，也是,SMT,组装系统及其主要组装设备所具有的固有特性。,在,SMT,产品集成组装系统中，其信息流是指在生产过程中，从早期的产品概念设计，到总体设计、详细设计等设计文件或介质，送至生产系统，将设计信息转换为制造信息，并与系统控制信息和管理信息共同形成的产品组装全过程中的信息传输、交换、计算处理、储存等信息流动全过程。其物质流是指将大量、多样的电子元器件、接插件、焊膏等组装原材料和,PCB,等，经过组装系统的生产转变为具有一定功能和使用价值的物品的物质流动全过程。,