Russian
Предыстория клиента
Клиент является производителем волоконно-оптических разъемов и пассивных компонентов, поставляющим сборки патч-кордов LC, SC и MU интеграторам центров обработки данных в Европе. Их завод имеет три сборочные ячейки, где наконечники, корпуса и заглушки склеиваются двухкомпонентным УФ-эпоксидом, после чего следует визуальный осмотр и испытание на растяжение. Годовой объем производства составляет около 1,2 миллиона разъемов, отгружаемых небольшими партиями по заказу.
Проблема
До модернизации каждая ячейка использовала одну ртутную лампу с механическим затвором, что ограничивало производительность и качество:
- Длительный цикл отверждения. Эпоксиду требовалось 90 секунд под лампой, прежде чем можно было освободить оснастку, поэтому каждый оператор мог изготовить около 120 разъемов за смену.
- Термическое повреждение. Тепло от ртутной лампы искажало тонкостенные наконечники и размягчало клей для заглушек, что приводило к браку по овальности примерно у 3 процентов деталей.
- Одна длина волны для двух клеев. На заводе использовался эпоксид для поверхностного отверждения с длиной волны 365 нм и эпоксид для глубокого отверждения с длиной волны 395 нм на одной линии, поэтому операторам приходилось менять лампы и фиксировать детали в середине цикла.
- Отсутствие данных о процессе. Настройки экспозиции хранились в памяти оператора, поэтому вариативность между сменами была не отслеживаемой при отказе партии.
- Обслуживание ламп. Ртутные лампы заменялись каждые 1000 часов, каждая замена требовала новой калибровки и пробного запуска.
Решение
Мы поставили многоканальную систему точечного УФ-светодиодного отверждения с четырьмя независимо управляемыми головками, с воздушным охлаждением и управляемую с одного ЖК-контроллера. Три головки установлены на существующей оснастке, а четвертая используется на ремонтном стенде. Каждая головка имеет свою длину волны и свой временной профиль, поэтому этап поверхностного отверждения с длиной волны 365 нм и этап глубокого отверждения с длиной волны 395 нм теперь выполняются в одной и той же оснастке без смены лампы.
| Элемент конфигурации | Поставляемая настройка |
|---|---|
| Каналы управления | 4 независимых канала, каждый со своей интенсивностью, таймером и триггером |
| Длина волны на головку | 365 нм, 385 нм, 395 нм, 405 нм (соответствует техническим описаниям клеев клиента) |
| Интенсивность выходного излучения | Регулируемая, калибруется по каждому каналу при установке |
| Режим триггера | Триггер ПЛК / Ввод-вывод от ножного переключателя ячейки с возможностью ручного переключения |
| Охлаждение | Воздушное охлаждение, без чиллера или линии сжатого воздуха |
| Интерфейс управления | ЖК-дисплей с сохраненными рецептами процесса для каждой семьи продуктов |
| Срок службы светодиодов | Более 20 000 часов, без графика замены ламп |
Внедрение
- Аудит процесса. Мы измерили существующую дозу на клеевом соединении наконечника и заглушки, затем сопоставили каждый клей с длиной волны, которая отверждала его быстрее всего.
- Интеграция оснастки. Три производственные головки были установлены на существующую пневматическую оснастку, поэтому механическая переработка не потребовалась.
- Создание рецептов. Каждое семейство разъемов получило сохраненный рецепт с интенсивностью канала, временем отверждения и режимом триггера, защищенный от редактирования оператором.
- Обучение операторов. Два дня на месте, охватывающие выбор рецепта, ежедневную проверку интенсивности и очистку световода.
- Валидация. Прогон 500 штук на семейство с сравнением прочности на растяжение и овальности с ртутной базовой линией.
Результаты
| Метрика | До (ртутная лампа) | После (4-канальный УФ-светодиод) |
|---|---|---|
| Цикл отверждения на разъем | 90 секунд | 25 секунд |
| Производительность на оператора за смену | 120 штук | 310 штук |
| Брак по овальности и тепловому воздействию | 3,1 процента | 0,8 процента |
| Замена ламп в год | 18 замен ламп | 0 (светодиоды на 20 000 часов) |
| Потребление энергии на этапе отверждения | Базовый уровень | Примерно на 60 процентов ниже |
| Отслеживаемость процесса | Память оператора | Сохраненные рецепты и журналы каналов |
Почему это работает
Результат обусловлен двумя факторами. Во-первых, независимое управление каналами устраняет компромисс одной лампы для двух клеев: головка 365 нм отверждает поверхностный слой, а головка 395 нм обеспечивает глубокое отверждение, и оба процесса завершаются в одной оснастке. Во-вторых, точечное излучение светодиодов направляет энергию на линию склейки, а не нагревает всю деталь, поэтому тонкостенные наконечники сохраняют свою округлость, а эпоксид быстрее достигает полной твердости, чем под широким ртутным лучом.
Сохраненные рецепты также устранили человеческий фактор. Различия во времени отверждения от смены к смене исчезли из данных испытаний на растяжение в течение месяца, что позволило отделу контроля качества перейти от полного контроля партий к выборочному.
Отзывы клиента
"Мы были готовы купить вторую ртутную линию, чтобы успевать за заказами. Четырехканальная точечная система позволила нам получить необходимую мощность от существующих станков, и проблема искажения наконечников просто исчезла. Сохраненные рецепты означают, что новый оператор работает по тому же циклу, что и пятнадцатилетний ветеран."
Менеджер по производственному инжинирингу, завод по производству волоконно-оптических разъемов, Европа
Резюме
Четырехканальная система точечного УФ-светодиодного отверждения заменила ртутную лампу на линии производства волоконно-оптических разъемов, сократив цикл отверждения с 90 до 25 секунд, увеличив производительность за смену со 120 до 310 штук и снизив брак, связанный с нагревом, с 3,1 до 0,8 процента. Если ваша линия использует более одного УФ-клея или отверждает термочувствительные детали за короткий цикл, отправьте нам информацию о длине волны клея, размере пятна и целевом времени цикла.